Louis Ser

“ Une cheminée est simplement un tuyau vertical communiquant, à ses deux extrémités, plus ou moins directement avec l'atmosphère et dans lequel se meuvent des gaz chauds. La différence de densité, entre les gaz intérieurs et l'air atmosphérique détermine une différence de pression qui produit un appel à la base de la cheminée, et par suite dans le tuyau un mouvement ascendant plus ou moins rapide suivant la hauteur de la cheminée et l'excès de température des gaz chauds sur l'air extérieur. ”

“ La transmission par convection s'effectue d'un corps solide à un fluide froid, ou inversement d'un fluide chaud à un corps solide. La transmission se fait toujours par contact, les molécules du fluide se déplaçant au contact de la surface du solide.
La transmission par radiation s'opère dans des conditions toutes différentes ; elle s'effectue à distance. Le corps chaud émet dans tous les sens des rayons calorifiques et la chaleur se transmet par les vibrations de l'éther. C'est ainsi que le soleil nous envoie sa chaleur à travers les espaces planétaires. ”

“ Les étoiles filantes, que l'on observe à certaines époques en si grand nombre dans le ciel, sont des petits globes qui, animés d'un mouvement rapide dans l'espace, pénètrent à un certain moment dans la sphère d'attraction de la terre. Sous l'influence du frottement dans l'air, frottement considérable par suite dé leur énorme vitesse, ils s'échauffent jusqu'à l'incandescence et deviennent lumineux. Les uns sont entièrement brûlés dans l'atmosphère, les autres arrivent jusqu'au sol où ils perdent par le choc leur puissance vive. Il en résulte, dans les deux cas, un dégagement de chaleur. ”

“ Lorsqu'on relève dans un cylindre à vapeur, la pression aux différents points de la course du piston, au moyen de l'indicateur de Watt, on constate que la courbe de détente se tient au-dessus de celle déduite de la loi de Mariotte et, a fortiori, de la courbe adiabatique. L'expérience ne paraît pas d'accord avec la théorie, mais ce désaccord n'est qu'apparent; la courbe, relevée à l'indicateur, ne donne pas la vraie détente; les abscisses représentent, non les volumes réels, en tenant compte de l'espace mort, mais les volumes apparents engendrés par le piston. ”

“ Lorsque le combustible est en ignition, la perte de charge est beaucoup plus forte, d'abord parce que les gaz échauffés augmentant de volume, la vitesse augmente entre les morceaux de combustible, et aussi parce que l'air a plus de difficulté à passer au contact des surfaces fortement chauffées.
En outre, pour les combustibles gras, les morceaux s'agglutinent entre eux, bouchent les interstices et la résistance est pour ce motif très notablement accrue. Elle varie du reste, à chaque instant, suivant la période de la combustion et décroît à mesure que le charbon se transforme en coke. ”

“ L'épaisseur du jet qui donne la combustion sans fumée n'a du reste rien d'absolu. Pour un bec papillon, par exemple, on peut la maintenir en faisant varier la largeur de la fente, depuis un dixième de millimètre jusqu'à un millimètre. Dans les foyers industriels la combustion s'opère avec des épaisseurs beaucoup plus grandes, mais on a le plus souvent de la fumée. Tant que la combustion est complète, la chaleur dégagée est toujours la même, quelle que soit l'épaisseur du jet; mais il n'en est pas de même du pouvoir éclairant ni de la longueur de la flamme. ”

“ Pour l'introduire sur le combustible il faut ménager, dans les proportions convenables, les orifices d'accès et les moyens de tirage ou d'insufflation.
Une seconde, condition est d'assurer le mélange intime des gaz combustibles et comburants. Pour que la combustion s'effectue, les molécules d'oxygène doivent nécessairement venir au contact de celles d'hydrogène et de carbone. Dans beaucoup de foyers, ce contact est imparfait et l'on constate dans les veines gazeuses, après l'extinction de la flamme, la présence simultanée de l'oxygène et des gaz combustibles. ”

“ Dans les ventilateurs, comme dans toutes les machines où on met des fluides en mouvement, il importe de ne les abandonner qu'après avoir utilisé autant que possible leur puissance vive, en réduisant la vitesse de sortie, ce qu'on peut réaliser dans les ventilateurs en courbant les ailes en sens inverse du mouvement de rotation, comme dans les turbines à eau ; mais on arrive au même résultat d'une manière plus commode et plus complète au moyen d'un épanouissement gradué de la veine fluide à la sortie du ventilateur, suivant l'ingénieuse disposition imaginée par M. Guibal. ”

“ Une autre condition spéciale aux appareils de chauffage, c'est la facilité des nettoyages. Les gaz de la combustion, en circulant dans les conduits, déposent des cendres, de la suie, qu'il faut pouvoir enlever à temps pour ne pas gêner la marche de l'appareil. D'un autre côté, les matières chauffées, l'eau des chaudières à vapeur par exemple, donnent souvent lieu à des dépôts, des incrustations qu'il est encore plus important de pouvoir enlever facilement. Nous verrons dans l'étude des appareils que cette nécessité a conduit à des dispositions fort intéressantes. ”

“ Il faut pour les mêmes motifs éviter de placer des rivures audessus du foyer ; la surépaisseur, produite par les tôles superposées et les têtes de rivets, augmente la différence de température des deux faces de la paroi ; mais ce qui est plus grave, c'est que, quels que soient les soins apportés à la rivure, il n'existe jamais, entre deux feuilles juxtaposées et serrées, un contact parfait, et la conductibilité est plus faible que dans un métal homogène, d'autant plus que, sous l'action de la chaleur, il se produit des dilatations et des contractions, qui tendent à séparer les feuilles rivées. ”

“ Cette distinction est basée sur la manière dont s'opère la combustion.
Au feu, un bois léger se fendille, donne beaucoup de flamme et brûle rapidement. Le sapin, le bouleau, le peuplier, le tremble, sont des bois légers.
Les bois durs au contraire, c'est-à-dire le chêne, le hêtre, l'orme, le frêne et le charme, restent compactes au feu; ils produisent d'abord de la flamme, puis ils se transforment en charbon qui brûle d'autant plus lentement que les morceaux sont plus volumineux. Les bois durs ont une densité notablement plus grande que les bois légers. ”

“ La vapeur en se condensant abandonne sa chaleur de vaporisation et élève la température
température liquide ; c'est ce qu'on appelle le chauffage par barbotage.
De même, dans la préparation des bains, le chauffage s'obtient par le mélange de l'eau chaude à 80° ou 90° avec de l'eau froide dans des proportions convenables.
Le chauffage des cheminées d'aérage pour les mines et de ventilation employées pour l'assainissement des lieux habités se fait souvent
souvent le mélange direct des gaz de la combustion d'un foyer avec l'air vicié aspiré par la cheminée. ”

“ L'influence de l'excès de température sur le coefficient de transmission peut s'expliquer par le rôle que joue le rayonnement dans ces expériences ; la transmission ne s'effectue pas uniquement par convection, mais aussi en partie par radiation, parce que le tuyau d'eau chaude rayonne sur les parois de l'enveloppe, qui s'échauffent et communiquent leur chaleur à l'air qui se meut à leur contact. ”

“ C'est ainsi qu'une chaudière à vapeur, un calorifère à air chaud, formés de parois de tôle ou de fonte, sont des récepteurs de chaleur qui reçoivent, sur une face, la chaleur du foyer et des gaz de la combustion et la transmettent, par l'autre face, à l'eau qui se vaporise ou à l'air qui s'échauffe. ”

“ C'est ainsi que, dans tous les appareils avec introduction d'air au-dessus de la grille, une condition indispensable, pour réaliser une économie et même pour ne pas produire une perte, c'est de régler l'accès de l'air supplémentaire suivant l'état du foyer, et de l'arrêter quand les gaz combustibles se sont dégagés. Sans cette précaution, l'air, entrant à partir de ce moment en quantité trop considérable, refroidit les gaz de la combustion, augmente leur masse, et il se perd par la cheminée une quantité de chaleur qui en définitive diminue le rendement. ”

“ La température que la combustion développe dans un foyer, et la quantité de chaleur rayonnée par la surface incandescente du combustible, dépendent d'un grand nombre d'éléments, de l'espèce du combustible, de la proportion d'air employée, de l'activité de la combustion, de la nature des parois de l'enceinte, etc. ”

“ La chaleur absorbée peut se diviser en deux parties : l'une est employée à opérer des modifications à l'intérieur même du corps, dans l'arrangement et le mouvement des molécules, et produit ainsi un travail interne que nous désignerons par U, sans nous occuper de la nature de ces modifications.
Ce travail interne, compté pour une température déterminée à partir du zéro absolu et accumulé dans le corps, a été désigné par M. Rankine sous le nom d'énergie interne. Le travail interne est la variation d'énergie interne. ”

“ Le carbone pur, le charbon de bois, le coke ne donnent pas de fumée parce qu'ils ne fournissent pas d'hydrocarbures ou du moins fort peu.
Lorsqu'on soumet un hydrocarbure, en présence de l'air, à l'action de la chaleur, l'hydrocarbure se décompose en hydrogène, carbone et souvent d'autres hydrocarbures. Une partie seulement du carbone est brûlée et le reste, se précipitant à l'état de noir de fumée, est entraîné par le courant des gaz ; c'est ce carbone en suspension qui produit la fumée. ”

“ Dans les foyers que nous venons d'étudier, la combustion, comme nous l'avons dit, est loin d'être complète; les analyses indiquent qu'il se dégage toujours une certaine quantité de gaz combustibles, malgré l'excès d'air introduit dans le foyer.
C'est surtout après le chargement que les conditions d'une bonne combustion laissent le plus à désirer. Comme nous l'avons expliqué, il se dégage de la houille, à ce moment, une grande masse de gaz et le volume d'air admis est insuffisant; il y a production de fumée plus ou moins abondante suivant la nature des houilles. ”

“ Lorsqu'on commence à chauffer un corps, la chaleur transmise à la surface se communique à l'intérieur, et la température s'élève peu à peu, de proche en proche, suivant une loi qui dépend du temps, de la conductibilité du corps, de sa densité et de sa chaleur spécifique. ”

“ Dans l'évolution d'un corps, la température, la pression, le volume, ainsi que les quantités de chaleur reçues et rendues, peuvent varier à chaque instant, mais pour un cycle-fermé, ces quantités restent toujours comprises entre certaines limites qu'il est facile de déterminer. ”

“ On voit, à l'examen des nombres du tableau, que la quantité de chaleur transmise à l'extrémité de la surface décroît à mesure qu'on s'éloigne de l'origine, mais beaucoup moins rapidement que dans le cas de la circulation dans le même sens. Ainsi, à l'extrémité d'une surface de 1 mètre, la transmission est 1 790 calories par mètre carré, tandis que nous ne trouvions, pour la circulation dans le même sens à la même distance, qu'une transmission de 193,6 calories. Il en résulte qu'on peut, avec la circulation des gaz en sens inverse, augmenter utilement la surface. ”

“ Quand une conduite se divise en plusieurs branches, il est souvent difficile de faire passer dans chacune le volume de gaz qui convient, et on ne peut y arriver qu'en prenant, au point de division, des dispositions spéciales. Si on les néglige, l'expérience prouve que le plus souvent le courant ne se répartit pas dans les proportions demandées et même ne passe pas du tout dans certains branchements. ”

“ Lorsqu'on doit transporter la chaleur à distance, dans des conduits ou des tuyaux, par un courant d'air chaud, d'eau chaude ou de vapeur, il importe, pour réduire, dans le transport, les pertes de chaleur qui tendent toujours à se produire, sous l'action refroidissante du milieu ambiant, d'entourer ces tuyaux d'une enveloppe de corps mauvais conducteur de la chaleur. ”

“ Un ventilateur à hélice est un appareil qui se compose, comme un ventilateur à force centrifuge, d'un certain nombre d'ailes montées sur un arbre auquel on donne un mouvement de rotation. Il en diffère en ce que les ailes, au lieu d'être des surfaces cylindriques avec génératrices parallèles à l'axe, sont des surfaces hélicoïdales, inclinées sur l'axe, de telle sorte qu'elles impriment à l'air, non seulement un mouvement de rotation, mais encore un mouvement de translation dans le sens de l'axe. L'appareil étant placé dans un tuyau rectiligne aspire l'air d'un côté et le refoule de l'autre. ”

“ Lorsqu'un foyer est placé dans une enceinte en maçonnerie très épaisse, on peut, dans une certaine mesure, ne pas tenir compte de la chaleur qui passe à travers les parois, de sorte que lorsque le régime est établi, ces parois doivent se trouver sensiblement à la température du foyer; elles n'absorbent rien, ni par radiation, ni par convection et toute la chaleur dégagée par la combustion est employée à élever la température des gaz. ”