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d'eau: L'expérience montre que la valeur réelle de ce rapport varie entre 0,6 et 0,7 fois sa valeur théorique suivant les proportions choisies choisies le tube de chute, ceci pour des chutes variant entre 4 et 120 mètres. Pompe Humphrey. — En 1909, M. Humphrey a présenté à la Société des Ingénieurs Mécaniciens de Londres un modèle nouveau de pompe dont le fonctionnement est analogue à celui d'un pulsomètre, dans lequel l'action de la vapeur serait remplacée par celle d'un mélange gazeux explosif. Une pompe de ce type a figuré à l'exposition de Bruxelles. MÉCANIQUE ÉLECTRICITÉ 21 La pompe Humphrey se compose essentiellement (fig. ### CORRECTION ### Arsenic, du chrome, du plomb, du nickel, du cobalt et du titane, sans parler des corps qui accompagnent presque toujours le fer, comme le manganèse, sont sans aucune influence sur la titration du fer, si l'on opère comme il a été dit plus haut. NOTES DE LABORATOIRE 17 Seule la présence de l'antimoine est nuisible à la titration. Mais ce corps n'existe qu'exceptionnellement dans les minerais de fer et les minettes qui nous intéressent plus spécialement ici, n'en contiennent que des quantités négligeables. J'ai dit en commençant qu'il y aurait lieu, pour poser le titre des solutions permanganiques, de partir d'une substance type, minerai ou oxyde ferrique, se rapprochant autant que possible de la substance à analyser. Au Laboratoire d'Analyses de la Faculté des Sciences de Nancy, nous disposons d'un oxyde de fer et de différents minerais préparés à l'origine pour le Comité des Chimistes de "Stahl und Eisen" et qui ont été analysés par une quinzaine de chimistes de différents pays. Rien ne s'oppose à ce que les Chimistes Métallurgistes du Nord-Est de la France, préparent pour leur usage commun, un ou plusieurs échantillons de minerais dont on déterminerait très exactement la teneur en fer et qui serviraient de types pendant un grand nombre d'années, aux différents laboratoires prêts à participer à ce travail. Nous comptons sous les auspices de la Faculté des Sciences de Nancy et de la Société Industrielle de l'Est, soumettre prochainement aux usines intéressées, un projet de travail
le titre des solutions permanganiques, de partir d'une substance type, minerai ou oxyde ferrique, se rapprochant autant que possible de la substance à analyser. Au Laboratoire d'Analyses de la Faculté des Sciences de Nancy, nous disposons d'un oxyde de fer et de différents minerais préparés à l'origine pour le Comité des Chimistes de "Stahl und Eisen" et qui ont été analysés par une quinzaine de chimistes de différents pays. Rien ne s'oppose à ce que les Chimistes Métallurgistes du Nord-Est de la France, préparent pour leur usage commun, un ou plusieurs échantillons de minerais dont on déterminerait très exactement la teneur en fer et qui serviraient de types pendant un grand nombre d'années, aux différents laboratoires prêts à participer à ce travail. Nous comptons sous les auspices de la Faculté des Sciences de Nancy et de la Société Industrielle de l'Est, soumettre prochainement aux usines intéressées, un projet de travail en commun des Chimistes de ces usines, en vue de préparer définitivement, cette matière type nécessaire aux dosages de fer par le procédé Reinhardt, grâce à laquelle les écarts signalés entre les résultats des chimistes dans leurs dosages de fer devront disparaître d'eux-mêmes. A. WENCELIUS. SECTION MÉCANIQUE ÉLECTRICITÉ Réunion du 25 Janvier 1911 QUELQUES NOUVEAUTÉS EN MATIÈRE DE POMPES ET DE COMPRESSEURS Communication de M. E. HABN DIRECTEUR DU LABORATOIRE DE MÉCANIQUE APPLIQUÉE À LA FACULTÉ DES SCIENCES DE NANCY Compresseurs hydrauliques (1). — L'appareil dont il s'agit trouve surtout son application dans les usines disposant d'une chute d'eau naturelle. Il n'est par conséquent pas susceptible d'un emploi général. La figure 1 donne le schéma d'un compresseur utilisant une chute h, un tube /;, par lequel l'eau s'écoule, est muni en c d'évents latéraux. La veine d'eau en s'écoulant agit comme dans une trompe et aspire l'air ambiant par les évents. Le mélange d'air et d'eau tombe dans le tube a et s'y comprime sous l'action de son propre poids. Arrivés dans la chambre d, air et eau se séparent par ordre de densité ; l'air comprimé est recueilli par la tuyauterie c tandis que l'eau s'échappe par la base
25 Janvier 1911 QUELQUES NOUVEAUTÉS EN MATIÈRE DE POMPES ET DE COMPRESSEURS Communication de M. E. HABN DIRECTEUR DU LABORATOIRE DE MÉCANIQUE APPLIQUÉE À LA FACULTÉ DES SCIENCES DE NANCY Compresseurs hydrauliques (1). — L'appareil dont il s'agit trouve surtout son application dans les usines disposant d'une chute d'eau naturelle. Il n'est par conséquent pas susceptible d'un emploi général. La figure 1 donne le schéma d'un compresseur utilisant une chute h, un tube /;, par lequel l'eau s'écoule, est muni en c d'évents latéraux. La veine d'eau en s'écoulant agit comme dans une trompe et aspire l'air ambiant par les évents. Le mélange d'air et d'eau tombe dans le tube a et s'y comprime sous l'action de son propre poids. Arrivés dans la chambre d, air et eau se séparent par ordre de densité ; l'air comprimé est recueilli par la tuyauterie c tandis que l'eau s'échappe par la base de la chambre d. Le fonctionnement de l'appareil rappelle à première vue celui des éjecteurs; il en diffère cependant par un point essentiel : dans les éjecteurs, l'énergie du fluide moteur, eau, vapeur ou air, est utilisée entièrement sous forme cinétique, tandis que dans le compresseur hydraulique une très faible partie seulement de l'énergie de l'eau est utilisée sous cette forme, la vitesse de l'eau au droit des évents étant très modérée. Il y a, avant tout, transmission directe de l'énergie (d) D'après une communication de M. Bernstein au Congrès de Mécanique appliquée de Düsseldorf. MÉCANIQUE ÉLECTRICITÉ 19 potentielle de l'eau à l'air à comprimer. Un autre point intéressant réside dans le fait que la pression finale de l'air ne dépend pas de la hauteur de chute disponible h, mais de la profondeur z du puits du fond duquel est placée la chambre d. Un appareil d'essai, destiné à remplacer une vieille installation à roue hydraulique aux acieries de Dillingen sur la Sarre, est figuré ci-contre (fig. 2). La chute varie de 1,8 à 2,3 mètres, la profondeur utile du puits est de 12 mètres, permettant de réaliser une pression d'air de 1,2 kg/cm2. Des essais exécutés par le professeur
partie seulement de l'énergie de l'eau est utilisée sous cette forme, la vitesse de l'eau au droit des évents étant très modérée. Il y a, avant tout, transmission directe de l'énergie (d) D'après une communication de M. Bernstein au Congrès de Mécanique appliquée de Düsseldorf. MÉCANIQUE ÉLECTRICITÉ 19 potentielle de l'eau à l'air à comprimer. Un autre point intéressant réside dans le fait que la pression finale de l'air ne dépend pas de la hauteur de chute disponible h, mais de la profondeur z du puits du fond duquel est placée la chambre d. Un appareil d'essai, destiné à remplacer une vieille installation à roue hydraulique aux acieries de Dillingen sur la Sarre, est figuré ci-contre (fig. 2). La chute varie de 1,8 à 2,3 mètres, la profondeur utile du puits est de 12 mètres, permettant de réaliser une pression d'air de 1,2 kg/cm2. Des essais exécutés par le professeur Gutermuth, de Darmstadt, ont donné les résultats suivants : Chute : 1,8 m; pression de l'air : 1,2 kg/cm2. PUISSANCE RENDEMENT DÉBIT D'EAU DÉBIT D'AIR ÉNERMIE NÉCESSITAIRE par un COMPRESSEUR isothermique par un COMPRESSEUR adiabatique lit/sec lit/sec hydraulique lit/sec N une compression isothermique N une compression adiabatique 4,16 5,7 9,8 5,7 0,58 6,57 11,9 15,4 12,5 0,81 8,68 14,4 20,8 15,3 0,74 Diverses autres installations du même genre ont été faites récemment en Allemagne, spécialement dans les mines du Harz qui, presque toutes, disposent de forces hydrauliques importantes. Le prix de revient du mètre cube d'air comprimé est très réduit, l'appareil ne nécessitant pas de surveillance constante comme un compresseur du type courant actionné par une turbine. La figure 3 représente l'installation de la Victoria Mining Co., à Rockland, Mich. (États-Unis) qui utilise une chute de 22 mètres d'une puissance de 4.000 chevaux. L'air est comprimé à la pression de 8 kg par cm2. Si Q désigne le débit de la chute en m3 par seconde, h la hauteur de chute en mètres, p et V la pression (en kg par m2) et le volume (en m3) initiaux de l'air, e le degré de compression, on aurait, dans le cas
5,7 0,58 6,57 11,9 15,4 12,5 0,81 8,68 14,4 20,8 15,3 0,74 Diverses autres installations du même genre ont été faites récemment en Allemagne, spécialement dans les mines du Harz qui, presque toutes, disposent de forces hydrauliques importantes. Le prix de revient du mètre cube d'air comprimé est très réduit, l'appareil ne nécessitant pas de surveillance constante comme un compresseur du type courant actionné par une turbine. La figure 3 représente l'installation de la Victoria Mining Co., à Rockland, Mich. (États-Unis) qui utilise une chute de 22 mètres d'une puissance de 4.000 chevaux. L'air est comprimé à la pression de 8 kg par cm2. Si Q désigne le débit de la chute en m3 par seconde, h la hauteur de chute en mètres, p et V la pression (en kg par m2) et le volume (en m3) initiaux de l'air, e le degré de compression, on aurait, dans le cas d'un appareil parfait, ne présentant ni pertes ni résistances d'aucune sorte, la relation 1000 Qh = pVi log. nat. e d'où l'on peut tirer la valeur théorique du rapport du débit d'air au débit d'eau: L'expérience montre que la valeur réelle de ce rapport varie entre 0,6 et 0,7 fois sa valeur théorique suivant les proportions choisies choisies le tube de chute, ceci pour des chutes variant entre 4 et 120 mètres. Pompe Humphrey. — En 1909, M. Humphrey a présenté à la Société des Ingénieurs Mécaniciens de Londres un modèle nouveau de pompe dont le fonctionnement est analogue à celui d'un pulsomètre, dans lequel l'action de la vapeur serait remplacée par celle d'un mélange gazeux explosif. Une pompe de ce type a figuré à l'exposition de Bruxelles. MÉCANIQUE ÉLECTRICITÉ 21 La pompe Humphrey se compose essentiellement (fig. ### CORRECTION ### Arsenic, du chrome, du plomb, du nickel, du cobalt et du titane, sans parler des corps qui accompagnent presque toujours le fer, comme le manganèse, sont sans aucune influence sur la titration du fer, si l'on opère comme il a été dit plus haut. NOTES DE LABORATOIRE 17 Seule la présence de l'antimoine est nuisible à la titration. Mais
sa valeur théorique suivant les proportions choisies choisies le tube de chute, ceci pour des chutes variant entre 4 et 120 mètres. Pompe Humphrey. — En 1909, M. Humphrey a présenté à la Société des Ingénieurs Mécaniciens de Londres un modèle nouveau de pompe dont le fonctionnement est analogue à celui d'un pulsomètre, dans lequel l'action de la vapeur serait remplacée par celle d'un mélange gazeux explosif. Une pompe de ce type a figuré à l'exposition de Bruxelles. MÉCANIQUE ÉLECTRICITÉ 21 La pompe Humphrey se compose essentiellement (fig. ### CORRECTION ### Arsenic, du chrome, du plomb, du nickel, du cobalt et du titane, sans parler des corps qui accompagnent presque toujours le fer, comme le manganèse, sont sans aucune influence sur la titration du fer, si l'on opère comme il a été dit plus haut. NOTES DE LABORATOIRE 17 Seule la présence de l'antimoine est nuisible à la titration. Mais ce corps n'existe qu'exceptionnellement dans les minerais de fer et les minettes qui nous intéressent plus spécialement ici, n'en contiennent que des quantités négligeables. J'ai dit en commençant qu'il y aurait lieu, pour poser le titre des solutions permanganiques, de partir d'une substance type, minerai ou oxyde ferrique, se rapprochant autant que possible de la substance à analyser. Au Laboratoire d'Analyses de la Faculté des Sciences de Nancy, nous disposons d'un oxyde de fer et de différents minerais préparés à l'origine pour le Comité des Chimistes de "Stahl und Eisen" et qui ont été analysés par une quinzaine de chimistes de différents pays. Rien ne s'oppose à ce que les Chimistes Métallurgistes du Nord-Est de la France, préparent pour leur usage commun, un ou plusieurs échantillons de minerais dont on déterminerait très exactement la teneur en fer et qui serviraient de types pendant un grand nombre d'années, aux différents laboratoires prêts à participer à ce travail. Nous comptons sous les auspices de la Faculté des Sciences de Nancy et de la Société Industrielle de l'Est, soumettre prochainement aux usines intéressées, un projet de travail en commun des Chimistes de ces usines, en vue de préparer 4) d’une chambre d'explosion C
autant que possible de la substance à analyser. Au Laboratoire d'Analyses de la Faculté des Sciences de Nancy, nous disposons d'un oxyde de fer et de différents minerais préparés à l'origine pour le Comité des Chimistes de "Stahl und Eisen" et qui ont été analysés par une quinzaine de chimistes de différents pays. Rien ne s'oppose à ce que les Chimistes Métallurgistes du Nord-Est de la France, préparent pour leur usage commun, un ou plusieurs échantillons de minerais dont on déterminerait très exactement la teneur en fer et qui serviraient de types pendant un grand nombre d'années, aux différents laboratoires prêts à participer à ce travail. Nous comptons sous les auspices de la Faculté des Sciences de Nancy et de la Société Industrielle de l'Est, soumettre prochainement aux usines intéressées, un projet de travail en commun des Chimistes de ces usines, en vue de préparer 4) d’une chambre d'explosion C présentant, à sa partie supérieure une soupape d’échappement E, une soupape d'admission I et une soupape de balayage non représentées sur la figure. La chambre d'explosion débouche dans le tube d’aspiration qui est muni à sa périphérie de clapets s’ouvrant vers l’intérieur, par lesquels l’eau du réservoir d’aval peut pénétrer dans la pompe. Un tuyau de refoulement conduit au réservoir supérieur. Le fonctionnement de l’appareil est le suivant : l’énergie produite par l’explosion d’un mélange d’air et de gaz combustible dans la chambre C est transmise à l’eau, qui est chassée dans le tuyau de refoulement et acquiert ainsi une certaine force vive. En vertu de son inertie, l’eau continue son mouvement, même lorsque la pression dans la chambre de combustion est devenue égale à la pression atmosphérique. Par suite, l’eau du bassin inférieur fait irruption à l’intérieur de la pompe et vient la remplir à l’arrière de la colonne d’eau en mouvement. La soupape d’échappement des gaz s’ouvre automatiquement dès que la pression tombe légèrement en dessous de la pression atmosphérique, de même que la soupape de balayage qui débarrasse le sommet de la chambre d’explosion des gaz brûlés. Au bout d’un certain temps, la force vive de l’eau
dans la pompe. Un tuyau de refoulement conduit au réservoir supérieur. Le fonctionnement de l’appareil est le suivant : l’énergie produite par l’explosion d’un mélange d’air et de gaz combustible dans la chambre C est transmise à l’eau, qui est chassée dans le tuyau de refoulement et acquiert ainsi une certaine force vive. En vertu de son inertie, l’eau continue son mouvement, même lorsque la pression dans la chambre de combustion est devenue égale à la pression atmosphérique. Par suite, l’eau du bassin inférieur fait irruption à l’intérieur de la pompe et vient la remplir à l’arrière de la colonne d’eau en mouvement. La soupape d’échappement des gaz s’ouvre automatiquement dès que la pression tombe légèrement en dessous de la pression atmosphérique, de même que la soupape de balayage qui débarrasse le sommet de la chambre d’explosion des gaz brûlés. Au bout d’un certain temps, la force vive de l’eau étant épuisée, celle-ci revient en arrière sous l’action de la pression du réservoir supérieur et refoule devant elle les gaz brûlés qui s’échappent par la soupape d’échappement ; lorsque le niveau de l’eau atteint celui de cette dernière soupape, celle-ci se trouve entraînée et ramenée sur son siège. Comme la soupape de balayage se ferme automatiquement au début de la course de retour, un «matelas d’air» reste enfermé dans C, et y est comprimé par l’eau dont il finit par arrêter le mouvement de retour. Cet «air comprimé», en se dilatant, refoule de nouveau l’eau en avant, et la pression dans la chambre d’explosion tombe en-dessous de la pression atmosphérique. Un dispositif de verrouillage empêchant les soupapes d’échappement et de balayage de s’ouvrir à nouveau avant que la soupape d’admission ne se soit ouverte et refermée, cette dernière seule peut s’ouvrir pendant cette troisième phase du cycle et laisse entrer une certaine quantité de gaz frais. À la seconde course d’aller de l’eau succède naturellement une course de retour qui comprime le mélange d’air et de gaz. Au moment où cette compression atteint son maximum, l’allumage a lieu et le cycle se reproduit. La figure 5 donne le diagramme des
soupape de balayage se ferme automatiquement au début de la course de retour, un «matelas d’air» reste enfermé dans C, et y est comprimé par l’eau dont il finit par arrêter le mouvement de retour. Cet «air comprimé», en se dilatant, refoule de nouveau l’eau en avant, et la pression dans la chambre d’explosion tombe en-dessous de la pression atmosphérique. Un dispositif de verrouillage empêchant les soupapes d’échappement et de balayage de s’ouvrir à nouveau avant que la soupape d’admission ne se soit ouverte et refermée, cette dernière seule peut s’ouvrir pendant cette troisième phase du cycle et laisse entrer une certaine quantité de gaz frais. À la seconde course d’aller de l’eau succède naturellement une course de retour qui comprime le mélange d’air et de gaz. Au moment où cette compression atteint son maximum, l’allumage a lieu et le cycle se reproduit. La figure 5 donne le diagramme des pressions régnant dans la chambre C en fonction du temps. La période a-b correspond à la compression du mélange explosif ; b-c à l’explosion, c-d à la détente du mélange pendant la première partie du refoulement de l’eau ; celui-ci continue encore et se termine en e. À partir de ce point l’eau revient en arrière ; en f, la soupape d’échappement se ferme et la compression du «matelas d’air» commence, elle s’achève en g. La dilatation de l’air dure de g h h, à partir de ce point la soupape d’admission s’ouvre jusqu’en ?, puis le cycle se répète. Le professeur Unwin, de Londres, a trouvé, au cours d’un essai officiel sur une unité de 16 chevaux, une consommation de 480 grammes d’anthracite par cheval-heure effectif (mesuré en eau élevée). [Le gaz utilisé était du gaz pauvre produit dans un gazogène du type normal.] Le professeur Meyer, de Charlemagne, a obtenu en opérant sur un type plus puissant les résultats suivants : Eau élevée par minute : 14,3 mètres cubes ; Hauteur de refoulement: 10,8 mètres; Puissance effective en eau élevée: 34,5 chevaux; Nombre de cycles par minute : 12,2 ; Consommation d’anthracite dans le gazogène : 450 grammes
ce point l’eau revient en arrière ; en f, la soupape d’échappement se ferme et la compression du «matelas d’air» commence, elle s’achève en g. La dilatation de l’air dure de g h h, à partir de ce point la soupape d’admission s’ouvre jusqu’en ?, puis le cycle se répète. Le professeur Unwin, de Londres, a trouvé, au cours d’un essai officiel sur une unité de 16 chevaux, une consommation de 480 grammes d’anthracite par cheval-heure effectif (mesuré en eau élevée). [Le gaz utilisé était du gaz pauvre produit dans un gazogène du type normal.] Le professeur Meyer, de Charlemagne, a obtenu en opérant sur un type plus puissant les résultats suivants : Eau élevée par minute : 14,3 mètres cubes ; Hauteur de refoulement: 10,8 mètres; Puissance effective en eau élevée: 34,5 chevaux; Nombre de cycles par minute : 12,2 ; Consommation d’anthracite dans le gazogène : 450 grammes par cheval-heure. Dans le cas du diagramme figuré plus haut, la hauteur de refoulement est de 12 mètres, la pression en b, à la fin de la compression, atteint 14 kg/cm². En c, au moment de l’allumage elle est de 11,45 kg/cm², en g elle s’élève à 13,0 kg/cm². Il est aisé de voir en effet en traçant la courbe de détente des gaz: 1° que la pression de compression possible doit être plus élevée que la hauteur statique de refoulement ; 2° que la pression en g peut être plus élevée que la pression d’explosion, ceci à cause du petit volume d’air à comprimer. Le nombre des cycles par minute dépend de la longueur du tuyau de refoulement, il diminue quand cette longueur augmente ; aussi y a-t-il avantage de faire déboucher ce tube dans une chambre d’air voisine de la pompe et de faire partir la canalisation de refoulement proprement dite de cette chambre. L’auteur a étudié diverses variantes du système primitif décrit plus haut, qui reviennent soit à monter sur la pompe deux chambres d’explosion dans lesquelles les explosions sont décalées l’une par rapport à l’autre d’un demi-cycle, soit à modifier la disposition de la chambre d’explosion
est aisé de voir en effet en traçant la courbe de détente des gaz: 1° que la pression de compression possible doit être plus élevée que la hauteur statique de refoulement ; 2° que la pression en g peut être plus élevée que la pression d’explosion, ceci à cause du petit volume d’air à comprimer. Le nombre des cycles par minute dépend de la longueur du tuyau de refoulement, il diminue quand cette longueur augmente ; aussi y a-t-il avantage de faire déboucher ce tube dans une chambre d’air voisine de la pompe et de faire partir la canalisation de refoulement proprement dite de cette chambre. L’auteur a étudié diverses variantes du système primitif décrit plus haut, qui reviennent soit à monter sur la pompe deux chambres d’explosion dans lesquelles les explosions sont décalées l’une par rapport à l’autre d’un demi-cycle, soit à modifier la disposition de la chambre d’explosion de façon à pouvoir opérer avec un cycle à deux temps seulement. Le maximum de hauteur de refoulement que la pompe Humphrey simple permet d’atteindre est de 12 à 15 mètres environ. Pour des hauteurs plus grandes, la solution employée revient à combiner la pompe avec un dispositif qui rappelle le bélier hydraulique (fig. 6). La pompe (à deux chambres d’explosion sur la figure) refoule l’eau dans une chambre d’air F par l’intermédiaire d’un tube D dont l’extrémité est munie de clapets de retenue W. Sur le tube D est branchée la cloche E communicant avec l’extérieur par le tube II qui peut être obturé par le clapet L s’ouvrant vers l’intérieur de par son propre poids. Au moment de l’explosion, les soupapes W sont fermées, L est ouvert et l’eau monte dans D à la hauteur indiquée sur la figure. La détente des gaz produit donc d’abord une simple élévation de l’eau de l’eau dans E en imprimant à l’eau, vu le peu de résistance, une vitesse considérable. En s'élevant, l'eau atteint le clapet L, le premier, puis comprime l'air resté dans la partie supérieure de E ; lorsque la pression dépasse celle régnant en F, les clapets W