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du tube débouchant sous l'eau, ce diaphragme portant un trou de très petit diamètre à son centre, on voit l'eau pénétrer dans le tube et le noircir d'une façon très tranchée au fur et à mesure de la progression de l'eau dans ce tube; en même temps la branche supérieure laisse échapper un jet de vapeur très régulier et très abondant. Aussitôt que l'on enlève le diaphragme, on entend à nouveau les claquements dans la masse d'eau, l'échappement par la branche supérieure s'arrête et si l'on laisse les choses dans cet état au bout de quelques minutes le tube rougit
cet état au bout de quelques minutes le tube rougit à nouveau et pour le refroidir et forcer l'eau à y pénétrer il faut à nouveau capuchonner l'entrée du tube avec le diaphragme. Cette expérience réalise dans les meilleures conditions le programme que nous nous sommes posés pour créer une vaporisation active, intensive à l'intérieur des tubes; en effet le diaphragme joue un double rôle. D'abord, il crée en amont de la chauffe la résistance que nous cherchons et il la crée aussi grande que possible et à notre volonté ensuite il a l'avantage de limiter l'introduction de l'eau dans
ensuite il a l'avantage de limiter l'introduction de l'eau dans les tubes et par conséquent d'abaisser la teneur en eau du mélange en aval de la chauffe. Or, comme plus ce mélange est riche en vapeur, moins il offre de résistance au frottement et par conséquent plus il se dégage vite, nous arrivons ainsi à la réalisation des deux conditions que nous réclamions pour l'établissement d'un cycle de circulation, résistance en amont grâce à un étranglement, diminution de résistance en aval grâce à un fluide ayant le minimum de densité. Maintenant que nous avons examiné d'une façon générale les lois
Maintenant que nous avons examiné d'une façon générale les lois de la circulation dans les chaudières tubulaires, nous pouvons examiner ce qui se passe dans un appareil industriel et faire l'application dans la pratique des théories que nous venons de vous exposer. Les chaudières peuvent se diviser en deux catégories les premières qui comprennent les chaudières qui ont leur circuit de vaporisation complètement en-dessous du plan d'eau, les secondes où le circuit tubulaire commence en-dessous du plan d'eau pour aboutir au-dessus. Nous représentons ici schématiquement Figure 9. une chaudière tubulaire dans laquelle le faisceau est placé entre deux lames d'eau
dans laquelle le faisceau est placé entre deux lames d'eau communiquant avec le ballon supérieur. (Fig. 10.) Dans un pareil système, les partisans de la circulation par différence de densité et par courant de convections vous diront que, grâce à ces courants de convections et à la différence de densité de la lame d'eau arrière et de la lame d'eau avant, la circulation se fera de droite à gauche. Il n'en est rien; on peut considérer un pareil ensemble comme un régime des eaux comprenant un versant droit et un versant gauche séparés par la ligne de plus basse pente
versant gauche séparés par la ligne de plus basse pente qui est le point de liaison des tubes avec la lame d'eau de droite. Si on fait une prise d'eau sur le versant de droite, ce n'est pas le versant de gauche qui viendra compenser ce prélèvement, mais c'est bien le versant droit sur lequel on a fait cet emprunt et ce n'est que par le rétablissement du plan horizontal supérieur que se fera la compensation; de même si l'on fait un prélèvement sur le côté gauche ce ne sera pas de l'eau du côté droit qui servira à ce
pas de l'eau du côté droit qui servira à ce prélèvement, mais bien de l'eau prise sur ce côté gauche. En un mot, les réparations en eau seront distinctes sur chaque côté et se feront aux dépens des côtés sur lesquels ces réparations auront lieu. Ceci étant posé, il est évident que c'est le côté gauche qui subit seul pendant la vaporisation des pertes de liquide puisque c'est dans son sein seulement que naissent les bulles de vapeur; c'est donc sur lui-même que se fera ce remplacement; les bulles de vapeur monteront verticalement comme nous l'avons vu le long de
vapeur monteront verticalement comme nous l'avons vu le long de la génératrice supérieure et viendront s'accumuler en poches de vapeur à l'extrémité des tubes d'où elles s'échapperont par la lame avant pour remonter au ballon; l'eau nécessaire à rétablir ces pertes dues à l'évaporation se fera également par le même côté et par la section inférieure de ces tubes. La masse d'eau de la lame d'eau arrière restera stagnante ou du moins à peu près; si à un moment donné la vaporisation est poussée et que par suite les bulles soient plus abondantes, la poche de vapeur de la partie
soient plus abondantes, la poche de vapeur de la partie haute prendra plus d'importance; il arrivera même un moment où elle occupera toute la section de débouché du tube s'opposant ainsi au retour de l'eau par la section inférieure. La masse d'eau arrière du tube sera alors refoulée dans la lame d'eau de droite jouant ainsi, en quelque sorte, le rôle d'un fond mobile animé d'un mouvement d'oscillation plus ou moins rapide. Le tube, dans ces conditions, ne contenant plus que de la vapeur et cette vapeur étant cantonnée dans sa partie supérieure, sera inégalement chauffée les génératrices supérieures du
sa partie supérieure, sera inégalement chauffée les génératrices supérieures du tube qui ne seront pas refroidies par l'évaporation se dilateront; celles du bas qui auront au contraire un peu d'eau se dilateront moins et il en résultera que le tube se cintrera en arc avec convexité vers le haut. C'est ce qu'on remarque du reste dans toutes les chaudières tubulaires qui ont été poussées, et dans l'expérience représentée (fig. 9) quand le tube est rouge. C'est parce que la vapeur débouche à pleine section par le tube qu'elle empêche l'eau de rentrer et que ce tube rougit. Ne voulant pas
de rentrer et que ce tube rougit. Ne voulant pas examiner nommément les chaudières de nos concurrents, nous n'examinerons pas en détail chacune d'elles, nous vous laissons le soin de les rattacher à l'un ou l'autre type que nous analysons et nous allons maintenant voir comment se fait la circulation dans les chaudières de la seconde catégorie où le circuit évaporatoire a son point de départ sous l'eau et son point de débouché au-dessus du plan d'eau. Presque toutes ces chaudières ont des circuits de vaporisation de section inégale, et en général la section du circuit qui sert à l'arrivée
en général la section du circuit qui sert à l'arrivée de l'eau est de petite dimension par rapport à celle où se fait la vaporisation et le dégagement de vapeur, ce sont soit des tubes Field inclinés plus ou moins sur l'horizon, soit au contraire des serpentins branchés sur un collecteur d'alimentation; la vapeur qui naît dans ce faisceau tubulaire tend à refouler, comme nous le disions, l'eau aux deux extrémités du circuit et comme, en général, d'après ce que nous venons de dire la résistance en amont du circuit est plus grande qu'en aval et que cette prise en
est plus grande qu'en aval et que cette prise en aval contient de l'eau et surtout de la vapeur, il en résulte que la circulation a une tendance à se faire dans un sens déterminé. Si on ne pousse pas trop ces appareils ils arrivent encore à donner un service assez régulier mais, si, au contraire on active les feux, la résistance en amont devient alors insuffisante, il y a alors vidange d'eau par les deux extrémités du faisceau tubulaire, puis coup de feu, et par conséquent cintrage des tubes. Vous voyez donc, Messieurs, que la fameuse circulation d'eau à
Vous voyez donc, Messieurs, que la fameuse circulation d'eau à pleine section que revendiquent beaucoup de nos confrères pour leurs appareils n'existe pas en pratique et je dirai plus elle est même incompatible avec un coefficient élevé de vaporisation. Or, c'est surtout cette grande vaporisation qu'il faut chercher car c'est elle qui est la principale cause de refroidissement des tubes. Nous avons quelquefois entendu dire à des gens peu familiarisés avec la question des chaudières, lorsque nous leur parlions de vaporisation de 40 kilos par mètre carré de surface de chauffe que c'était une marche forcée qui fatiguait les tubes.
chauffe que c'était une marche forcée qui fatiguait les tubes. C'est l'inverse au contraire qu'il faudrait dire; un tube qui vaporise 10 kilos par unité de longueur est moins refroidi qu'un tube qui en vaporise 20, à feu égal, bien entendu. C'est du reste ce qui existe également pour la réfrigération des condenseurs à surface. Dans les condenseurs à surface immergée en pleine eau, on a besoin de surfaces beaucoup plus considérables que dans les condenseurs à surface refroidis par une pluie parce que dans les uns l'eau s'échauffe par contact tandis que dans les autres les tubes se refroidissent
contact tandis que dans les autres les tubes se refroidissent par évaporation. Ce qu'il faut donc rechercher, c'est obtenir la plus grande vaporisation possible sans s'inquiéter de ce que sera la circulation d'eau et nous allons voir que cette condition d'une grande circulation d'eau et d'une grande production de vapeur sont exclusives l'une de l'autre. En effet, considérons un tube rempli d'eau, considérons une tranche d'une épaisseur quelconque et supposons que le débit dû à la circulation dans ce tube représente 200 fois l'épaisseur de cette tranche par seconde; si, par hypothèse, nous admettons la vaporisation instantanée de cette tranche
par hypothèse, nous admettons la vaporisation instantanée de cette tranche considérée à 10 kilos par exemple, elle va prendre 200 fois son volume, c'est-à-dire qu'elle va occuper dans le tube une longueur 200 fois plus grande. Si on admet que, en amont de cette tranche vaporisée il y ait une résistance telle qu'il n'y ait presque pas de recul de l'eau contenue dans le tube, il faudra que la partie en aval avance dans le tube pour engendrer derrière elle l'espace 200 fois plus grand que celui de la tranche d'eau considérée, et pendant ce temps l'eau d'amont devra rester
d'eau considérée, et pendant ce temps l'eau d'amont devra rester stagnante; or, comme nous avons supposé que la vitesse d'écoulement représentait par seconde 200 fois l'épaisseur de la tranche, l'écoulement en amont cessera pendant une seconde. Permettez-moi de prendre une comparaison un peu moins scientifique, mais qui frappe davantage l'esprit: supposons une file de voitures toutes d'égales longueur et supposons qu'on fasse sortir une de ces voitures de la file pour intercaler à sa place 200 voitures de même longueur; il faudra que la voiture qui se trouve derrière celle retirée s'arrête jusqu'à ce que les 200 véhicules se soient
retirée s'arrête jusqu'à ce que les 200 véhicules se soient insérés dans la file; or, la file de voitures en marche, peut être assimilée à l'eau circulant dans le tube et la voiture enlevée est la tranche vaporisée et les 200 véhicules intercalés correspondent à l'augmentation du volume de cette tranche portée à 10 kilos de vapeur. Il faut donc pour que cette opération se fasse le plus rapidement possible c'est-à-dire pour que l'évaporation soit la plus rapide possible que l'évacuation de la vapeur se fasse le plus facilement possible: il y a donc intérêt, par conséquent, à faciliter ce
il y a donc intérêt, par conséquent, à faciliter ce dégagement en aval pour qu'au fur et à mesure de sa production la vapeur soit conduite dans le dôme où elle s'emmagasine. Au fond le problème est assimilable un peu pour rester toujours dans notre comparaison de voitures à un service d'ordre sur la voie publique. C'est du reste cette comparaison que nous avons relevée dans un article de vulgarisation paru l'année dernière dans « l'Illustration » au sujet de notre chaudière. Le rédacteur comparait notre tuyère ou diaphragme à un tourniquet placé à l'entrée d'un corridor étroit dans lequel
un tourniquet placé à l'entrée d'un corridor étroit dans lequel il voulait faire passer un grand nombre de personnes. Si on les laissait s'engouffrer à pleine section les gens s'écraseraient et obstruraient le passage; si, au contraire, on les faisait stationner à la porte du corridor et si on ne laissait passer que une par une en les forçant à traverser rapidement le corridor demeuré libre, on pouvait, dans ces conditions évacuer un grand nombre de personnes dans un temps relativement court. C'est en effet ce que nous préconisons pour la circulation dans les chaudières; régler l'entrée de l'eau, dégager
la circulation dans les chaudières; régler l'entrée de l'eau, dégager la sortie de la vapeur. Indépendamment des deux classes de chaudières que nous venons d'examiner il faut encore dans chacune de ces classes faire une sous-division entre les chaudières à petits tubes et les chaudières à gros tubes. On considère comme chaudières à petits tubes celles qui ont des sections inférieures à 30 et comme chaudières à gros tubes les sections au-dessus. Dans les chaudières à petits tubes et à pleine section, la circulation ne se fait plus tout à fait comme nous venons de le supposer. Il n'y a
fait comme nous venons de le supposer. Il n'y a pas à proprement parler une séparation entre l'eau et la vapeur comme nous l'avons vu dans les chaudières prises entre deux lames d'eau ni un mélange plus ou moins riche en eau ou en vapeur comme nous l'avons supposé dans les chaudières à circuit annulaire. Ici, la vapeur et l'eau se séparent en une suite de tronçons de vapeur et d'eau formant une sorte de chapelet comme l'indique la figure ci-jointe, La circulation ici est due en grande partie à la pesanteur; en effet, la colonne de retour d'eau H
la pesanteur; en effet, la colonne de retour d'eau H qui n'est pas soumise à la chauffe intense est composée presque uniquement d'eau, tandis que la partie des tubes chauffés est parcourue comme nous venons de le dire par des tronçons alternés d'eau et de vapeur. Si on calcule la pesanteur des deux colonnes, on voit que celle chauffée se réduit à la somme des tronçons d'eau en négligeant le poids des tronçons de vapeur, tandis que celle non chauffée représente sa hauteur totale en eau. Si on remonte l'eau juste au niveau du plan d'eau de la chaudière et
juste au niveau du plan d'eau de la chaudière et que, par exemple, la longueur des tronçons de vapeur soit équivalente à la longueur des tronçons d'eau, la colonne chauffée à une poussée moitié de celle qui s'exerce sur la colonne de retour et par conséquent il y a là une cause de circulation efficace surtout si l'on ajoute que la résistance au frottement de la colonne tronçonnée sera de moitié dans ces conditions de celle de la colonne à pleine eau; il semble donc que entre les deux systèmes, ce serait les petits tubes qui donneraient les meilleures chances
ce serait les petits tubes qui donneraient les meilleures chances de circulation et on s'étonnerait que dans ces conditions, ils n'aient pas supplanté dans l'Industrie les chaudières à gros tubes et qu'on ait borné leur emploi aux générateurs de marine et encore dans des cas où la question de légèreté primait toute autre considération. C'est qu'on reproche aux petits tubes plusieurs inconvénients graves. Ils sont d'un nettoyage difficile, leur usure est, dit-on, plus rapide que celle des gros tubes. Comme pour une surface de chauffe donnée, on est obligé d'avoir un bien plus grand nombre d'attaches avec des petits tubes
un bien plus grand nombre d'attaches avec des petits tubes qu'avec les gros; leur multiplicité est un inconvénient pour l'entretien et la conservation. Enfin, on leur reproche un mauvais rendement. Au fond, tous ces défauts sont la conséquence du premier. C'est la difficulté de nettoyage qui entraîne au bout de très peu de temps de marche ce mauvais rendement. C'est ce faible rendement qui oblige à avoir des grandes surfaces de chauffe qui ne seraient pas nécessaires si ces tubes fonctionnaient toujours comme au début car si on pouvait diminuer la surface de chauffe nécessaire, on diminuerait du même coup
la surface de chauffe nécessaire, on diminuerait du même coup la multiplicité des tubes. Enfin, l'usure est encore due au mauvais rendement lorsqu'un tube est entartré, il n'absorbe plus aussi facilement les calories disponibles dans la flamme et par conséquent il se surchauffe en vertu du principe que nous citions tout à l'heure, que moins un tube vaporise plus il se surchauffe. Si les petits tubes pouvaient être maintenus toujours dans l'état de propreté initiale, ils donneraient de meilleurs rendements que les gros. En effet, dans un gros tube, par exemple, dans un tube de 10 centimètres de diamètre, le
exemple, dans un tube de 10 centimètres de diamètre, le mélange d'eau et de vapeur ne se maintient pas homogène; il se fait une séparation, l'eau se réunit sur les génératrices inférieures du tube et la vapeur se cantonne dans la partie supérieure et chaque tube est à peu près dans les mêmes conditions qu'un petit bouilleur ayant un dôme de vapeur et une masse d'eau. De plus, on ne profite pas de la faible résistance au frottement que donne un mélange homogène, mais l'on crée des poches de vapeur qui sont un obstacle à la circulation. Dans un petit
qui sont un obstacle à la circulation. Dans un petit tube, au contraire, comme nous l'avons vu, si l'on n'a pas un mélange absolument homogène, on a du moins une série de tronçons de vapeur et d'eau qui s'en rapproche davantage et toutes les parois du tube se comportent à peu près également, mais en admettant même que l'on ait pu conserver à l'intérieur du tube ce mélange homogène ou mousse de vapeur et d'eau, il ne reste en contact avec la surface vaporisante que la périphérie et c'est seulement cette partie qui serait active, la partie centrale échappant à
cette partie qui serait active, la partie centrale échappant à l'action de la surface vaporisatrice, surtout s'il y a un dégagement rapide de la mousse de vapeur ainsi formée condition indispensable pour réaliser la vaporisation intensive. C'est, du reste, ce que l'on remarque dans le surchauffeur de vapeur. Si dans un surchauffeur de vapeur à gros tubes on prélève une prise de vapeur à la périphérie, elle a un degré de surchauffage de beaucoup supérieur à la prise qui aurait été faite au centre de la veine; c'est ce qui a engagé tant d'inventeurs à chercher des surchauffeurs à tuyères
a engagé tant d'inventeurs à chercher des surchauffeurs à tuyères aplatis et c'est ce qui avait même conduit dans le temps M. Rafal à combiner un surchauffeur où la vapeur étant fournie par deux appareils de vapeur surchauffés à des degrés différents et mélangées à leur sortie pour obtenir un degré de surchauffage exact. Ce que nous venons de dire pour une surface de chauffage interne est vrai également pour la surface de chauffage externe. Dans les gros tubes, on est obligé de laisser entre eux des écarts beaucoup plus grands, les veines gazeuses sont donc, en quelque sorte, refendues
grands, les veines gazeuses sont donc, en quelque sorte, refendues moins complètement par les tubes que dans les faisceaux tubulaires plus étroitement maillés comme ceux que permettent d'établir les petits tubes. Donc, au point de vue théorique, si on pouvait maintenir la surface de vaporisation propre dans les chaudières à petits tubes, elle donnerait des rendements au point de vue de la vaporisation bien supérieurs aux chaudières à gros tubes. Du reste, nous en avons fait l'expérience nous-mêmes, nous obtenons avec nos chaudières qui sont des chaudières à petits tubes des rendements qui dépassent 8 kilogrammes en brut; or, si
des rendements qui dépassent 8 kilogrammes en brut; or, si nous appliquons à ce rendement les corrections qui sont admises dans l'industrie cela nous donnerait des rendements de plus de 12 kilogrammes, car vous savez comme moi, Messieurs, quelle grande différence il y a entre le rendement brut industriel et le rendement théorique généralement garanti par les constructeurs. Du reste, je ne puis vous en donner un meilleur exemple que celui que j'ai relevé dans le catalogue d'un de nos concurrents où un rendement en brut de 7 k. 5 donne comme rendement souligné en chiffres gras 11 k. En
donne comme rendement souligné en chiffres gras 11 k. En effet, lorsqu'on a à relever la consommation brute dans les conditions de l'expérience, on corrige ce chiffre en déduisant les cendres, en ramenant le charbon à sa valeur de charbon pur, en tenant compte de l'humidité, en ramenant l'eau d'alimentation à 100°, en abaissant la pression de débit à la pression atmosphérique et bien souvent, on corrige encore les résultats ainsi obtenus en donnant le chiffre qui aurait été atteint si, au lieu d'un charbon industriel, on avait marché avec un charbon donnant 9,000 calories. Du reste, nous pouvons vous
un charbon donnant 9,000 calories. Du reste, nous pouvons vous citer comme expériences officielles les chiffres que nous avons obtenus à la Fonderie de canons de Ruelle où nous avons fourni une chaudière de 1,600 kilogrammes. Nous avons groupé ces résultats dans le tableau ci-dessous Puissance prévue de l'appareil. 1,600 kilogrammes. Surface de grille. 2m2,38 Surface de chauffe. 48m2 Température de l'eau d'alimentation 6° Tirage à la base de la cheminée (insuffisant). 9" d'eau. 18 Janvier 19 Janvier Charbon brûlé par m2 de grille. 72 kilogrammes 79 k. 43 Eau vaporisée par heure. 1525 id. 1679 kilogrammes Rendement en brut.
vaporisée par heure. 1525 id. 1679 kilogrammes Rendement en brut. 8 k. 2 7 k,6 Provenance du combustible Carmaux Decazeville Puissance calorifique du combustible.. 7800 calories 7278 cal. Cendres 7,8 % 0 7,50 % Vaporisation par m2 de Su de chauffe. 31 k. 77 34,98 Maintenant que vous connaissez les données générales qui nous ont guidé dans l'établissement de notre générateur nous pouvons l'examiner plus en détail. Notre chaudière est basée sur 3 principes 1° La présence d'un diaphragme en tête des tubes vaporisateurs de façon à éviter les engorgements de ces tuyères par l'eau en excès comme nous l'avons
de ces tuyères par l'eau en excès comme nous l'avons exposé. C'est la réalisation industrielle de l'expérience que nous vous avons citée précédemment et qui est reproduite fig. 9; 2° Le second point, tout aussi important puisqu'il laisse aux petits tubes tous leurs avantages vaporisateurs est le nettoyage par renversement de vapeur. Dans les chaudières ordinaires et dans nos premiers types, nous opérions la vidange à la façon ordinaire, c'est-à-dire au moyen de chasses d'eau, mais l'efficacité de ces chasses sont tout à fait locales et sont sans action sur les incrustations. Les incrustations se forment, soit par cristallisation, soit
les incrustations. Les incrustations se forment, soit par cristallisation, soit par cuisson des boues. La cristallisation est instantanée. Elle se produit lorsque le liquide, par suite de sa concentration due à l'évaporation, atteint un degré tel que le sel a dépassé son degré de solubilité. Cette période critique se produit, en général, dans le cheminement à travers le faisceau tubulaire. On peut retarder cette cristallisation en introduisant des produits connus sous le nom d'anti-tartre qui agissent, en général, comme corps d'interposition entre les cristaux en formation. Ils empêchent ainsi la prise et maintiennent les dépôts à l'état de boue; mais
prise et maintiennent les dépôts à l'état de boue; mais cette action est très éphémère et si on laisse ces boues dans la chaudière, elles finissent par encombrer le circuit évaporatoire, elles le mélangent aux autres précipités et peu à peu, sous l'action de la chaleur, font prise par cuisson. Le problème était donc de trouver un moyen d'éliminer rapidement ces boues au fur et à mesure de leur naissance et cela par une manœuvre facile et rapide. Nous avons résolu la question d'une façon fort simple et qui se trouverait facilitée par la régulation de la circulation de l'eau