jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
à employer des moteurs à mélanges constants et non ajustables dans lesquels la composition du mélange est modifiée par le régulateur; pour ces derniers, on sacrifie la question économique à l’uniformité du mouvement qu’on peut, d’ailleurs, obtenir par des volants très lourds et une grande vitesse de rotation. Par mètre cube de gaz d’éclairage des villes, il faut environ 5, 9 mètres cubes d’air; Pour la combustion complète d’un kilogramme de pétrole russe (densité 823.1 à 15°) il faut employer 3,477 grammes d’oxygène fournis par 11,69 mètres cubes d’air (concours international de Meaux). On voit, par ces deux exemples, que la quantité d’air à ajouter au combustible, pour obtenir la combustion complète, dépend de la composition de ce combustible (en carbone et en hydrogène) ; en tous cas le calcul en est facile à faire, sachant qu’un gramme de carbone nécessite 2,66 grammes d’oxygène pour se transformer en acide carbonique; qu’un gramme d’hydrogène nécessite 8 grammes d’oxygène pour se transformer en eau ; enfin que l’air renferme 23 0/0 de son poids d’oxygène. C’est-à-dire qu’il suffit de multiplier le poids total d’oxygène nécessaire par 4,347 pour obtenir le poids d’air, lequel divisé par 1,293 (ou multiplié par son inverse 0,7734) représente le volume de l’air nécessaire à la combustion. En pratique la combustion n’est jamais rigoureusement parfaite, ce qui peut être dû aussi bien à un défaut dans le dosage du comburant et du combustible qu’aux gaz inertes, tels que l’acide carbonique et, l’azote contenus dans l’air ou dans le combustible; la perte de chaleur qui résulte de ce fait peut atteindre 10 0/0. L’allumage du mélange tonnant a lieu à la température du rouge ; l’allumage est retardé ou même ne peut se faire lorsque le mélange contient un excès d’air : la combustion ne se propage pas dans toute la masse, et il se produit ce qu’on appelle des ratés; au contraire, un mélange pauvre en air s’allume, brûle lentement sans produire de détonation. La quantité d’air limite, qui empêche l’allumage, varie suivant le point d’inflammation du mélange, ainsi que l’ont montré MM. Demondésir et Schlœsing : on
représente le volume de l’air nécessaire à la combustion. En pratique la combustion n’est jamais rigoureusement parfaite, ce qui peut être dû aussi bien à un défaut dans le dosage du comburant et du combustible qu’aux gaz inertes, tels que l’acide carbonique et, l’azote contenus dans l’air ou dans le combustible; la perte de chaleur qui résulte de ce fait peut atteindre 10 0/0. L’allumage du mélange tonnant a lieu à la température du rouge ; l’allumage est retardé ou même ne peut se faire lorsque le mélange contient un excès d’air : la combustion ne se propage pas dans toute la masse, et il se produit ce qu’on appelle des ratés; au contraire, un mélange pauvre en air s’allume, brûle lentement sans produire de détonation. La quantité d’air limite, qui empêche l’allumage, varie suivant le point d’inflammation du mélange, ainsi que l’ont montré MM. Demondésir et Schlœsing : on ne peut allumer, par le haut, des mélanges d’oxygène et d’hydrogène que s’ils contiennent 8 0/0 de ce dernier gaz; la proportion d’hydrogène peut s’abaisser à 6 0/0 si l’étincelle d’inflammation jaillit à la partie inférieure du récipient qui renferme le mélange explosible. Le même fait est cité par M. Frank Clowes, chimiste à Londres, qui a constaté que pour les mélanges tonnants divers (méthane, hydrogène, oxyde de carbone, éthylène, gaz pauvre, gaz de houille), les chances d’explosion sont plus grandes lorsque l’allumage a lieu à la partie inférieure que lorsqu’il s’effectue dans le haut du récipient. Au sujet de l’influence de la quantité d’air, voici les résultats des expériences de Davy, sur les mélanges constitués par de l’hydrogène carboné et de l’air. Mélange (en volumes). Hydrogène carboné. Air. Résultats. le mélange brûle sans détonation. 1 4 ; 1 6 le mélange s’enflamme avec une légère détonation. 1 7 Détonation plus forte. 1 8 Détonation croissante. 1 9 à 10 Détonation décroissante. 1 15 Ne s’enflamme plus, la flamme s’élargit. 1 16 à 30 Ne s’enflamme plus, l’élargissement de la flamme s’affaiblit de plus en plus. Le mélange produisant la détonation la plus complète est de 1 d’hydrogène carboné pour
Frank Clowes, chimiste à Londres, qui a constaté que pour les mélanges tonnants divers (méthane, hydrogène, oxyde de carbone, éthylène, gaz pauvre, gaz de houille), les chances d’explosion sont plus grandes lorsque l’allumage a lieu à la partie inférieure que lorsqu’il s’effectue dans le haut du récipient. Au sujet de l’influence de la quantité d’air, voici les résultats des expériences de Davy, sur les mélanges constitués par de l’hydrogène carboné et de l’air. Mélange (en volumes). Hydrogène carboné. Air. Résultats. le mélange brûle sans détonation. 1 4 ; 1 6 le mélange s’enflamme avec une légère détonation. 1 7 Détonation plus forte. 1 8 Détonation croissante. 1 9 à 10 Détonation décroissante. 1 15 Ne s’enflamme plus, la flamme s’élargit. 1 16 à 30 Ne s’enflamme plus, l’élargissement de la flamme s’affaiblit de plus en plus. Le mélange produisant la détonation la plus complète est de 1 d’hydrogène carboné pour 8 d’air, mais la combustion n’est pas parfaite. Pour obtenir une combustion complète, il faudrait employer Composition des mélanges. 1 vol. oxyde de carbone et 2 vol. 675 d’air. 1 vol. de gaz d’éclairage et 6 vol. 33 d’air. 1 vol. de gaz d’éclairage et 9 vol. 40 d’air. Dans les moteurs à gaz la vitesse de la propagation de la flamme est toujours supérieure à la vitesse du piston, cette dernière étant de 2 m, 70 par seconde au maximum. Les produits de la combustion n'occupent pas le même volume que le mélange primitif; ainsi un gaz d'éclairage, de composition moyenne suivante : Hydrogène. 480 litres. Hydrogène protéine de carbone. 350 — Oxyde de carbone. Gaz oléfiant (hydrogène bicarboné), hydrocarbures divers. 20 — Gaz inertes. 20 — Total 1, 000 litres. ajoutés à 5,893 litres d'air, donnent un mélange à combustion parfaite, dont les 10 volumes d'air par volume d'hydrogène carboné; mais alors l'augmentation de la proportion d'azote rend le mélange moins détonant. Les limites de la combustibilité du mélange de gaz d'éclairage et d'air sont de : 10 vol. de gaz par 37 vol. d'air, début, 10 — — 69 — maximum, 10 — — 160 — la
les moteurs à gaz la vitesse de la propagation de la flamme est toujours supérieure à la vitesse du piston, cette dernière étant de 2 m, 70 par seconde au maximum. Les produits de la combustion n'occupent pas le même volume que le mélange primitif; ainsi un gaz d'éclairage, de composition moyenne suivante : Hydrogène. 480 litres. Hydrogène protéine de carbone. 350 — Oxyde de carbone. Gaz oléfiant (hydrogène bicarboné), hydrocarbures divers. 20 — Gaz inertes. 20 — Total 1, 000 litres. ajoutés à 5,893 litres d'air, donnent un mélange à combustion parfaite, dont les 10 volumes d'air par volume d'hydrogène carboné; mais alors l'augmentation de la proportion d'azote rend le mélange moins détonant. Les limites de la combustibilité du mélange de gaz d'éclairage et d'air sont de : 10 vol. de gaz par 37 vol. d'air, début, 10 — — 69 — maximum, 10 — — 160 — la flamme ne se propage plus. Il est à noter que la limite d'inflammation est reculée par la compression préalable du mélange, ce qui est dû au rapprochement des molécules ainsi qu'à la diminution de la surface réfrigérante de la paroi du récipient, relativement à son volume (Witz). La combustion n'est jamais instantanée; pour les canons, par exemple, le maximum de pression, produite par l'explosion de la poudre, n'a lieu que quelques millièmes de secondes après l'explosion. Il résulte des expériences de M. Witz les chiffres suivants sur la durée de l'explosion, la pression fournie et la vitesse de détente. Durée Pression Vitesse de l'explosion. maximum. de détente. secondes kilogrammes par centimètre carré mètres par seconde 0.112 7.88 2.02 0.048 7.39 4.30 0.141 6.70 1.70 0.219 5.24 0.64 0.468 4.53 0.25 produits, ramenés à la même pression et à la même température, sont : Acide carbonique. 583 litres. Vapeur d'eau. 1,347 — Azote. 4,691 — Total. 6,621 litres. Le volume primitif, qui était de 6,893 litres se trouve réduit, après combustion, à 6,621 litres, soit de 272 litres ou de 3,9 % du volume primitif; c'est ce qu'on appelle la contraction, qui varie suivant la composition du combustible et le volume
jamais instantanée; pour les canons, par exemple, le maximum de pression, produite par l'explosion de la poudre, n'a lieu que quelques millièmes de secondes après l'explosion. Il résulte des expériences de M. Witz les chiffres suivants sur la durée de l'explosion, la pression fournie et la vitesse de détente. Durée Pression Vitesse de l'explosion. maximum. de détente. secondes kilogrammes par centimètre carré mètres par seconde 0.112 7.88 2.02 0.048 7.39 4.30 0.141 6.70 1.70 0.219 5.24 0.64 0.468 4.53 0.25 produits, ramenés à la même pression et à la même température, sont : Acide carbonique. 583 litres. Vapeur d'eau. 1,347 — Azote. 4,691 — Total. 6,621 litres. Le volume primitif, qui était de 6,893 litres se trouve réduit, après combustion, à 6,621 litres, soit de 272 litres ou de 3,9 % du volume primitif; c'est ce qu'on appelle la contraction, qui varie suivant la composition du combustible et le volume d'air admis. Les éléments combustibles des gaz et des vapeurs employés consistent en carbone et en hydrogène mélangés en proportions diverses; l'air, de son côté, contenant l'oxygène et l'azote (en négligeant les traces d'autres gaz qui peuvent s'y trouver), les produits d'une combustion complète sont donc : l'acide carbonique, l'eau, sous forme de vapeur, l'azote. S'il y a production d'oxyde de carbone, elle est toujours due à une combustion incomplète, et il est facile de s'en assurer par l'analyse qualitative des produits de la combustion, à l'aide de différents appareils (appareil Orsat; économiseur Arndt). Nous avons vu que, pour les moteurs qui nous occupent, l'énergie est due à un dégagement de chaleur; cette dernière varie donc suivant la composition des combustibles. Si l'on désigne par C et par H les teneurs respectives en carbone et en hydrogène d'un combustible, la puissance calorifique P, ou le nombre de calories (1) dégagées par la combustion complète de 1 kilogramme de ce combustible, est d'après Dulong : P = 8080 C + 34460 H d'après Redtenbacher : P = 7050 C + 34500 H Un mètre cube de gaz d'éclairage, fourni par une grande usine, dégage en moyenne : Calories dégagées Volumes par
sous forme de vapeur, l'azote. S'il y a production d'oxyde de carbone, elle est toujours due à une combustion incomplète, et il est facile de s'en assurer par l'analyse qualitative des produits de la combustion, à l'aide de différents appareils (appareil Orsat; économiseur Arndt). Nous avons vu que, pour les moteurs qui nous occupent, l'énergie est due à un dégagement de chaleur; cette dernière varie donc suivant la composition des combustibles. Si l'on désigne par C et par H les teneurs respectives en carbone et en hydrogène d'un combustible, la puissance calorifique P, ou le nombre de calories (1) dégagées par la combustion complète de 1 kilogramme de ce combustible, est d'après Dulong : P = 8080 C + 34460 H d'après Redtenbacher : P = 7050 C + 34500 H Un mètre cube de gaz d'éclairage, fourni par une grande usine, dégage en moyenne : Calories dégagées Volumes par mètre cube partiels. la combustion constituants. (litres) complète. 1,247 Hydrogène. 180 1,247 Hydrogène protocarboné. 350 2,958 Oxyde de carbone. 70 212 Hydrogène bicarboné. 180 1,121 Hydrocarbures divers., 180 Totaux 1,000 5,535 Ces chiffres sont variables suivant les expérimentateurs et peuvent tenir aussi bien à la composition du gaz d'éclairage examiné, qu'au procédé employé pour la détermination des calories. Les auteurs ci-dessous donnent les résultats suivants : Par mètre cube de gaz d'éclairage. Dugald Clerk, 5,372 calories. Richard. 8,000 — 1 mètre cube de 4,719 à 5,472 A. l Z (moyenne) 0,250 — M. P. Mahler a déterminé expérimentalement, à l'obélisque calorimétrique, la chaleur dégagée par différents gaz; voici quelques-uns de ses résultats (2) : Gaz d'éclairage de l'usine de la Villette à Paris. 5,602 calories au mètre cube. et 10,044 — au kilogramme. Gaz pauvre (verrerie de Follentbrück), 1,112 — au mètre cube. Pétrole brut d'Amérique. 11,094 — au kilogramme. Essence de pétrole d'Amérique. 11,086 — Pétrole raffiné d'Amérique. 11,047 — Huile lourde de pétrole d'Amérique. 10,913 — Huile lourde de Bakou. 10,805 — Pétrole de Novorossisk. 10,328 — Pétrole russe (densité 823.10). 11,040 — Pétrole schiste de la Nouvelle-Galles 9,246 — La puissance fournie par le combustible employé étant
qu'au procédé employé pour la détermination des calories. Les auteurs ci-dessous donnent les résultats suivants : Par mètre cube de gaz d'éclairage. Dugald Clerk, 5,372 calories. Richard. 8,000 — 1 mètre cube de 4,719 à 5,472 A. l Z (moyenne) 0,250 — M. P. Mahler a déterminé expérimentalement, à l'obélisque calorimétrique, la chaleur dégagée par différents gaz; voici quelques-uns de ses résultats (2) : Gaz d'éclairage de l'usine de la Villette à Paris. 5,602 calories au mètre cube. et 10,044 — au kilogramme. Gaz pauvre (verrerie de Follentbrück), 1,112 — au mètre cube. Pétrole brut d'Amérique. 11,094 — au kilogramme. Essence de pétrole d'Amérique. 11,086 — Pétrole raffiné d'Amérique. 11,047 — Huile lourde de pétrole d'Amérique. 10,913 — Huile lourde de Bakou. 10,805 — Pétrole de Novorossisk. 10,328 — Pétrole russe (densité 823.10). 11,040 — Pétrole schiste de la Nouvelle-Galles 9,246 — La puissance fournie par le combustible employé étant en fonction des calories que peut dégager ce combustible, en fixant les pouvoirs calorifiques moyens : gaz d'éclairage 5,500; gaz pauvre 1,100; essence et pétroles 11,000; schiste 9,200, on voit que pour obtenir la même puissance mécanique, il faudra consommer, dans le même temps : 1 mètre cube de gaz d'éclairage, 5 mètres cubes de gaz pauvre, 0,5 litres d'essence minérale ou de pétrole lampant. 0,6 litres de schiste. (1) Une calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1 degré la température d'un kilogramme d'eau; elle correspond à un travail mécanique de 425 kilogrammètres. (2) P. Mahler, ingénieur civil des mines. — Contribution à l'étude des combustibles. — 1893. La chaleur dégagée lors de l'explosion du mélange, dans le cylindre du moteur, a pour résultat d'élever la pression. On peut calculer la température de l'explosion, et par suite la pression fournie. Voici un exemple de calcul déterminant la température maximum et la pression théorique développées par l'explosion d'un mélange de 7 0/0 de gaz d'éclairage et 93 0/0 d'air; les chiffres indiqués en caractère gras peuvent être considérés comme des coefficients. La combustion d'un mètre cube du mélange donnera : 0.07 x 1.3473 = 0.0943 mètres cubes
d'éclairage, 5 mètres cubes de gaz pauvre, 0,5 litres d'essence minérale ou de pétrole lampant. 0,6 litres de schiste. (1) Une calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1 degré la température d'un kilogramme d'eau; elle correspond à un travail mécanique de 425 kilogrammètres. (2) P. Mahler, ingénieur civil des mines. — Contribution à l'étude des combustibles. — 1893. La chaleur dégagée lors de l'explosion du mélange, dans le cylindre du moteur, a pour résultat d'élever la pression. On peut calculer la température de l'explosion, et par suite la pression fournie. Voici un exemple de calcul déterminant la température maximum et la pression théorique développées par l'explosion d'un mélange de 7 0/0 de gaz d'éclairage et 93 0/0 d'air; les chiffres indiqués en caractère gras peuvent être considérés comme des coefficients. La combustion d'un mètre cube du mélange donnera : 0.07 x 1.3473 = 0.0943 mètres cubes de vapeur d'eau, dont le poids sera de : 0.0943 x 0.018044 = 0.001758. Avant l'explosion le poids du mélange est de : Après l'explosion le poids des gaz non condensables sera de : 1,382 — 0.0758 = 1.3062. En admettant qu'un mètre cube de gaz puisse dégager 5,200 calories, on a, en prenant comme capacité calorifique de l'air et des produits de la combustion, sous volume constant, 0,1682 calories, et pour celle de la vapeur d'eau 0,34 calories : 1° Chaleur produite par la combustion de 0,07 de gaz : 0.01 X 5,200 = 364 calories; 2° Chaleur dépensée pour porter la vapeur d'eau de 0 à T degrés : 0.0753 X 0.340 X T = 0.02577 T; 3° Chaleur dépensée pour porter les produits de la combustion et l'air en excès de 0 à T degrés : 0.8162 X 0.1682 X T = 0.1955 T, d'où l'on tire : 364 calories = T (0.02577 - 0.1955), et par conséquent : Sachant, d'après la loi de Gay-Lussac, que les tensions d'un même volume de gaz sont proportionnelles aux températures absolues de ce volume, on aura pour la pression maximum P (le zéro absolu étant à — 273 degrés) :
on a, en prenant comme capacité calorifique de l'air et des produits de la combustion, sous volume constant, 0,1682 calories, et pour celle de la vapeur d'eau 0,34 calories : 1° Chaleur produite par la combustion de 0,07 de gaz : 0.01 X 5,200 = 364 calories; 2° Chaleur dépensée pour porter la vapeur d'eau de 0 à T degrés : 0.0753 X 0.340 X T = 0.02577 T; 3° Chaleur dépensée pour porter les produits de la combustion et l'air en excès de 0 à T degrés : 0.8162 X 0.1682 X T = 0.1955 T, d'où l'on tire : 364 calories = T (0.02577 - 0.1955), et par conséquent : Sachant, d'après la loi de Gay-Lussac, que les tensions d'un même volume de gaz sont proportionnelles aux températures absolues de ce volume, on aura pour la pression maximum P (le zéro absolu étant à — 273 degrés) : ou en appliquant, pour une température T = 1644 degrés : ou 7 kil. 25 par centimètre carré. Les pressions indiquées par le calcul, dont la méthode vient d'être exposée, sont toujours supérieures à celles qui se manifestent réellement et qu'on peut mesurer à l'aide d'appareils de précision appelés indicateurs ; cette diminution tient à l'action réfrigérante des parois de la machine et aussi à ce que les lois de Gay-Lussac et de Mariotte ne sont rigoureusement exactes que pour les gaz parfaits. Voici quelques exemples de la réduction de pression : Pressions en kilogrammes par centimètre carré d'après expérimentales. Rapports Observateurs. 8k8 7*7 0.81 Dugald Clerk. 6.7 5.0 0.74 Tresca. 15.5 12.4 0.80 Dugald Clerk. 20.1 16.5 0.82 Moteur Otto. Moyenne 0.8075 Avec la compression préalable, la température fournie par le calcul peut atteindre 2340 degrés (absolus) et probablement de 1650 à 1700 degrés en pratique. On voit donc à quelle haute température sont exposées les parois des cylindres des moteurs à explosion; cette température, qui abrégerait la durée des pièces et serait un obstacle à la lubrification du piston, est combattue par une circulation d'eau froide. Mais il faut remarquer que ce refroidissement absorbe un certain nombre de
; cette diminution tient à l'action réfrigérante des parois de la machine et aussi à ce que les lois de Gay-Lussac et de Mariotte ne sont rigoureusement exactes que pour les gaz parfaits. Voici quelques exemples de la réduction de pression : Pressions en kilogrammes par centimètre carré d'après expérimentales. Rapports Observateurs. 8k8 7*7 0.81 Dugald Clerk. 6.7 5.0 0.74 Tresca. 15.5 12.4 0.80 Dugald Clerk. 20.1 16.5 0.82 Moteur Otto. Moyenne 0.8075 Avec la compression préalable, la température fournie par le calcul peut atteindre 2340 degrés (absolus) et probablement de 1650 à 1700 degrés en pratique. On voit donc à quelle haute température sont exposées les parois des cylindres des moteurs à explosion; cette température, qui abrégerait la durée des pièces et serait un obstacle à la lubrification du piston, est combattue par une circulation d'eau froide. Mais il faut remarquer que ce refroidissement absorbe un certain nombre de calories qui sont perdues pour le travail. Toutefois, il est bon de noter qu'une grande partie des calories enlevées ne constituent pas des pertes dans le sens propre que l'on attribue à ce mot, attendu que les gaz de l'échappement ne peuvent pas s'abaisser à la température ambiante et que les parois du cylindre ne peuvent pas être maintenues à la température de l'explosion. Voici comme exemple, d'après M. Witz, le bilan calorimétrique d'un moteur à gaz Otto : Chaleur disponible 4.725 calories. — utilisée 653 — soit 13.1 % Chaleur emportée par l'eau de refroidissement 2,230 — soit 47.1 % emportée par les gaz de l'échappement (à 400°) 860 — soit 18.2 % Pertes dues au mécanisme soit 21.3 % Pour les moteurs à pétrole du concours de Meaux, la perte de chaleur (à la puissance de quatre chevaux-vapeur), due à l'eau de refroidissement était de : 2-4.2 % Moteur Merlin, 28.4 % — Winterthur, 29.0 % — Hornsby, 30.0 % — Grob (mi-fixe), 30.1 % — Niel (mi-fixe), 40.2 % — Griffin. L'action de la paroi est ici analogue à ce que Hirn a démontré pour la machine à vapeur, et on peut la restreindre par une grande
les parois du cylindre ne peuvent pas être maintenues à la température de l'explosion. Voici comme exemple, d'après M. Witz, le bilan calorimétrique d'un moteur à gaz Otto : Chaleur disponible 4.725 calories. — utilisée 653 — soit 13.1 % Chaleur emportée par l'eau de refroidissement 2,230 — soit 47.1 % emportée par les gaz de l'échappement (à 400°) 860 — soit 18.2 % Pertes dues au mécanisme soit 21.3 % Pour les moteurs à pétrole du concours de Meaux, la perte de chaleur (à la puissance de quatre chevaux-vapeur), due à l'eau de refroidissement était de : 2-4.2 % Moteur Merlin, 28.4 % — Winterthur, 29.0 % — Hornsby, 30.0 % — Grob (mi-fixe), 30.1 % — Niel (mi-fixe), 40.2 % — Griffin. L'action de la paroi est ici analogue à ce que Hirn a démontré pour la machine à vapeur, et on peut la restreindre par une grande vitesse de détente. Ce qu'il y a lieu de retenir, c'est que, pour le même travail pratique à fournir, la consommation de combustible augmente inutilement avec une marche lente, comme avec un trop énergique refroidissement du cylindre. M. RINGELMANN. CRÉATION D'UNE PRAIRIE HERBACÉE RÉPONSE À M. M. M. (CÔTE-D'OR). Votre intention est de convertir en prairie permanente une terre argilo-calcaire, un peu pierreuse, située dans un bas-fond, entre deux petits coteaux calcaires et incultes très rapprochés l'un de l'autre. Ce terrain a porté, il y a douze ans, une luzernière qui a produit de très belles coupes pendant une dizaine d'années. En ce moment il est soumis à l'assolement triennal. Voici la préparation qu'on doit y exécuter : labour de déchaumage opéré en septembre, forte fumure appliquée aussitôt les semailles automnales terminées, suivie par un second labour exécuté avant l'apparition des fortes gelées; hersages répétés en mars, semis en avril avec une orge ou une avoine de printemps, épierrement de la prairie, après la levée des semences de la plante protectrice. Le fumier dont vous disposez en assez grande quantité assurera, par son enfouissement avant le semis, l'avenir de la prairie. Cette fumure ne dispensera pas, tous les deux ans,