Tableau des valeurs des divers éléments définis page 640. Ce tableau montre que pour les combustibles ordinairement employés la chaleur entraînée dans la cheminée est environ le 1/4 de la chaleur totale développée par ces combustibles. CHEMINÉES. 560. Mouvement de l'air chaud dans un tuyau vertical AB entièrement ouvert à ses extrémités. Supposant nulle la perte de C Fig. 104. B charge P -p due: 1° à l'entrée de l'air extérieur dans l'ouverture C du tuyau; 2° au coude B; 3° au frottement de l'air contre les parois du circuit, on a (248) Les lettres ont les mêmes significations qu'au no 248; ainsi u est la vitesse d'accès de l'air froid dans l'orifice inférieur C. Dans le cas dont il s'agit, P est la hauteur d'une colonne d'air extérieur égale à la différence entre la hauteur H du tuyau, et cette même hauteur en air chaud ramenée à la température extérieure; ainsi (319) H hauteur du tuyau vertical AB dans lequel circule l'air chaud; a=0,004 coefficient de dilatation de l'air chaud (247); t température moyenne de l'air dans le tuyau, nous supposerons que t est la température de l'air en tous les points du tuyau; 0 température de l'air extérieur. Supposant 0=0, cette formule peut être mise sous la forme (A) (B) Ce qui montre que la vitesse d'accès, la seule utile à considérer ici, puisque l'effet utile des cheminées consiste toujours dans l'appel de l'air extérieur, est égale au produit de la vitesse √2gH due à la hauteur H, par un facteur toujours moindre que l'unité, qui augmente avec la température et devient 1 quand t=∞. Pour les valeurs successives de t: 50° 100° 150° 200° 250° 300° 350° 400° 500° 1000° 1500° 2000° 0°, celles correspondantes du facteur at sont en effet 0,409 0,535 0,613 0,667 0,708 0,739 0,764 0,785 0,805 0,895 0,926 0,943 1,000 Ces chiffres montrent que pour une même hauteur H, la vitesse d'accès u de l'air froid augmente très-lentement avec la température t, surtout à partir de 250 à 300°, valeurs entre lesquelles on maintient ordinairement la température dans les cheminées d'usines. Ce qui précède suppose que l'air qui remplit le tuyau vertical n'a éprouvé, en s'échauffant, que la variation de densité résultant du changement de température. Mais comme ordinairement l'échauffement résulte de la combustion, on a pour la différence exprimée par la formule (a) Supposant que la totalité de l'air est employée à la combustion, la densité de l'acide carbonique étant 1,529 et celle de l'azote 0,971 (304), = on a ▲ 1,529 0,21 +0,971 0.79 1,088. Si, comme cela a lieu ordinairement, la moitié de l'air échappe à la combustion, on a 1 +1.088 1,044. Dans ces deux hypothèses, l'expression (b) de2 Δ vient respectivement H(at - 0,088) et 1 + at H(at - 0,044) La température t' que doivent avoir ces gaz pour que le tirage soit le même qu'avec de l'air à la température t, s'obtient en remplaçant i par t' dans ces dernières expressions et en les égalant au dernier membre de l'équation (b), ce qui donne Ainsi lorsque l'air n'est qu'à moitié brûlé, le tirage produit par de l'air à t=300°, par exemple, ne serait obtenu pour les gaz résultant de la combustion, qu'à la température t'11 +1,044 × 300 = 324°. Ła faible augmentation de 24° qui en résulte dans la température n'ayant, d'après ce qui a été établi ci-dessus, qu'une très-légère influence sur le tirage, comme d'un autre côté les gaz qui se dégagent des foyers contiennent toujours de la vapeur d'eau provenant de l'eau que renferme le combustible et de celle qu'il produit, et que la densité de cette vapeur n'est que de 0,621, ce qui tend à diminuer l'effet de l'acide carbonique sur le tirage, on peut dans la pratique admettre que les formules (a), (b), (A), (B), relatives à l'air, s'appliquent aussi aux gaz résułtant de la combustion. Mouvement de l'air chaud dans un canal formé de plusieurs tuyaux verticaux parcourus successivement. La formule (a) devient, dans t, t', t'... températures de l'air dans les tuyaux successifs. Le signe s'applique à tout tuyau ascendant, et le signe — à tout tuyau descendant. La formule (A) de la vitesse d'accès de l'air est alors Voir une application de cette formule au no 401. 361. Cheminées de générateurs à vapeur fixes. L'appel d'air extérieur provenant de la température de l'air brûlé et de la hauteur de la che minée porte le nom de tirage. Dans la pratique, le tirage tel, qu'il est formulé au numéro précédent est diminué, dans une très-grande proportion, par la résistance de la grille, les changements brusques.ou continus de section et de direction du circuit, et par le frottement des gaz contre les parois de ce circuit. Quoiqu'on puisse supposer, ce qui a à peu près lieu dans la pratique, que le circuit a partout la même section, depuis l'ouverture du cendrier jusqu'au sommet de la cheminée et même entre les barreaux de la grille, on conçoit que les phénomènes qui se produisent dans la transformation, l'échauffement, le refroidissement et le mouvement des gaz, sont trop différents d'un fourneau à l'autre, et toujours trop compliqués, pour qu'on puisse arriver, par de simples considérations théoriques, à une expression analytique de la diminution de tirage dont il vient d'être question, et, par suite, à une expression analytique de la section à donner à une cheminée pour obtenir un effet déterminé. On est obligé d'avoir recours à une règle empirique, qui doit nécessairement se modifièr selon les circonstances différentes qui se présentent dans la pratique. Pour les générateurs à vapeur fixes, disposés suivant la méthode ordinaire, Péclet a reconnu, en réunissant un grand nombre de renseignements et les résultats de quelques expériences, la température t dans la cheminée étant de 300°, la section libre entre les barreaux de la grille égale à la section de la cheminée, et la consommation de houille 1 kilog. par décimètre carré de surface totale de grille et par heure, qu'on avait à peu près pour les hauteurs de cheminées : V 2gHat 1+at précédent. vitesse d'accès de l'air froid dans le cas de la formule (B) du numéro Le volume d'air froid appelé par heure et par décimètre carré de section du canal ou de la cheminée étant représenté par u×0,01×3600= u×36, il est respectivement pour les valeurs 10", 20", 30", de H: 1,86×36=66,96, 2,493689mc,64, 2,8736103,32. En divisant ces valeurs par le volume d'air qu'exige la combustion de 4 kilog..du, combustible, employé (357), on a le poids de ce combustible brûlé par heure et par décimètre carré de section de la cheminée. S'il s'agit de houille, admettant avec Péclet, et afin de ne pas se trouver en défaut, que 1 kil. exige pour sa combustion 18 mètres cubes d'air à moitié brûlé (357), le poids de ce combustible brûlé par heure et par décimètre carré de section de la cheminée est respectivement pour les hauteurs précédentes : Ces nombres diffèrent peu de ceux adoptés par les ingénieurs les plus expérimentés. En les employant, on ne peut qu'avoir un excès de tirage, avantageux dans beaucoup de cas, et que toujours on peut annuler à l'aide du registre. Ce qui précède suppose la proportionnalité de la section de la cheminée à la consommation totale de combustible. Cette hypothèse est admissible; car les résistances qui proviennent de la grille et des changements de direction du courant n'éprouvent que peu de variations, et celles qui résultent du frottement n'ont en général que peu d'influence sur la résistance totale. Selon qu'une cheminée est carrée ou circulaire, le rapport de sa section au périmètre de cette section est égale (C2 = "D2), D Ce qui montre que ce rapport est le même pour la section qui est un carré que pour la section circulaire inscrite dans ce carré. A section comme on a C < D, le rapport précédent est moindre pour la section carrée que pour la section circulaire, et l'on voit que sous le rapport du tirage on doit donner la préférence aux cheminées circulaires sur les cheminées carrées. Mais la différence de résistance est trop faible pour qu'on ne donne pas la même section aux deux formes de cheminées. Problème. Quel côté C ou quel diamètre D doit-on donner à une cheminée de 30 mètres de hauteur pour brûler 100 kilog. de houille par heure? La consommation étant de 5*,74 par heure et par décimètre carré, la section de la cheminée en mètres carrés est 100: 5,74, et par suite C'est ainsi que nous avons calculé les valeurs de C et de D du tableau suivant. D'après les relations entre u et v admises ci-dessus pour les |