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SURCHAUFFE.

SURCHAUFFE.

partie supérieure quand le réservoir de vapeur est très-grand, genre de disposition tout à fuit à recommanderpour obtenir des avantages notables dans la pratique.

Chaudière à vapeur sphéroïdale de M. Testud deBeauregard. — Cet inventeur, sous l’influence des phé-nomènes étonnants présentés lors du passage des li-quides à l’état sphéroïdal, avait combiné un systèmepropre à utiliser la puissance on apparence illimitéequi apparaît lors des explorions attribuées à cet état.La pratique, comme une théorie plus avancée le faitbien concevoir, n’a pu conduire)qu’à faire naître desquantités de travail proportionnelles aux quantitésde chaleur communiquées au liquide, et a fait dispa-raître des espérances mal fondées d’effets sans rapportavec leur cause. Toutefois de nombreux essais dechauffage de chaudièies ne renfermant pas d’eau, àdes températures élevées, l’analyse des causes de des-truction rapide, ont conduit cet inventeur à l’établisse-ment d’une chaudière extrêmement remarquable. Elleoffre les avantages 1° d'être sans eau et par suite àl’abri de toutes chances d’explosion; 2° de pouvoir four-nir immédiatement une grande quantité de vapeur; 3° defournir de la vapeur surchauffée, mais qui ne peut dé-passer une limite de température déterminée. Kntin nousajouterons, en attendant des expériences positives, quecette chaudière parait devoir être dans de bonnes con-ditions au point de vue de l'économie du combustible,vu la conductibilité des masses métalliques qui laconstituent. Tous ces avantages font de cette chau-dière un appareil très-précieux pour tous les cas où. lavapeur doit agir seulement par action directe ou sansdétente prolongée, et l'on sait que c’est, dans la pra-tique, le cas du plus grand nombre de machines. Jemontrerai plus loin pourquoi il en est ainsi ; quant auxavantages ci-dessus annoncés, ils résulteront manifes-tement de la seule description de l’appareil, étant ad-mis toutefois, ce qui est vrai en partie, que l’emploides garnitures métalliques permet sans trop d’incon-vénient, dans le cas de pistons de dimensions modé-rées mus avec une grande vitesse, l'emploi d'une va-peur sèche et chaude; surtout si, comme l’inventeurdit l’avoir observé, les grippements ne sont pas àcraindre lorsque la température de la vapeur resteconstante et que ce sont surtout les variations de tem-pérature qui les font naître.

La chaudière dont il s’agit, formée d’un cylindrever-tical à fond plat, porte à sa partie inférieure un baind’étain fondu. Dans celle que nous avons vue et quiétait destinée à une machine de 10 chevaux environ,il y avait 600 kilog. d’étain, c’est-à-dire, lorsqu’ilest fondu 600 X H, 25 = 8550 calories emmaga-sinées par la chaleur latente de l’étain et qui sont aubesoin communiquées instantanément à de l’eau à va-poriser, le point de fusion de l’étain étant 235°. Le fonddelà chaudière sur lequel repose cette masse métallique,et qui était rapidement détruit avant son addition, estpréservécontreles altérations que peuvent produire desvariations peu considérables de température par samasse même, et pour dos changements considérables,par un tube central, percé d’orifices bouchés par duplomb coulé, qui fond et laisse sortir la vapeur quimet en jeu le sifflet d’alarme si la température s’é-lève à 330°, point de fusion du plomb. Disons que lesfuites par les rivets qui assemblent le fond or.t été évi-tées par l’emploi d’un cercle sertisseur mis à chaud surdes rivets à tête perdue.

L’eau n’est pas injectée directement sur l’étain, maissur une plaque en tôle qui recouvre une partie du bainmétallique et qui a la même température que celui-ci.L’eau se réduit donc instantanément en vapeur à une tem-pérature voisine de celle de la fusion de l’étain, dontune couche se solidifie un instant près de la surfacesupérieure, et est bientôt liquéfiée de nouveau par

suite du facile passage de la chaleur du foyer à traversla masse métallique. La vapeur saturée à cette tem-pérature aurait une pression de 25 atmosph. environ.La chaudière n'étant disposée, ne recevant de l’eau quepour obtenir des pressions bien moindres, de 3 atmosph.par exemple, la vapeur formée est en réalité de la va-peur surchauffée, renfermant une quantité (le chaleurqu’il sera facile de calculer en ajoutant à celle néces-saire pour vaporiser l’eau, sous la pression existantdans la chaudière, celle nécessaire pour l’amener à latempérature observée. On obtient ainsi un volume con-sidérable, comme dans une machine à air chaud, sansperdre l'avantage d’une alimentation peu coûteuse, vule faible volume de l’eau.

Posons quelques chiffres approchés pour bien établirla marche des phénomènes.

Supposons que la vapeur formée soit à une pressiontelle qu’elle renferme (537 calories au kilog. à saturation,et soit surchauffée de 150", qu’elle renferme en nombresronds 75 calories par surchauffe. Elle se sera dilatée

. 150 . , . . .. . , ^

de ^7^ de son volume primitif qui est -1 m , / pour un

kilog. à 100°, aura un volume de 2 m ,75, dilatation quiconsomme sans profit la partie de la chaleur spécifiquequi tend à demeurer sous forme de tension (voyez.chaleurs spécifiques), et est défectueuse, d’après leprincipe fondamental de Carnot sur la production dutravail à l'aide de la chaleur.

En calculant le travail de l’action directe, commenous l’avons indiqué à machine a vapeur, au lieude le trouver égal à 123 calories utilisées sur 637 ou18 pour î 00, il paraîtra êtrede 200 calories utilisées sur637 + 150=: 7ô7 ou 25 pour 100. L’avantage sera, onle voit, notable.

Si maintenant nous supposons qu’on fasse détendrele gaz de manière a réaliser les 75 calories sensibles dela surchauffe, ou aura en appliquant la loi de Mariotte

2"’,75x HI330 / V, x _ .

-Î4ü-( Lo S-vJ = '°* d ou

Vi y

Log. — = 0,34 et 1 = 1,41. Ainsi on pourrait voir

* O * O

croître le travail de près de 0,34, c’est à-dire l’amenerà 33 pour 100, ce qui serait un beau résultat supé-rieur non à celui possible dans les machines à détente,mais à celui réellement obtenu dans la plupart. Maisil est facile de reconnaître que la loi de Mariottedonne ici un résultat trop grand, et qu’on devrait tenir1 compte de l’abaissement de température qui diminue lapression ; dans ces conditions, une détente de 0,40 devolume primitif n’est pas admissible.

Une fois la chaleur de surchauffe consommée par ladétente, que reste-t-il dans le cylindre ? De la vapeurprimitivement saturée, qui, en partant des chiffres ci-dessus, serait passée du volume l m ,70 au volume2 m ,7o X 1,41 =3,87, c’est-à-dire détendue de 2,2son volume primitif, par suite , d’après les tables,n’ayant {lus qu’une pression de 0,45 atm. au lieu de0,71 que supposerait la lui de Mariotte, sans varia-tion de température. Cet effet se manifeste bien lors-qu’on laisse échapper cette vapeur à l’air; aune dis-tance de moins d’un mètre on éprouve une véritablesensation de froid, comme avec un gaz comprimé.

Ceci montre l’impossibilité d’employer avantageu-sement la détente avec de la vapeur surchauffée, effetqui sera d’autant plus sensible qu’on aura plus mis àprofit ce moyen d’accroître le volume. La théorie re-vient par cette conséquence à celle des machines àair, comme on eût pu le prévoir à priori.

Cette conséquence explique très-bien une propriétécurieuse de la vapeur sphéroïdale que l’inventeur nedésigne guère de ce nom que parce qu’il la voit sc com-* porter dans ce cas différemment de la vapeur ordinaire ;