jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
le mélange d'air frais et recirculé (FIG. 4). Le calcul des installations revient à trouver la capacité des divers éléments ainsi que les débits dans les divers tronçons pour déterminer les ventilateurs et les frais de premier établissement ainsi que d'exploitation. L'état de l'air à diverses températures et degrés hygrométriques est déterminé par deux caractéristiques, par exemple son humidité et sa chaleur totale, on peut donc représenter graphiquement les divers états de l'air humide en portant les chaleurs totales en ordonnées et les humidités en abscisses. On obtiendra ainsi des courbes différentes suivant le pourcentage de saturation. Sur un tel abaque, les lignes de température du mélange sont des droites inclinées (FIG. 5). Pour le calcul, il est plus facile de parler de l'humidité non pas en gr./m³, mais en grammes d'humidité mélangés à un poids d'air sec de 1 kg., le volume du mélange considéré est alors un peu inférieur à 1 mètre cube. La chaleur totale considérée, rapportée aussi au kg. d'air sec, est la somme de la chaleur au-dessus de zéro degré contenue dans 1 kg. d'air sec et la chaleur nette de vaporisation de l'eau dans le mélange. Cette chaleur ainsi définie ne comprend pas la chaleur nécessaire à élever l'eau vaporisée de 0° à la température de vaporisation, c'est là un point important. L'avantage de prendre les données rapportées au kg. d'air sec est que l'on parle alors d'une quantité fixe, alors que le mètre cube d'air humide est une quantité essentiellement variable avec la température et l'humidité. Les caractéristiques de l'air humide sont : la température, l'humidité absolue, la chaleur totale, l'humidité relative, le point de rosée, la température de bulle humide, c'est-à-dire la température que l'on obtiendrait en saturant adiabatiquement le mélange. Les courbes d'humidité ou courbes psychrométriques dont nous venons de parler permettent, étant donné deux caractéristiques, de déterminer toutes les autres. Le moyen le plus simple de traiter un problème de conditionnement d'air est la méthode graphique basée sur les courbes d'humidité. La précision obtenue est bien suffisante dans la pratique. En effet, les données mêmes du problème ne sont pas
chaleur nécessaire à élever l'eau vaporisée de 0° à la température de vaporisation, c'est là un point important. L'avantage de prendre les données rapportées au kg. d'air sec est que l'on parle alors d'une quantité fixe, alors que le mètre cube d'air humide est une quantité essentiellement variable avec la température et l'humidité. Les caractéristiques de l'air humide sont : la température, l'humidité absolue, la chaleur totale, l'humidité relative, le point de rosée, la température de bulle humide, c'est-à-dire la température que l'on obtiendrait en saturant adiabatiquement le mélange. Les courbes d'humidité ou courbes psychrométriques dont nous venons de parler permettent, étant donné deux caractéristiques, de déterminer toutes les autres. Le moyen le plus simple de traiter un problème de conditionnement d'air est la méthode graphique basée sur les courbes d'humidité. La précision obtenue est bien suffisante dans la pratique. En effet, les données mêmes du problème ne sont pas susceptibles d'être calculées avec exactitude et on se borne souvent à de simples estimations. D'autre part, la précision que l'on peut obtenir par la méthode graphique est du même ordre que celle des mesures que l'on pourrait faire après réalisation, pour vérifier l'exactitude des calculs. Voici en quoi consiste la méthode graphique. Pour mélanger graphiquement dans des proportions a et b en pourcentage deux quantités d'air à des états différents représentés par les points A et B sur les courbes psychrométriques, il suffit de joindre par une droite les points A et B et partager la longueur comprise dans les proportions a et b pour obtenir par simple lecture, toutes les caractéristiques du mélange obtenu. Si on veut mélanger de l'air à l'état A avec de l'air à l'état B pour obtenir de l'air à l'état C il faut et il suffit que les trois points représentatifs A B et C soient en ligne droite, dans quel cas on lit directement les proportions du mélange en mesurant les segments AC et CB en prenant AB pour unité. Si on considère de l'air à un état A et que l'on chauffe cet air, cela revient à un déplacement vertical ascendant sur
méthode graphique. Pour mélanger graphiquement dans des proportions a et b en pourcentage deux quantités d'air à des états différents représentés par les points A et B sur les courbes psychrométriques, il suffit de joindre par une droite les points A et B et partager la longueur comprise dans les proportions a et b pour obtenir par simple lecture, toutes les caractéristiques du mélange obtenu. Si on veut mélanger de l'air à l'état A avec de l'air à l'état B pour obtenir de l'air à l'état C il faut et il suffit que les trois points représentatifs A B et C soient en ligne droite, dans quel cas on lit directement les proportions du mélange en mesurant les segments AC et CB en prenant AB pour unité. Si on considère de l'air à un état A et que l'on chauffe cet air, cela revient à un déplacement vertical ascendant sur le graphique, si on le refroidit, cela revient à un déplacement vertical descendant jusqu'à intersection avec la courbe de saturation, suivi d'un déplacement vers la gauche le long de cette courbe ; une humidification adiabatique correspond à un déplacement horizontal vers la droite, et un séchage adiabatique par adsorption à un déplacement horizontal vers la gauche. Les données nécessaires au calcul sont les suivantes : 1° Conditions à maintenir dans la salle ; 2° Quantité d'humidité dégagée dans la salle par minute ou par heure provenant de la présence de personnes, d'infiltrations, de procédés de fabrication ou tout autre cause ; 3° Quantité de chaleur dégagée par minute ou par heure dans la salle provenant des occupants, infiltrations par les murs, pertes de chaleur et de froid le long des canalisations, etc. 4° Débit d'air à admettre dans la salle par minute ou volume de la salle et nombre de renouvellements d'air désirés par minute : ceci détermine les conditions de l'air à admettre dans la salle. On peut inversement fixer l'humidité et la température de l'air entrant dans la salle, ce qui fixera le débit ; 5° Débit d'air frais provenant de l'extérieur à admettre dans le système (la
un déplacement horizontal vers la gauche. Les données nécessaires au calcul sont les suivantes : 1° Conditions à maintenir dans la salle ; 2° Quantité d'humidité dégagée dans la salle par minute ou par heure provenant de la présence de personnes, d'infiltrations, de procédés de fabrication ou tout autre cause ; 3° Quantité de chaleur dégagée par minute ou par heure dans la salle provenant des occupants, infiltrations par les murs, pertes de chaleur et de froid le long des canalisations, etc. 4° Débit d'air à admettre dans la salle par minute ou volume de la salle et nombre de renouvellements d'air désirés par minute : ceci détermine les conditions de l'air à admettre dans la salle. On peut inversement fixer l'humidité et la température de l'air entrant dans la salle, ce qui fixera le débit ; 5° Débit d'air frais provenant de l'extérieur à admettre dans le système (la prise d'air frais sera placée de manière à prendre de l'air aussi propre que possible et pourra être avantageusement munie d'un filtre à poussières) ; 6° Conditions de l'air extérieur ; 7° Température de l'eau de refroidissement. Evidemment, on prend pour données l'ensemble des conditions les plus défavorables, l'installation doit donc être suffisamment souple pour s'accommoder de variations dans les données. Lorsque les conditions varient, l’installation doit se régler automatiquement pour faire face à ces variations : ce résultat est obtenu par des régulateurs commandés par bulle humide ou sèche, agissant sur les papillons de réglage des canalisations ou des robinets régulant le débit de l'eau de refroidissement ou de vapeur de chauffage. À titre d'exemple, supposons que l'on ait à calculer une installation de conditionnement d'été par séchage et refroidissement, de l'air frais et refroidissement par réfrigérant sur le circuit principal (FIG. 4). On s'impose par exemple un débit de N kilos d'air sec à admettre dans la salle et un débit d'air frais. La température minimum de l'eau de refroidissement est de t°. Les conditions de l'air à admettre dans la salle seront données par les équations N.(a - q)=Q N (b - h)= H Dans ces deux
donc être suffisamment souple pour s'accommoder de variations dans les données. Lorsque les conditions varient, l’installation doit se régler automatiquement pour faire face à ces variations : ce résultat est obtenu par des régulateurs commandés par bulle humide ou sèche, agissant sur les papillons de réglage des canalisations ou des robinets régulant le débit de l'eau de refroidissement ou de vapeur de chauffage. À titre d'exemple, supposons que l'on ait à calculer une installation de conditionnement d'été par séchage et refroidissement, de l'air frais et refroidissement par réfrigérant sur le circuit principal (FIG. 4). On s'impose par exemple un débit de N kilos d'air sec à admettre dans la salle et un débit d'air frais. La température minimum de l'eau de refroidissement est de t°. Les conditions de l'air à admettre dans la salle seront données par les équations N.(a - q)=Q N (b - h)= H Dans ces deux équations N est le poids d'air sec admis par heure dans la salle, q et h sont l'humidité en gr./kg. et la chaleur totale en cal./kg. cherchées, a et b sont l'humidité et la chaleur à maintenir dans le local, Q et H représentent respectivement la chaleur et l'humidité dégagée par heure dans le local. Marquons sur le graphique le point a b représentant les conditions à maintenir, et le point h q représentatif de l'air à admettre dans la salle (FIG. 5). FIG. 5 L'air avant refroidissement devra contenir h gr./kg. ; traçons la verticale h ; l'air frais séché et l'air recirculé doivent être mélangés dans la proportion de 1 à 2 pour donner un mélange contenant h gr./kg. Le lieu des points représentant l'air séché est une verticale telle que les segments interceptés par la verticale h sur une droite quelconque issue du point représentant l'air recirculé (air de la salle) soient dans la proportion de 1 à 2. Avec de l'eau à t° on peut refroidir l'air après séchage à (t + 5)° et l'intersection du lieu trouvé avec la ligne de température (t + 5) donne les conditions de l'air à mélanger avec l'air recirculé.
par heure dans le local. Marquons sur le graphique le point a b représentant les conditions à maintenir, et le point h q représentatif de l'air à admettre dans la salle (FIG. 5). FIG. 5 L'air avant refroidissement devra contenir h gr./kg. ; traçons la verticale h ; l'air frais séché et l'air recirculé doivent être mélangés dans la proportion de 1 à 2 pour donner un mélange contenant h gr./kg. Le lieu des points représentant l'air séché est une verticale telle que les segments interceptés par la verticale h sur une droite quelconque issue du point représentant l'air recirculé (air de la salle) soient dans la proportion de 1 à 2. Avec de l'eau à t° on peut refroidir l'air après séchage à (t + 5)° et l'intersection du lieu trouvé avec la ligne de température (t + 5) donne les conditions de l'air à mélanger avec l'air recirculé. Les conditions du mélange avant le réfrigérant principal sont à l'intersection de la droite joignant le point représentant l'air séché et refroidi et le point représentant l'air de la salle avec la verticale h de l'air à admettre dans la salle. Si on appelle q' la chaleur totale de l'air avant le réfrigérant principal le travail de ce dernier sera égal à : N (q' - q) frigories/heure. E. LEDOUX 122 La distance qui sépare le point représentatif de l'air frais et la verticale de l'air séché donne la capacité du groupe de séchage qui est d'ailleurs muni d'un bypass, de manière à pouvoir faire varier le séchage. Le réglage automatique se fait au moyen de deux thermostats situés dans la canalisation d'évacuation de la salle ; un de ces thermostats est à bulle humide et commande le registre de bypass du séchage, l'autre thermostat règle l'admission de l'eau de refroidissement du réfrigérant. La méthode que nous venons de résumer d'une façon très succincte permet le calcul de tous les autres types d'installations. Je m'arrêterai là, non pas que le sujet soit épuisé, bien loin de là, mais je ne veux pas abuser davantage de votre temps. Je vous remercie
avant le réfrigérant principal le travail de ce dernier sera égal à : N (q' - q) frigories/heure. E. LEDOUX 122 La distance qui sépare le point représentatif de l'air frais et la verticale de l'air séché donne la capacité du groupe de séchage qui est d'ailleurs muni d'un bypass, de manière à pouvoir faire varier le séchage. Le réglage automatique se fait au moyen de deux thermostats situés dans la canalisation d'évacuation de la salle ; un de ces thermostats est à bulle humide et commande le registre de bypass du séchage, l'autre thermostat règle l'admission de l'eau de refroidissement du réfrigérant. La méthode que nous venons de résumer d'une façon très succincte permet le calcul de tous les autres types d'installations. Je m'arrêterai là, non pas que le sujet soit épuisé, bien loin de là, mais je ne veux pas abuser davantage de votre temps. Je vous remercie de votre bienveillante attention et si quelqu'un d'entre vous désirait plus de détails sur certains points particuliers, je suis à votre disposition car il est difficile de condenser toute la technologie du conditionnement de l'air en quelques minutes. COKE MÉTALLURGIQUE La fabrication de coke métallurgique spécial aux mines domaniales françaises de la Sarre par M. Paul SAINTE-CLAIRE DEVILLE, Ingénieur conseil des mines domaniales de la Sarre PREMIÈRE PARTIE Dans une précédente communication faite à la réunion du 13 décembre 1923 du district de la Sarre de la Société de l'Industrie minérale, nous avons exposé le principe du procédé mis à l'étude depuis 1920 par les mines domaniales françaises de la Sarre, et indiqué les résultats très encourageants des premiers essais. Nous voudrions montrer aujourd'hui la réalisation industrielle qui a été faite de l'idée primitive, et en donner les résultats techniques et économiques. On commencera par rappeler l'idée générale qui a conduit les recherches et a amené à la réalisation du procédé. Le coke est normalement fabriqué en Sarre par la cokerie de Heinitz des mines domaniales, et par les très importantes cokeries des grandes usines métallurgiques de la région. La matière première commune à toutes ces cokeries est le menu
de la Sarre par M. Paul SAINTE-CLAIRE DEVILLE, Ingénieur conseil des mines domaniales de la Sarre PREMIÈRE PARTIE Dans une précédente communication faite à la réunion du 13 décembre 1923 du district de la Sarre de la Société de l'Industrie minérale, nous avons exposé le principe du procédé mis à l'étude depuis 1920 par les mines domaniales françaises de la Sarre, et indiqué les résultats très encourageants des premiers essais. Nous voudrions montrer aujourd'hui la réalisation industrielle qui a été faite de l'idée primitive, et en donner les résultats techniques et économiques. On commencera par rappeler l'idée générale qui a conduit les recherches et a amené à la réalisation du procédé. Le coke est normalement fabriqué en Sarre par la cokerie de Heinitz des mines domaniales, et par les très importantes cokeries des grandes usines métallurgiques de la région. La matière première commune à toutes ces cokeries est le menu des mines sarroises, dites à charbon gras. Les veines du faisceau gras fournissent des charbons auxquels l'analyse immédiate attribue une teneur en matières volatiles allant de 30 à 40 %. Le charbon, nettement fondant et agglutinant, est du type des bons charbons à gaz; l'analyse élémentaire donne au Heinitz employé par la cokerie des mines domaniales, la composition suivante : Carbone total 86,6 Hydrogène 5,3 Soufre 0,5 Oxygène et Azote ... 7,4 99,8 (résultats calculés après déduction des cendres). La simple analyse dite « immédiate » ne différencie pas nettement ce type de charbons de ceux des faisceaux qui se trouvent géologiquement au-dessus, appelés flambants inférieurs, supérieurs et flambants secs (Magerkohlen). Au contraire, l'analyse élémentaire permet de déceler des différences non négligeables de composition. On rappelle ici l'analyse élémentaire du Heinitz donnée plus haut, pour la rapprocher de celles de divers échantillons de flambants : Furnaces (flammants inférieurs) supérieurs Carbone total ... 86,6 82,2 82,3 Hydrogène 5,3 5,25 5,1 Soufre 0,5 0,54 1,05 Oxygène et azote. 7,4 10,35 11,65 O+Az „ • • 1,39 1,96 2,28 On voit décroître le carbone total, et augmenter nettement l'oxygène et l'azote quand on passe des gras aux flambants. Ajoutons d'ailleurs que, dans une
par la cokerie des mines domaniales, la composition suivante : Carbone total 86,6 Hydrogène 5,3 Soufre 0,5 Oxygène et Azote ... 7,4 99,8 (résultats calculés après déduction des cendres). La simple analyse dite « immédiate » ne différencie pas nettement ce type de charbons de ceux des faisceaux qui se trouvent géologiquement au-dessus, appelés flambants inférieurs, supérieurs et flambants secs (Magerkohlen). Au contraire, l'analyse élémentaire permet de déceler des différences non négligeables de composition. On rappelle ici l'analyse élémentaire du Heinitz donnée plus haut, pour la rapprocher de celles de divers échantillons de flambants : Furnaces (flammants inférieurs) supérieurs Carbone total ... 86,6 82,2 82,3 Hydrogène 5,3 5,25 5,1 Soufre 0,5 0,54 1,05 Oxygène et azote. 7,4 10,35 11,65 O+Az „ • • 1,39 1,96 2,28 On voit décroître le carbone total, et augmenter nettement l'oxygène et l'azote quand on passe des gras aux flambants. Ajoutons d'ailleurs que, dans une même veine d'un même faisceau (gras par exemple), on voit croître le carbone total, décroître l'oxygène lorsqu'on va de l'amont pendage à l'aval pendage, sur une même ligne de plus grande pente; qu'il y a également une variation latérale (en direction). P. SAINTE-CLAIRE DEVILLE 124 À profondeur égale, le carbone total diminue, l'oxygène augmente lorsqu'on se déplace en direction du N.-E. vers le S.-O. : les veines du faisceau géologique dit « gras », tendent à prendre petit à petit une composition chimique qui se rapproche de celle des flambants. Quel que soit d'ailleurs le charbon gras employé, la cuisson au four à coke donne un coke qui se détourne en blocs parfois très gros, mais toujours découpés par des fissures orientées perpendiculairement au plan de symétrie longitudinale du four. Les chocs au chargement et au déchargement fragmentent ces blocs en longues aiguilles ou en longs prismes, de faible section transversale, lesquels se brisent facilement en deux ou plusieurs morceaux, comme des baguettes de verre ; finalement, et après la série des brutales manutentions subies par le coke jusqu'à sa chute dans le gueulard du haut fourneau, le coke est réduit en morceaux de petit calibre, accompagnés d'une proportion importante
total diminue, l'oxygène augmente lorsqu'on se déplace en direction du N.-E. vers le S.-O. : les veines du faisceau géologique dit « gras », tendent à prendre petit à petit une composition chimique qui se rapproche de celle des flambants. Quel que soit d'ailleurs le charbon gras employé, la cuisson au four à coke donne un coke qui se détourne en blocs parfois très gros, mais toujours découpés par des fissures orientées perpendiculairement au plan de symétrie longitudinale du four. Les chocs au chargement et au déchargement fragmentent ces blocs en longues aiguilles ou en longs prismes, de faible section transversale, lesquels se brisent facilement en deux ou plusieurs morceaux, comme des baguettes de verre ; finalement, et après la série des brutales manutentions subies par le coke jusqu'à sa chute dans le gueulard du haut fourneau, le coke est réduit en morceaux de petit calibre, accompagnés d'une proportion importante de grésillons et de poussier. Et il est infiniment probable que, dans le fourneau même, la chute des charges de minette en gros blocs, le frottement des matières entre elles pendant la descente des charges, réduisent encore le calibre du coke, amènent la formation de bouchons de menus qui, gênant la circulation régulière du vent et des gaz, provoquent des accrochages, suivis de décrochages brusques. Un incident de ce genre, survenu récemment dans un haut fourneau de la région — accrochage, avec formation d'une grande chambre dans laquelle s'est produite une explosion de gaz, aggravée vraisemblablement par des poussières de coke, a montré, en causant la mort d'un certain nombre d'ouvriers, que les défauts du coke de la Sarre ne sont pas sans conséquences graves. Un fait bien constaté par l'expérience des cokeries sarroises est que l'augmentation progressive de la teneur en oxygène d'une même veine, quand on va du N.-E. au S.-O. du bassin, rend le charbon de moins en moins apte à la fabrication de coke utilisable aux hauts fourneaux. Les divisions grasses du Nord et du Centre du bassin donnent un coke fissuré, c'est vrai, mais bien fondu, relativement peu friable, sa résistance à l'écrasement étant assez
la circulation régulière du vent et des gaz, provoquent des accrochages, suivis de décrochages brusques. Un incident de ce genre, survenu récemment dans un haut fourneau de la région — accrochage, avec formation d'une grande chambre dans laquelle s'est produite une explosion de gaz, aggravée vraisemblablement par des poussières de coke, a montré, en causant la mort d'un certain nombre d'ouvriers, que les défauts du coke de la Sarre ne sont pas sans conséquences graves. Un fait bien constaté par l'expérience des cokeries sarroises est que l'augmentation progressive de la teneur en oxygène d'une même veine, quand on va du N.-E. au S.-O. du bassin, rend le charbon de moins en moins apte à la fabrication de coke utilisable aux hauts fourneaux. Les divisions grasses du Nord et du Centre du bassin donnent un coke fissuré, c'est vrai, mais bien fondu, relativement peu friable, sa résistance à l'écrasement étant assez élevée. Mais plus au Sud, et en rapport avec l'augmentation de la teneur en oxygène, on obtient un coke toujours fissuré, boursouflé, moins bien fondu et plus friable. Le problème dont l'administration des mines domaniales a cherché la solution, consistait dans la fabrication d'un coke non fissuré et dur, possédant les qualités qui ont fait à juste titre la réputation des cokes de la Ruhr et du Pas-de-Calais, fabriqués avec ce qu'on sait, depuis très longtemps, être les meilleurs charbons à coke, c'est-à-dire les charbons dits 3/4 gras, dont la teneur en matières volatiles oscille de 20 à 24 %. Ces charbons donnent un coke de haute résistance à l'écrasement, non fissuré. Ils ont, d'autre part, grâce à leur rendement relativement faible en gaz, l'avantage d'un rendement assez élevé en coke, de l'ordre de 78 à 80 %. Ce rendement élevé leur a valu pendant très longtemps la préférence des fabricants de coke. C'est seulement à l'époque où la récupération des sous-produits de la distillation, et plus récemment, la vente du gaz sont devenues des industries annexes indispensables, qu'on a été tenté de cokéfier des charbons plus riches en gaz, pour augmenter le rendement en sous-produits. Si le résultat a