F. Bresson

“ Lorsqu'un espace n'est pas saturé , ce qui ne peut être que s'il manque de liquide , si on l'augmente ou le diminue, comme on pourrait le faire dans un cylindre avec un piston, la vapeur se raréfie ou se comprime, et alors elle suit la loi de Mariotte sur les gaz, c'est-à-dire que sa force élastique est en raison inverse du volume qu'elle occupe, toujours en supposant une température constante (1) . ”

“ Dans quelques localités on fait rendre les cendres ou escarbilles dans une fosse pratiquée sous le fourneau; on éloigne ainsi la chaleur que concentrent les cendres, ce qui est d'un bon effet. On fait encore mieux, lorsqu'il est possible de faire passer un courant d'eau dans le fond du cendrier, ou tout au moins d'y faire arriver un petit filet d'eau sur les cendres, afin de les éteindre. Lorsqu'on s'y prend ainsi, l'air qui traverse la grille est plus frais et plus dense ; peut-être aussi la vapeur d'eau qui en résulte rend-elle les gaz de la combustion plus légers ”

“ DEUXIÈME SECTION. — Généralités sur les vapeurs ; elles se forment à toute température , et leur densité est indépendante du milieu ; force élastique de la vapeur d'eau par Dalton ; phénomènes que présente un espace saturé de vapeur ; évaporation , bullition et vaporisation ; force élastique de la vapeur d'eau au-dessus de cent degrés ; chaleur constituante des vapeurs ; volume occupé par un kilogramme de vapeur d'eau à diverses températures ; vitesse de la vapeur d'eau. ”

“ Si un espace dans lequel il existe de la vapeur n'est pas dans toutes ses parties à la même température , la tension de la vapeur sera celle qui correspond à la température minimum ; ce qui doit être, puisque l'équilibre de pression s'établit toujours , et qu'alors la pression ne peut dépasser celle due à la plus faible température ; de là on déduit un moyen simple d'opérer l'évaporation au moyen du froid. ”

“ Dans un fourneau pour la production de la vapeur, la distance de la grille à la chaudière n'est pas indéterminée; elle change avec le combustible employé. Pour la houille, cette distance doit être de 52 à 40 centimètres, suivant que la couche de combustible est moins ou plus épaisse, avec cette distance la flamme a tout l'espace nécessaire à son développement. Pour le bois, il faut bien davantage : 10 parce que la couche de combustible est 4 ou 5 fois plus épaisse ; 2° parce que la flamme du bois exige plus de développement, la distance convenable est de 10 à 11 décimètres. ”

“ La hauteur et la température d'une cheminée étant données, la vitesse, maximum de l'air à son passage à travers la grille, se trouve déterminée, et dans ce cas, on ne peut varier à son gré la grandeur de la grille, lorsque la qualité de combustible à brûler et le temps sont fixés. Si on la fait trop petite, il faudra de deux choses l'une, ou mettre une couche fort épaisse de combustible sur la grille, ce qui augmentera la résistance au passage de l'air, diminuera la vitesse, et de là, donnera une mauvaise combustion ”

“ Le premier effet qu'il produit c'est la chaleur ; ainsi, dire que tel corps est plus chaud que tel autre , c'est dire que le calorique y a une plus grande tension que dans l'autre : voilà déjà une appréciation; mais elle ne peut être que très-imparfaite; car nos sensations , et la chaleur est une sensation , dépendent d'une foule de circonstances étrangères. Une deuxième action du calorique est la dilatation des corps, c'est-à-dire que tout corps en se pénétrant de ce fluide augmente de volume, et inversement lorsqu'il en perd ”

“ Plusieurs autres causes peuvent encore retarder le terme de l'ébullition d'un liquide; d'abord sa cohésion. Ainsi dans un liquide visqueux et dense comme l'acide sulfurique, l'ébullition se fait avec difficulté, les bulles de vapeur ont peine à se faire un passage à travers la masse , dès-lors elles atteignent une force élastique plus grande que la pression atmosphérique , et se faisant jour brusquement causent
dans cette masse des soubresauts , lesquels font casser le vase qui la contient. ”

“ On peut encore, lorsque le feu est bien vif, qu'il ne sort pas de fumée visible , faire jeter sur le feu, à un signal donné, un mélange de limaille d'antimoine et de poudre à canon ; aussitôt il se forme une vapeur blanche qu'on attend à sa sortie, montre en main. Ces moyens ne sont qu'approximatifs; car la fumée noire qui s'échappe de la houille, ou la vapeur blanche provenant de l'antimoine, étant des corps étrangers développés brusquement au sein du foyer, ils ont une vitesse un peu moindre que celle ordinaire (2) . ”

“ Le charbon de tourbe qu'on obtient en carbonisant la tourbe dans des fours est un bon combustible; sa densité est très-grande, puisqu'un hectolitre de ce charbon pèse 45 kilogrammes terme moyen; il produit une plus haute température que le charbon de bois. On peut s'en servir dans les forges des maréchaux pour souder du fer; il rend le même service que la houille. ”

“ Si on voulait traiter cette question avec la rigueur mathématique , il faudrait observer qu'après la combustion ne n'est plus de l'air qu'on obtient, mais un mélange d'azote , d'oxigène et d'acide carbonique; le poids a augmenté de tout le charbon combiné , ainsi ce n'est plus 23,56 kilogrammes; mais il faut dire aussi que la capacité de l'acide carboniqne est moindre que celle de l'air ; en sorte qu'il y a sensiblement compensation entre l'augmentation en poids et la diminution en capacité, notre résultat ne peut donc être loin de l'exacte vérité. ”

“ Telles sont les limites qui doivent nous guider dans toutes les constructions destinées à produire de la vapeur. D'ailleurs lorsqu'on veut refroidir davantage l'air brûlé, on ne gagne rien; l'intérêt du capital placé pour allonger la chaudière convenablement compense et au-delà le bénéfice sur le combustible; nous le prouverons [ ] .
Par la même raison il ne faudra pas faire circuler la fumée 2 ou 5 fois autour de la chaudière, elle y perd trop de vitesse et de température à cause des changemens de direction; etalors, les canaux s'embarrassent trop vite. ”

“ Pour les grands foyers, ou peut conserver, à la base de la cheminée, une vitesse de 3 mètres et celle d'un mètre convient aux petits; car, dans ces derniers, le volume d'air entré chaque seconde est faible; dès-lors, s'il s'écoulait avec beaucoup de vitesse, le canal de la cheminée devrait être fort étroit; la masse de la fumée contenue dans ce canal serait petite, et les vents d'une part, les frottemens de l'autre, pourraient assez diminuer la vitesse pour nuire au tirage. ”

“ En effet, pour brûler 100 kilogrammes de houille dans une heure, il faut une grille d'un mètre carré, et comme ils sont représentés par 300 kilogrammes de tourbe , pour brûler cette dernière quantité, il faut aussi un mètre carré ; donc pour brûler 100 kilogrammes de tourbe dans une heure, il faudra un tiers de mètre carré.
Pour brûler du charbon de bois, la grille doit être de même grandeur que celle sur laquelle on brûlerait du bois si les foyers sont de même puissance; car en poids 1 de charbon équivaut à fort peu près à 5 de bois et les quantités d'air nécessaires pour brûler ”

“ Ce qu'on appelle combustion en général c'est la combinaison d'un corps avec l'oxigène, d'où résulte un dégagement de calorique et quelquefois de lumière; ce calorique est attribué à la condensation qu'éprouve l'oxigène en se combinant ”

“ Nous venons d'établir une formule de laquelle, à l'aide d'un calcul simple, on déduit la vitesse de l'air entrant dans un foyer, mais cette vitesse n'étant pas la même dans tous les points de la cheminée, il est convenable de rechercher suivant quelle loi elle varie. ”

“ Il est certain que si l'ouverture double eu surface, la vitesse ne sera plus que moitié, mais, la pression de l'air dans le soumet diminuera en conséquence, ainsi, pour un soumet donné, il y a telle tuyère qui rend la vitesse convenable, telle autre qui la donne trop faible pour que la combustion se fasse convenablement, c'est-à- dire pour produire la température nécessaire. ”

“ Lorsqu'ils'agit de chauffage par le moyen de la vapeur, puisque chaque kilogramme n'apporte que 65o calories quelle que soit sa température, il vaut donc mieux opérer à la plus basse pression possible, c'est-à-dire à celle qui est suffisante pour que l'écoulement de la vapeur ait lieu ; on court moins de chances des explosions. ”

“ Lorsqu'il s'agit de hauts-fourneaux comme ceux employés en Angleterre, lesquels ont 5o pieds d'élévation et sont alimentés par le coke, combustible beaucoup plus dense que le charbon de bois, les machines souillantes en bois ne seraient point assez solides ; la pression de l'air y étant plus grande, les parois en bois fléchiraient. Dans ces fourneaux, l'air, pour prendre une vitesse suffisante, doit supporter une pression, en sus de celle atmosphérique, mesurée par 2 à 2 | mètres d'eau, c'est cette forte pression qui exige que les appareils soient en métal ”

“ Déjà nous avons décrit des effets analogues [25] , en disant qu'un kilogramme de glace à zéro prend 75 calories pour devenir un kilogramme d'eau encore à zéro; ici du calorique a disparu , il s'est combiné avec la glace pour en faire de l'eau.
77. L'ébullition d'un liquide n'étant autre chose que le résultat d'un équilibre entre la pression extérieure et la tension de la vapeur [75] , il est évident qu'on l'avancera si par des moyens quelconques on diminue la pression extérieure, et qu'au contraire on pourra la retarder indéfininiment si on augmente convenablement cette pression ”

“ Obtenir une bonne et vive combustion est le but qu'on se propose en construisant un fourneau; mais quelquefois il faut se proposer plus encore : il faut brûler la fumée elle-même , d'abord pour profiter de la chaleur qu'on en obtiendra, et aussi pour être débarrassé de cette fumée qui, bien souvent, est un assez grave obstacle. ”

“ Il n'y aurait d'ailleurs aucun avantage; la fumée, trop refroidie en passant dans l'atmosphère, n'est plus comme du liège dans l'eau, qui s'élève d'un mouvement accéléré [101] , mais comme une pierre lancée dans ce liquide , et qui, quelque vitesse ascensionnelle qu'elle eût, ne ferait que quelques pas, puis retomberait de suite à cause de la résistance du milieu.
124. Les cheminées d'usines se font en briques, en fonte de fer ou en fer laminé, pu bien en cuivre laminé, et quelquefois, mais rarement, en poteries. Celles en briques sont
cheminée ”

“ On doit la faire métallique afin qu'elle soit d'un moindre poids et pouvoir l'abaisser au besoin , ce qui est une deuxième cause pour avoir un mauvais tirage et par suite une mauvaise combustion, il serait convenable dans ce cas d'essayer d'un autre moyen. Une machine soufflante pourrait peut-être s'employer avec succès ; ici il ne s'agit pas de donner a l'air une vitesse plus grande que 15 ou 16 mètres par seconde, mais, comme il enfaut une grande quantité, il faudrait une machine d'un grand volume, ce qui est assez embarrassant. ”

“ Dans les bateaux à vapeur le foyer se place dans la chaudière; alors la grille est très- près de cette chaudière, et comme les parois du foyer ne peuvent s'échauffer, celui-ci donne une mauvaise combustion; aussi doit-on , pour la rendre meilleure, faire un foyer plus vaste et l'entourer au moins d'un rang de briques. ”

“ On pourrait objecter que, dans les cheminées d'appartement, la fumée n'a pas une haute température; mais on remarquera que celle-ci est de l'air lout au plus brùlé au f;, dès-lors moins dense, et que d'ailleurs le tirage d'une cheminée d'appartement n'a pas besoin d'être aussi fort que celui des cheminées, des fourneaux d'usines. Je crois d'ailleurs que, jusqu'à présent, on n'a pas assez tenu compte de la différence de densité entre l'air extérieur et l'air brûlé à sa sortie de la
le maximum économique sera entre 45o et 55o degrés. ”

“ Quand on admettrait même qu'au lieu de 18 mètres cubes d'air qu'il faut pratiquement pour brûler un kilogramme de charbon, on n'en prendrait que 9 kilogrammes qui est la quantité théorique, en supposant tout l'air désoxigéné, toujours est-il que la température ne pourrait s'élever qu'au double ou 2416°, ce qui est bien loin de 994°° fer fondu. ”

“ Aussi avec un tel foyer on ne voit jamais de fumée au sommet de la cheminée. Ce n'est pas le seul avantage de cette disposition, la régularité du chargement, et par suite celle de la vapeur produite, est une fort bonne chose.
Le foyer étant alimenté peu à peu, il n'y a sur fa grille que peu de combustible; dès-lors la combustion s'en fait mieux. Le service des fourneaux se trouve extrêmement facile et indépendant de l'adresse ou de la négligence du chauffeur : tout cela est fort à priser. ”

“ Les principes que nous venons de poser sont relatifs aux fourneaux destinés à produire de la vapeur, soit dans le but de réduire des substances salines, soit comme moyen de chauffage, ou bien encore pour développer la puissance mécanique du feu. ”

“ Si le foyer est alimenté avec de la houille, on charge de combustible frais et humide , puis on laisse écouler quelques instans jusqu'à ce que la combustion soit redevenue très-active; dans ce moment, on n'aperçoit qu'une fumée légère au sommet de la cheminée; alors, à un signal donné, un homme, armé d'un ringard passé à travers un petit trou de la porte (1) , brise la voûte qui s'est formée à la partie supérieure du combustible ”

“ Plus le réservoir C est grand, plus la vitesse de l'air qui s'écoule en D est uniforme , et c'est ce qui convient, car le but est d'obtenir un écoulement sous pression constante, on ne l'obtiendrait pas sans le réservoir; il y aurait à chaque reprise de mouvement diminution de vitesse, ce qu'il faut éviter, dans un grand nombre de cas la continuité étant une des conditions du succès. ”