jeanflop/post-ocr-correction huggingface dataset:
de la colonne motrice produisant la circulation, à la longueur L de la conduite formée par ces tuyaux, que l'on désigne par v la vitesse d'écoulement, et par b un coefficient numérique déterminé par l'expérience, on peut écrire la relation suivante entre ces divers éléments : C'est ce qu'il résulte des nombreuses expériences faites par Darcy; elles ont en outre montré que la valeur du coefficient b peut être représentée par : En remplaçant dans l'équation (1) le facteur j par sa valeur H' T' on en conclut : la vitesse théorique eût été dans le cas actuel : Si
vitesse théorique eût été dans le cas actuel : Si nous appelons A le coefficient de réduction qu'il faut appliquer à cette vitesse V pour retrouver la vitesse réelle v, nous devrons poser : on en conclut la valeur de A qui est : Pour déterminer le diamètre de la conduite, il faudrait procéder par tâtonnement, en se fixant arbitrairement un diamètre D ; nous connaissons la longueur L du circuit parcouru par l'eau, on commencerait donc par déterminer la valeur de b qui correspond au diamètre D, au moyen de la formule (2), on reporterait cette valeur dans la
de la formule (2), on reporterait cette valeur dans la formule (3) où l'on remplacerait L par sa valeur, on en déduirrait le coefficient de réduction A et l'on en conclurait enfin la vitesse réelle v — A V, la valeur de V étant elle-même égale à La hauteur H' de la colonne motrice, produisant l'écoulement, est égale à : Cette vitesse v étant déterminée, on en déduit le débit correspondant : Il faudrait comparer ce débit au poids d'eau nécessaire 1320 kilogr. par heure, ou s'il est plus petit, le diamètre est insuffisant, et il faut l'augmenter; si le
le diamètre est insuffisant, et il faut l'augmenter; si le premier produit est plus grand que le second, il faut diminuer le diamètre. Ces calculs sont assez laborieux; pour les simplifier nous avons dressé le tableau graphique (pl. II, fig. 14) qui donne le coefficient de réduction A de la vitesse d'après le rapport g de la longueur totale du circuit au diamètre des tuyaux. Supposons que la hauteur H des colonnes d'eau froide et d'eau chaude soit égale à 1 mètre, la vitesse théorique V sera : V 0,0826 V H = Om,0826 Le coefficient A de réduction de
V H = Om,0826 Le coefficient A de réduction de cette vitesse est donné par l'épure (pl. II, fig. 14). Supposons un diamètre égal à 0,10 m; en plaçant l'appareil au milieu de la salle, prenant sur cet appareil (pl. II, fig. 13) deux conduites allant l'une à droite, l'autre à gauche jusqu'aux extrémités de la salle, la longueur de chacun de ces circuits aller et retour sera de 40 mètres environ et le débit de chacun d'eux devra être : le rapport g sera : prenons ce chiffre sur l'échelle horizontale, remontons jusqu'à la courbe correspondant au diamètre 0,10
l'échelle horizontale, remontons jusqu'à la courbe correspondant au diamètre 0,10 m et revenant à l'échelle verticale, nous lisons A = 0,225. C'est le coefficient de réduction par lequel il faut multiplier la vitesse théorique pour trouver la vitesse réelle. Cette vitesse réelle sera donc : v = 0,225 X Om,0826 = Om,018585 La section correspondant au diamètre 0,10 m est 0,010007853, le débit sera donc : 0,010007853 X om,018585 = 0,000146, par seconde, ou 0,000146 au lieu du débit 0,0183 qui serait nécessaire. Pour obtenir le débit voulu, il faudrait donc either établir un troisième circuit avec tuyaux de 0,10
donc either établir un troisième circuit avec tuyaux de 0,10 m, or prendre un diamètre de tuyaux plus grand, or augmenter la hauteur H des colonnes d'eau froide et d'eau chaude. Le débit variant avec la vitesse comme la racine carrée de la hauteur H, nous devrons avoir : la hauteur Ht des deux colonnes d'eau correspondant au débit ou à la circulation voulue devra donc être : Si, par suite du manque de hauteur de la salle, ou toute autre cause, cette hauteur de colonnes était trop grande pour être employée, on devrait la réduire par l'augmentation du diamètre
être employée, on devrait la réduire par l'augmentation du diamètre de la conduite or l'addition d'une conduite supplémentaire. La surface S d'absorption de la chaleur de l'air devant être : on trouvera et comme dans leur double circuit, les conduites partant de l'appareil doivent aller aux extrémités de la salle et revenir à l'appareil, le développement total de la double conduite d'eau réfrigérante devra avoir environ 80 mètres de longueur, par conséquent 1 mètre courant devra présenter une surface de : Or, des tuyères de 100 millimètres de diamètre intérieur et 7 % millimètres d'épaisseur, convenant au débit de cette
et 7 % millimètres d'épaisseur, convenant au débit de cette conduite, ne présentent par mètre courant qu'une surface extérieure de 0,1003613, au lieu de 1,00038 qu'il faudrait, c'est-à-dire environ le quart de la surface nécessaire. Il faudrait donc, si l'on emploie des tuyaux à surface extérieure lisse, prendre une longueur de ces tuyaux égale à 4x80=320 mètres, disposée en quatre conductes branchées sur l'appareil frigorifère et rayonnant dans la surface de la salle, ou bien, ce qui est plus simple et plus économique, employer des tuyaux à lames circulaires augmentant la surface de contact de l'air avec ces tuyaux et
la surface de contact de l'air avec ces tuyaux et leur puissance d'absorption de chaleur. L'expérience des chauffages opérés à l'aide de tuyaux à lames circulaires prouve que l'on arrive facilement à quadrupler l'effet utile thermique des tuyaux en les revêtant de lames circulaires assez nombreuses pour que leur surface devienne six fois plus grande qu'elle n'eût été sans l'emploi de ces lames. Pour rendre facile le moulage de ces tuyaux, il faut donner aux nervures un écartement minimum de 25 à 30 millimètres, adoptons ce dernier chiffre; et pour que la surface du tuyau muni de lames soit six
que la surface du tuyau muni de lames soit six fois plus grande que celle du tuyau sans lame, il faut que la surface de l'une d'elles soit égale à cinq fois celle du tuyau lisse dans sa partie correspondant à l'écartement des lames entre elles. D étant leur diamètre extérieur, nous aurons : d'où nous tirons : D = 0,218. Ainsi, notre conduite de tuyaux réfrigérants devrait être formée de 80 mètres de tuyaux de 100 millimètres de diamètre intérieur, à nervures circulaires de 0,218 de diamètre extérieur et de 30 millimètres d'écartement (pl. I, fig. 15), ou de
de 30 millimètres d'écartement (pl. I, fig. 15), ou de 320 mètres de tuyaux lisses de diamètre extérieur 0,115 et 0,100 de diamètre intérieur pour établir des circuits dans lesquels de l'eau à 0°, en partant du frigorifère, y rentrerait à la température 120 environ, après avoir enlevé à la salle à rafraîchir à 24°, en moyenne, les 15850 calories qui, par heure, viennent échauffer cette salle quand la température au dehors est à 32°. L'étendue à donner aux surfaces réfrigérantes, pour obtenir le rafraîchissement voulu, peut varier assez largement, en plus ou en moins, sans que l'effet produit ait
en plus ou en moins, sans que l'effet produit ait notablement à en souffrir, et en effet, si l'étendue donnée aux surfaces réfrigérantes est plus faible que celle que nous venons de déterminer, la température de l'eau à sa rentrée dans le frigorifère sera inférieure à 12°, sa température moyenne sera aussi plus faible que celle admise précédemment et la puissance moyenne d'absorption de 1 mètre carré de surface réfrigérante des tuyaux deviendra plus élevée, ce qui compensera dans de certaines limites la diminution de la surface réfrigérante totale. Si, au contraire, l'étendue donnée aux surfaces réfrigérantes est supérieure à
au contraire, l'étendue donnée aux surfaces réfrigérantes est supérieure à celle que nous venons de déterminer, la température de l'eau à sa rentrée dans le frigorifère sera plus élevée que 12°, sa température moyenne sera aussi plus élevée que admise précédemment et la puissance moyenne d'absorption de 1 mètre carré de la surface réfrigérante des tuyaux deviendra inférieure, ce qui encore compensera jusqu'à un certain point l'augmentation de la surface réfrigérante totale. Dans l'emploi des tuyaux à nervures circulaires pour surfaces réfrigérantes, nous avons vu qu'il fallait que la surface totale de ces tuyaux fût dans le rapport de 6
totale de ces tuyaux fût dans le rapport de 6 à 4 par rapport à la surface totale réfrigérante des tuyaux lisses ; c'est-à-dire que la surface totale des premiers fût une fois et demie plus grande que celle des seconds, par suite de cet excédant de surface des premiers, la température moyenne de cette surface sera plus élevée que la température moyenne de la surface des tuyaux lisses, et par conséquent l'air au contact des tuyaux à nervures se desséchera moins qu'au contact des tuyaux lisses. Frigorifères disposés au-dessus des salles à rafraîchir. Enfin, les tuyaux réfrigérants du frigorifère
des salles à rafraîchir. Enfin, les tuyaux réfrigérants du frigorifère peuvent être disposés en dehors de la salle à rafraîchir; pourvu que ces tuyaux soient à un niveau supérieur à celui de la salle et que leur emplacement soit relié à cette salle au moyen d'une galerie qui y amène l'air chaud de la salle à rafraîchir et le ramène dans la salle après son rafraîchissement, on obtiendra encore le rafraîchissement voulu. Cette disposition du frigorifère serait absolument analogue à celle des calorifères en sous-sol, avec cette différence qu'elle serait renversée. Dans les calorifères en sous-sol, en effet, l'air échauffé
renversée. Dans les calorifères en sous-sol, en effet, l'air échauffé et plus léger s'élève naturellement pour parvenir à la salle à chauffer, tandis que dans les frigorifères placés en sur-sol l'air refroidi et plus lourd descendrait naturellement pour gagner la salle à rafraîchir. Aussi l'emplacement le plus rationnel du frigorifère est-il au grenier, comme celui du calorifère est à la cave, quand ces appareils ne peuvent être disposés à l'intérieur du local même à rafraîchir ou à chauffer. Conclusion. — En résumé, pratiquement, on dispose de deux procédés de rafraîchissement applicables en toute circonstance à une enceinte d'étendue quelconque, que
applicables en toute circonstance à une enceinte d'étendue quelconque, que cette enceinte soit un atelier, une salle de réunion, de spectacle, d'hospice, une cave de fermentation, ou tout autre, et que cette enceinte soit ventilée ou non. Le premier de ces procédés, plus spécialement applicable aux enceintes ventilées, est basé sur l'emploi de caves remplies de briques à travers lesquelles devra circuler l'air de ventilation; la surface et le volume du massif de briques devant être assez grands pour absorber et accumuler en quantité suffisante les calories négatives (comptées à partir de la température moyenne maximum que l'on voudra maintenir
partir de la température moyenne maximum que l'on voudra maintenir dans l'enceinte à rafraîchir), calories négatives que l'on trouvera pendant la nuit et chaque fois que la température pendant le jour descendra en dessous de la température limite que l'on se propose de ne pas dépasser à l'intérieur de l'enceinte. Suivant la capacité d'accumulation de ce massif, on pourra, comme nous l'avons reconnu, ramener la température de l'air de ventilation, à n'être que peu supérieure à la température moyenne, 20° à 21°, du mois de juillet et bien inférieure à la température moyenne des journées les plus chaudes de juillet;
la température moyenne des journées les plus chaudes de juillet; et à plus forte raison, pendant les mois de mai, juin, août et septembre pourra-t-on obtenir de l'air de ventilation à une température plus inférieure encore, et cela, tout en régularisant et augmentant l'état hygrométrique de l'air de ventilation. Dans le second procédé, plus spécialement applicable aux enceintes non-ventilées, mais pouvant également s'employer simultanément avec la ventilation, le rafraîchissement est basé sur l'emploi de glace alimentant un frigorifère, absolument comme la houille, dans un calorifère, pendant la saison de chauffage. Ce frigorifère ayant absolument à remplir, pour le rafraîchissement, le
Ce frigorifère ayant absolument à remplir, pour le rafraîchissement, le même office qu'un calorifère, dont il est la contre-partie, pour le chauffage, peut comme le calorifère se disposer en dedans ou au dehors de l'enceinte à rafraîchir; mais tandis que lorsqu'il est au dehors le calorifère doit être placé en cave, ou en contre-bas du sol de l'enceinte à chauffer, le frigorifère placé au dehors doit être installé au grenier ou en contre-haut du sol de l'enceinte à rafraîchir. Comme à travers le calorifère, on peut aussi faire passer à travers les surfaces groupées du frigorifère l'air de ventilation. Enfin,
travers les surfaces groupées du frigorifère l'air de ventilation. Enfin, il est possible de fusionner ces deux systèmes de réfrigération; il suffit pour cela, en effet, de faire passer l'air de ventilation par le massif réfrigérant en briques, et de disposer au dedans ou au dehors de l'enceinte à rafraîchir un frigorifère dont l'action viendrait en aide au massif réfrigérant et en formerait le complément, si le massif ne pouvait faute d'emplacement ou autre, être établi avec un volume de briques assez grand pour que son fonctionnement seul assurât le rafraîchissement voulu. Si la consommation de glace, en été, était
rafraîchissement voulu. Si la consommation de glace, en été, était entrée dans nos mœurs autant qu'en Amérique et que, comme dans ce pays, on puisse s'en procurer abondamment à bas prix et partout, le rafraîchissement par frigorifère serait bien le procédé le plus simple, et presque le plus économique, qu'il soit possible d'employer, surtout quand il s'agit du rafraîchissement de salles de peu d'étendue, ou encore quand ce rafraîchissement n'a besoin d'être produit que pendant quelques heures de la journée; et bien fréquents sont les cas, en été, où leur application au rafraîchissement de salles d'ateliers, de réunions, de spectacles,
application au rafraîchissement de salles d'ateliers, de réunions, de spectacles, de malades, etc., etc., serait tout aussi utile que l'application des calorifères au chauffage de ces salles en hiver; et même une habitation confortable, dont le chauffage en hiver est assuré par un calorifère, devrait aussi bien être pourvue d'un frigorifère, placé au grenier, pour assurer son rafraîchissement en été; car nos habitations, faites pour un climat tempéré, sont tout aussi incommodes lorsque le thermomètre s'élève au-dessus de 24°, que lorsqu'il descend en dessous de 12°. Notons que dans le chauffage d'une enceinte, bien rarement on utilise 30 à 40
chauffage d'une enceinte, bien rarement on utilise 30 à 40 % de la chaleur dégagée par le combustible à cause de la fumée qui emporte une grande partie de la chaleur développée et de l'air chaud qui s'élève et se cantonne sous le plafond sans chauffer bien sensiblement ceux qui occupent le local, tandis que dans le rafraîchissement par frigorifère placé à l'intérieur même de l'enceinte, on obtient un rendement frigorifique de 100 % et tout l'air frais produit venant se rendre à la partie inférieure de la salle, ceux qui occupent cette salle sont complètement enveloppés par cet air
qui occupent cette salle sont complètement enveloppés par cet air frais. Mais, tandis que la température moyenne de la surface de chauffe d'un calorifère s'élève jusqu'à 200 à 300° parfois au-dessus de la température normale à produire, la température moyenne des surfaces réfrigérantes descend rarement de 20° en dessous de cette température normale; on conçoit dès lors qu'il soit nécessaire de donner aux surfaces réfrigérantes du frigorifère une étendue considérablement plus grande que celle du calorifère placé dans le même local. La glace est du froid accumulé sous forme solide, que la nature nous offre partout (dans nos climats, du
que la nature nous offre partout (dans nos climats, du moins) en hiver; il suffit de la recueillir pour avoir du froid en réserve pour l'été. Si l'on compare sa facilité d'extraction à celle de la houille, on conviendra que dans une exploitation bien entendue, le prix de revient de la glace, par rapport à celui de la houille, doit être bien inférieur, malgré le déchet que l'on éprouve dans sa conservation; et comme une grande glacière ne demande pas des frais considérables d'établissement, ni d'entretien, son amortissement pouvant s'étendre sur une longue série d'années, ne doit grêver le prix
sur une longue série d'années, ne doit grêver le prix de revient final de la glace au moment de son emploi, que d'une quantité assez minime; de sorte que la glace devrait et pourrait être une substance très usuelle et non une matière de luxe en été et devrait être employée pour tous les rafraîchissements à produire en été, pendant les grandes chaleurs. Donny 2 et Gernez 3, admettent la possibilité d'explosions de chaudières causées par la surchauffe de l'eau, à une température plus élevée que celle correspondant à la tension de la vapeur, et proposent comme moyen préventif des
tension de la vapeur, et proposent comme moyen préventif des accidents qui peuvent en résulter l'application d'un appareil dont l'idée leur a été suggérée par les travaux de M. Gernez. Nous avons répondu immédiatement aux demandes qui nous ont été adressées, que, jusqu'à plus ample information, nous ne partageons pas à ce sujet la manière de voir de M. le commandant Trèves, nous bornant à rassurer les industriels qui nous avaient consultés et dont les générateurs à vapeur nous sont connus. Cependant, en présence des publications auxquelles l'intéressante question de la surchauffe d'eau a donné lieu ; en présence aussi
la surchauffe d'eau a donné lieu ; en présence aussi de catastrophes qui ont frappé l'industrie à des époques récentes, nous avons cru devoir étudier le phénomène au point de vue purement industriel, les expériences de laboratoire ayant été faites par des savants dont l'autorité est incontestable. Nous rappellerons brièvement et par ordre chronologique les expériences sur lesquelles M. le commandant Trèves s'est basé, ainsi que celles dont nous avons connaissance et qu'il ne mentionne pas, pour examiner ensuite dans quelle proportion le nombre d'explosions de chaudières est resté inexpliqué, et nous terminerons par l'examen des conditions dans lesquelles une
et nous terminerons par l'examen des conditions dans lesquelles une explosion par surchauffe d'eau peut se produire dans les types de générateurs les plus répandus dans l'industrie. Expériences de M. Donny, 1846. — M. Donny rend compte de ses expériences sous le titre: « Mémoire sur la cohésion des liquides et sur leur adhérence aux corps solides. » Il étudie notamment la cohésion de l'acide sulfurique et de l'eau, qu'il trouve plus considérable à mesure que le liquide expérimenté contient une moindre quantité d'air ou d'un gaz quelconque. Il est amené, à la suite de ces expériences, à s'occuper de
amené, à la suite de ces expériences, à s'occuper de la question de l'ébullition de l'eau, et constate que : « Il y a une différence notable entre la marche que suit l'ébullition dans une eau qui contient de l'air ou quelque autre gaz, et dans une eau purgée de ces substances aériformes. » M. Donny démontre que la surchauffe de l'eau se produit, lorsque celle-ci est privée d'air, dans une proportion très notable. Il rappelle les soubresauts qui sont fréquemment observés dans les laboratoires où un liquide privé d'air est mis en ébullition dans des vases de verre ;
est mis en ébullition dans des vases de verre ; dans ses 5e et 6e expériences il produit l'explosion d'un tube de verre d'abord fermé par une couche de mercure formant soupape de sécurité, et, ensuite, en coupant les tubes de manière à occasionner une ouverture brusque. Dans ce dernier cas, tout le liquide contenu est projeté en masse et se transforme dans l'air en un nuage de vapeur. Il insiste sur le fait que la moindre particule gazeuse empêche la production de la surchauffe qu'il considère comme une cause possible d'explosions des chaudières à vapeur, et indique, comme moyen
possible d'explosions des chaudières à vapeur, et indique, comme moyen préventif de l'accident, l'introduction dans le générateur d'un courant d'air très faible et continu. Il considère comme assez probable que de l'eau fortement aérée, ou de la vapeur d'eau, produirait un effet analogue. M. Donny, dans toutes les expériences, n'a opéré qu'avec des appareils en verre construits par lui-même. Expériences de M. Dufour, 1864. — L'expérimentateur se sert au début de vases en verre mis en communication avec une machine pneumatique, qui lui permet de faire varier la pression du milieu en contact avec le liquide chauffé. La production du
milieu en contact avec le liquide chauffé. La production du phénomène est facilitée par l'addition à l'eau d'une certaine quantité d'acide sulfurique, et la cornue servant à l'expérience devient plus propre à amener le résultat à mesure qu'elle se trouve en usage. M. Dufour introduit ensuite dans son appareil des fils de platine, des fragments de bois, du coton, de fer et de cuivre; et constate qu'au bout de quelque temps de chauffage dans l'eau, le dégagement connu de bulles de gaz produit par ces corps étrangers devient nul. Il opère enfin dans un vase en métal dans lequel il
opère enfin dans un vase en métal dans lequel il parvient à produire la surchauffe de l'eau par les mêmes procédés que dans les cornues en verre. Il résulte de ses séries d'expériences : Que la surchauffe se produit d'autant plus facilement que, par suite de la diminution de pression, l'ébullition peut être obtenue à une température plus basse ; Que la diminution de pression est un facteur plus favorable à la production du phénomène que l'augmentation de température par le chauffage du liquide; Que l'eau surchauffée se trouve dans un état d'équilibre tellement instable que le moindre mouvement, comme
un état d'équilibre tellement instable que le moindre mouvement, comme par exemple la marche d'une personne dans une pièce voisine, suffit à la rompre ; Comme M. Donny, il insiste sur l'influence de la présence de gaz dans l'eau pour favoriser l'ébullition à la température correspondant à la pression; Que M. Dufour croit à la possibilité d'explosions de chaudières à vapeur par suite de surchauffe d'eau. Il cite des faits que lui signale M. Chavannes-Burnat, alors ingénieur au Havre, qui a observé le phénomène sur deux petites chaudières verticales. Il insiste sur le refroidissement de la partie supérieure de générateurs
insiste sur le refroidissement de la partie supérieure de générateurs partiellement découverts, refroidissement qui, en condensant la vapeur au-dessus de l'eau, amène une diminution de pression favorable à la surchauffe pendant l'arrêt de la chaudière. L'état d'équilibre est alors rompu par le moindre choc, comme par exemple l'ouverture de la valve de mise en train. Cependant il considère comme très rares les conditions dans lesquelles la surchauffe peut se produire dans les générateurs industriels, et termine en citant l'observation suivante de M. le professeur Poggendorf : « S'il arrivait par hasard que l'eau fût surchauffée, il suffirait, comme il a
hasard que l'eau fût surchauffée, il suffirait, comme il a été dit au § 7, de lui communiquer un mouvement quelconque pour provoquer l'ébullition. En arrivant à entretenir, par un mécanisme quelconque, en un point quelconque de la masse liquide, le plus léger mouvement, il est probable que les risques déjà problématiques d'une surchauffe seraient encore considérablement amoindris. » Expériences de M. Kayser, 1865. — M. Kayser est amené à considérer comme une cause fréquente d'explosions la diminution brusque de pression de la vapeur, par suite d'ouverture d'une soupape ou d'un robinet. Il ne parle jamais, dans son exposé, de