CIIAI)I'f HTi \I I I I
SURCHAUFFEUR
to Rôle et utilité de la surchauffe
a) Eviter les condsnsatlons.
tlattsdcs cotrditionsdc teinpératttre
Nous avonsvu qu,unevapr)llrsaturéeest une vapeur sctrouvant
tlc ccs conditiotrspcut fairc
.IJir-";'t-.gol;'rociificatio'
ct
.""-.irapcur
cntrc
et tle prcssionl ia rimite
ct dans lcs c5'lirtcrcs
cllinclrcs
atr\
po,,i'"Ïf;;;t,iieguiatc*r
paicouru
son
nans
ta vapôiiéii àâ".
conclenser
par son cottt.rcl
en
*
tcntlattr't'
ptritoL
Pcrdre
a
ôi.
la vapeur r.,ercçôit plns aucr,n.-ôirïtitïiii"ài;-.itâiô,o
et sttrt.ul
d'admission
ttt','ruf
lcs
clatrs
"otr,tcndations
ii;";'à;;
ar.ccclesparois ,.ioti"ï,it*t iiôiaË;:îiîà
ct lcs caloriôs rltt'clle a irrises att lovcr'
nuii"it.'"rî Tàiirnî;;,*riitiaiâit
dans lcs cylindreîilt"ii-àhii
ôitiàîg.rie t'aôcroit ctrcorôau fait quc lcs i'changcs
rors clesa concrcnglii;;!;"ll;;i,i.ô;.
nuis abancronnées
iirt otitr'-rll i;réscncccl'eauaccrtmttli'c'
roi..qir'.'ttci-iôniii*itirraes.
parois
s'intcnsîfiôlii
lcs
avcc
cle claleur
provo,(tuer
pcut
ct
p,iiii-rô-mi.ianisine
6angercus.
est
Ii:l]lTI!1de^pièces-(pistous,
1lc;<ictnarrast-s'
cans les cyli'clrcs
cc qtu provoctrc
ét surtoriI rtttx
i;;i;i;;,
'*'*1;eur
i-,ii;!;. tcs ciri'iilrôs <lctcnrpst'n Lciuls
;i;i;;;:*iitf
qui n'a pas tra"'aiiLi'
rlc
ottiroiphùre
,r",ri-i
il;;t;
p".
".ilàiiri;;r;î
.ne perre supprérncntairc
p::t::.$:].,1lt3ruc
(vapcur lttrrrrirlt')act:roÎt^le.s
La présencctl,cau à l,état.licuiriedans le fluirlc irvolt_ran[
ce qul (i r r llr lr t lc
gl
'
rtl
r(l
cs
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Lcsscs'
atl
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échuppènrônt.
ori
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' ar lar ni' û g e ,p a i ti c ' l i ù rc i n c u l a i ïi rÀ i -& Jl ei
l: nioic I c rô n â ô rrtc ttttl i e rtn i c l ttcd e l a tnachi ne'
I'abri tic ces i:ili'norlrèncsnttisil'rles'II fitttL
on voit tlonc l,utilité d'cmploy-crune vapcrlr.qui soiL r'tsotr
trai ct enti ' c l a chaudi èreei l ' É ch appcrl
ans
rc
s
qu, c lle pu i s s e,,i rri i d c s a b a i s s e i n e i rtde.,,cnrpératti
suffisatntncntsttrchaufféeatt
rnent sans eesserpo.r ccla clercst-eientièrcnrônts.li:r't.;ôiiô doit. tloirc c:trtr
départ.
(ltlc la vallettr slt tiréc,
préseutecn outre l'int(rrôt, étant .tnoittscotrt!ttctric(r
r,a 'alrcur strr(:hauffée
cylinrlrcs'
ct
conduits
des
parois
aux
ctraieur
dC
f;;ii;;ô;ï
rnoins
dc cécler
t
D) Augmenten lo rendement thermique'
lorstlttcl'i'cart dc tents'accrol'l.
O' rlérnontree*c lc rclclcnrentthi.oriquc d'unc rnachinethenrtiquc
tlc cc rerttletuetttest
s'-tPéricttrt'
liniitc
froirlc-aiiginôrrte..La
iorirr:c
pi,raturc cntrc l" ,â;;"; ;;;iià';^;ï-tà
(larnot,
:
la
fortr.tttlt'
cte
cvclc
le
Pâr
iià"î-Ë, rÀir'.i"-rr.*tirlion rlu flriiclcsuivant
'l'r' -'l"l
--T.;
:r-et'l', cclle de la sourcc fr'<$'dc.Il' est donq tréctrssait'tr
. étant ta températurc absolue dc la sourcc chaucle
rcndcment réel dcs machines.
de relcver la vaieur de T, si on vcut pouvoir ^.ôiôitre laïateuiài
cas cle vapeur surcltauffée fr 3500
le
dans
Les rendementsthéoriques maxima so^ntrcspectivetnent
.l;-iài;ui iâtut.e sècheà 204o (vapeur d'échappcnrentir 100.]) :
'f
et dans le cas
et
lsti
( t l 9 1 c .l i e c t r a i n o n ) s g i I ' c r r r p l o i- d e I ' a l l t . i r r . s u t t r r c c .d t t s i t t : n l t ' l u i I t l t t r ' l ; r t ! c t r s i t ér l c ! a v i l l ) c t t . fs l t r t ' l t a t . t l ' l ' t i t '
t ' r s Ll r l u s f a i b l c q 1 1 cc e l l e c l c l à v a i r c r r r s h t u r i r : : t l r g . t k ' . . t ' a p c t t t ' s : t t t t t ' .ù' el ( i l t ; ' l z .t l e l l r c s s i o t r t ' c l i t l i ' , ' t rc l 2 o l "
d e t e p r p é r a t u r d c c n t i g r : r t l c o c c [ r 1 l eu n v o l u n r c r r l c 1 2 0 l i t t ' e s ; .l u t t r l i s .t l t t t : t ' t ' l t . t ' . t t t Ô i t l (ei u a t l ! i ! Ô t ! c ; \ ' r t l ) c t r l '
s n r c l r a t i f f i ' c à 3 5 0 o c t - à l : r i r r c r t r cl l r c s s i o n o c ( : u l ) ot t n t ' o l t t t t t t ' r l t ' l ( ; 7 l i l t ' c : ; ( i l l t t l t t o t t t è t t cr l c d i l c t l t r l i r r rrtl t : l l t
vapeqr à prcssiotl cot:stlttttl sotts I':tction tlc la cltalcttt').
lrotrr trne nrônrc ptrissancc tltit'cloplléc oit l)otlr f('lllyllit' tttt tucttte
y g l r r l r e t t o n n é t l c c 1 ' l i n t l r c ( 1 ) o t t l ' a i I t l o t t t ' , c t l s t t r t : l t ; . t t t [ ' l l t t tlIl t t ' i t l l t ' t i t '
à ifi(l,t trnt. ét'orronri(. rl't'nu <[c :
t (i7 - t2o
1(i7
t)
Ë
s
o
c
( l o r n r t r c l c l i g . t l c t ' l l l c t t r s l t l 1 1 1 ' 1ti:go t t L i e n t ( i 7 ( ) t : a l o r i c s a l o t ' s c l t t c
c e l t r i t l c \ r a l ) c r l r s ù c l r t ri r i J ; - r ( lr''tn c o n t i c n t 7 5 0 , o n r ' o i t c l t t c I ' c t : o l l r ) l t t i t ' e l l
e â t r t . n t r l l î r r e i m r n é r l i a t e r n c t ' t tt.t n t : É c o n o t n i t :d c c a l o r i t ' s r l u i e s t < l c :
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70
1iJ0t::rlories
(,;,) |
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1)
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Lili
L ' c x ; t i , r i e t r t : c c o t t f i r l l l ( r ( l u ( ' l ' i ' r ' o t t r , r t t t i rct c c l u t r b o t t o l r l t ' n t t e l r r a t i c l t r e n r e l l tc s t t l e b c : r t r c o u ps t r y l é t ' i c t t t ' t 'ti'rc l l c c l t t ' a l o i i c s i i t t l i t l t r i ' cc ' i - t l c s s t t s .
r . a r r l a n s k r r a i s o n n c n t c n t 1 r r ( . c é r l c t r ti ,l l l ' l r l t a s é 1 . ( ' t c r t lct to t t t l r t et l e s 1 r t ' r l t ' s
l l a r c o t t r l c t t s a l i o t tc n t i s t ' l l r o r l t r i s e t t t l t t ' c t : l i l I ' t t ; l e t t t 's e t t t r i c .
90
F t c .4 4 1 b : s
L a l t ç 1 u r e1 . 1 1 .t r f s c l o n n o l c r é s t r l t a t c l ' u n e s s a i c o t r t l l a r a t i f r l c l a I t d g i o t t S O c o t t c c r t t i t t t I I n v r t r i u L i o l r
att crot'ltct)
dc consorrirnation cle charl-ronau CV/H cn fonction clc la vitcsso (1lour uttc ltuissattce rltr 700 (:\:
'lltttrc
tit:tllr('tr
de 2 locotnotivcs 2il1 conrilound cle nrôrnc séric, I'uncr tirtrl.rréet\ 1(i hllz t'L it vallcrtr satttri't', f
i \ 1 { i h l t z c l " i r v n l l c u r s u r < : l t a u f f ô c : \l l 2 0 n s c u l e n r c ' n t .L c s û c o t r o r t t i t ' st l r ' < ' l t r t ' l r o ni l t r l i t l i t [ ' c st t t : s o t t I r ' : t l a l r l c s
c 1 u ' a n x p t r i s s a n c é s( ' l e v ô e s .l l n s e r v i c c c o u r a n t c l l c s s o n t y r l u s r i t l t t i l t ' s c a r l ' a v a t t L a g c < l t rl a s t t r t ' l t ; . t t t l ' f c
r l i r n i r r r r t r - r l t r a nId' l r l l r r r r rt l c l a c o n r b r r s t i o t rs c r â l c n t i l ( r l n n s ( r ec ? l sl c t l c g i r ' < l es u r t : l t n u f f ct i i t t i i r ) l l ( ' , 1 ) : l t ' t ' o ! l t i ( ' .
r) Augmenter
la puissanco.
.i500
l ) o u r u n c n r i , t n c c o n s o n l l l l : r t i t l n t l o t t n ( ' r rr l ' r ' : r u e t t l t ' t ' h u r t l o t t l l r
s u r c h a u f f c é l è v c l a l r u i s s u n c ct l c l l t t t t a t : l t i t t e .I l i g . r l c t ' l r u r l r o r ru l i l i s É
o n v a p e u r s a t n r i ' c t l o n n c l u u r ô m e l l r r i s s a t t t ' ec l u c 1 . ( 1 . 1 1 ) 0 , l i l l t g .
de charbon utilisé en val)cur surchauffi'c (cl:.tttslcs nti'rrrt'st:otrtlitiorrs
q u e c e l l e s d u c a s p r i ' c é t l c n t ) . L c s t t p p l é t t r c t t tt l t r p t r i s s i t t t t ' tt' ' s L t l o r r r :
<le :
1 --
-
0181
osi:
: o'2il (23 'll')
^ .r.r /.r.r .r/ \
t \ ï
I
U
c
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a
I
_._ {|
\,1'lr
i
P-c*-[l$.__!
-ï{b,r
a,
o
o
L
o
f,
o
loQo
i,
l,
I.tr ligure 741 ler donne, dans lc cas tlc l'cssai 1lrécérlcnt, lu
vlriatiotr du plafond de.puissance en fonction rte l:r vitcsse. On rr.Iuar(lue, conlme d'ailleurs sur la ligure 74L Dfs rJucrlcs ('carts tlc
p t t i s s a t t c e c t c l e c o n s o n l l n e t i o n , s c n s i b l c sà f a i b l e v i t e s s e s o n t t l a v a r r tage consid(.rablcs au lui et :.) rnesure que la vitcssc s'élirvc. l)f('u\'(r
t a n g i l l l e r l c l ' i n f l u e n c e 1 1 u ' o r r t l e s l a r n i t r a g e s s u r l c r t t r c l e t t r c t r tr l t . s
tnac:hines
c
o
o
.9
d
70o
ViLec:e cr llm/tr
FiG. 441t91
La puissance dévelopllée att c-v-linrlrcs'accroî[ aussi lorsqu'on (.li.vc la tcrnpi'raturc dc surchai.r[fc.
D a n s l e i n ô m e e s s a i ,p o u r i t n e m ê t n - ec o n s o r r r m a t i o nd c rv a p c u r ? l e : i l t g . I ) a r s e ( ' o n i l co n a o l r t e n u l c s p r r i s s a l r c e s i n r l i q r r é e s s r r i \ ' â n tc s :
1 3 3 0C V pour
1 i r10C V pour
1 6 4 0C V pour
270,,
i | l r' ro
3i i ro
I)ur conséc1uent,l'application pure et simple de la surehauffe perrnet d'avoir un parc tle nrtchines
:i Ia fois plus puissantes et plus économiques que les machines r'rval)eur saturée du rnème t]'pe.
( l ) A l a v é r i t é , à l a d é t c n t e , I a - p r e s s i o nd c v a p e u r s u r c h a u f f é e t o m b c u n p c u p l u s v i t e q u c e e l l e c l c l a v n l c u l s a t u r i c
.
s i ' c l r c . . I ) o u rp r o d _ t t ^ i rI e m ê m e t r a v c i l i l f a u d r a i t d o n c t t t r c a d m i s s i o n u n p e u l r l u s l o i r g u c - ( o u u n c c o l r s o n l n ' t { r t i o rrrl c l l J ) e r r r
ttt:tjorée cle 5 à 10 %) et l'écononric thd'origue est légôrernent irrfi'rieuri.à i'elle caléulde ei-apri.s,
À
ts7
/o Prlncipe de constructi on des surclrauffe uns
'
Srr
générllcs sur la chatttlièreqtre le rapport f dc la
Nous avolls déjà ilrtiqué dans lcs consiclératio ns
surfaceclesu.rchauffcà la surfacctotalc clcchauffea é-téaugtnctrtésttr lcs macltitresmodernes.Cet accroisscment n,â pas simplemcpt pour-r:riiotii '.arôvationclc la îcnrllératttretlc sttrcliauffc,il a ôté nécessaire
p;*;;int<n,l"i . ;;IiË'î;;uit't^é -e la valctrr obtcnuc sur les tnucltitrcsatrcicttncscourlcsEn cffct, si l,on allongele corlts cylinrlrirluc ct, lllr suitc, les lubcs it lttttr('ctout ctr conservantCcs
la6 donc
lcs tubes ct les éléconrta'ts, c'cst-a-clirc,si I'on allongc Porportiontr clltrtncnt
rapports
!9
H
lncnts, l,extrérnité du faisceaus'i.loignctlc la plaquc tullnluirc du foycr ct sc trouve baigné par des gaz
i;;rr..'-ifË;ôirs uit quc lc tlcgr-cide surcltauffe s'abàisse-.
d,ont la température est de plus .;;iil
. C,est ce que l,on a constatéen colnparant 2 rnaehinesl)our lcsqucllcsle rapport cotnmun S valait
0,20 ct d.ontlcs tubes à fumée avaicut une longueurclc-1mèl-rcsct de 6 mètres.Dans le llretnier cas (machine Ten wSccl) la températurc clc la vapeur surchatrffécétait,cle300 à 3200ct pouvait atteindrc 360o
clas(nrachinesPacific ou trIiltaclo)la tcmPératurc dc la vapeur
en pointe. Ta'rli{ il,,;ii;ïËi;ï;rit è-e
I
aË.);0î tsoo .t trc dépassaitpas 310ocn poitrte.
;;;ôïiliiè.-.tài t
Lc rapport l*g l,est donc pas un factcur déterrninan! rltt clcgréde surcltauffe.
1s dlrgré clc*surchatr ffcde la vapeur (différcncc cntrc la tcntnératurc de la vapctlr sttrcltauffécct
Ia rractiort ce la quantité de
àr iôL"tion direôLe..ayc .c
celle de la vapeui;ài;;ée à ra màrn;ïI;;tiùri ;it
du
d rapporl
âtriài'tréép-arle surchauffcur ;-c'cst-r\-clircltt'il-riépc.n
c
chalc,.rrrrroduiteï;"Ë i;yt;.tiii-ôïi
;;i#;'Ë Ë;";ïii; tiô ciraretiraff'cctéïâu-s urcirauifcur et la quantité dc cltalcttr totalc fournie aux surfaces
de chaulle mouillécs.
ce d.cgréclc surchauffe-tléltcnrlrafinalcrncnl, du ra.pport.r]cs scctions cle llassagedes gaz dans lcs
opposéeslu.pastnbes surchauff."rr -.t-ââiiJ t.r^",iii:ôs{.ritct clela'chaucliùie ,si toutefois lcs résistanc.cs
siige des gez cnai'cisï ùàn.i; rc fiisà.au surChaulfcurct à travcrs lc laisccatt brouilleur sont les'mômes
r
*liï qIè Ës vitesiôJ O.J gai soicnt égalcsdans les dcttx faisccaux.
., d'une
lc
porlr
dcgré
surchattffe
dc
rcrlevcr
machine'est
cfficacc
lc
Lc 'royc' lc lrlus sirnple_eL lius
-tubes
surchauffcur s.
.lonc O'augirenter ^lenombie cle scs
dc la-frrçondotrt cst distribuéc la cltaleur cmmcnéepar
I\tais o' so 4oute aussi qçe ce clegrédépc.ncl
les gaz clanslcs iitl;; iiri"rrâ,rifc,lrr s,irne llqrtie va r\ l'éléurcnt surchattffcttr , l'atttre nartie va à tra';crs
te tùbc à l,eau elol. chaudiôre.ri'iro:I",iiâlit prù-itôïtt"t*t' t r\ l'élôincnt qtle lc rafport.de la.surfacc
Irottante de l,éli,nrcrrtà celle ttu i,,fr. i1u1-iôi cônticnt cs[ llltts.grntt'-l'If I cctte considératio nintervicnt
r acloptcr; oir tloiI prctldrc t:cl'.titlotrt la scction n lc plus
Dorir Lechoix cu tvpe 4,éli,lncpLsriicirairrrou à
it cc lappor[ car lcs écltar:gcs
ir'.ri pas scirlciricntprr.rJtoitionr rtrllc
#nnc ;é,iillr*;,ilà;; .;r.'i;îtirii'iiiii ,ii
iii'Ërrii.-d';;;i; ltii;;'ttîlitir.* 'i'uirrl:rce ôgelc nivccla v:.tlotrr tlrt'avcc l'crtt.
clcstliscotrtintti t('s
tl:rtrslcs,scctions
dc passaJle;
ilttr()rltr!scrpur
I.lilfirr,It,:;,1!érrrtrlrts
rt lr.rrlscxtr('rtriLés
ct
tt l'éléttrcttL
tirl-rc!cl trtrirttcrrrrssil:r ilisl.t'ibtttiot<lr
t llt t'ltrt!t:ttr
rli.liits(1.sg:rz,,,,rii:*"t ,iiriti-trr!rui' *['gr:,i,,
-"S|l"
au gros tttbe.
sectiogtotale clepassageclesgaz dans les tubcs surchauffctr l's'
Ëôi!ri-,
--l
Sv
Pctits tgbcs'
tot.nlctles gaz ctatrslcs tttbcs strrcliauffctl rs'
- - - - - - - -frottantc
-S, l* sr:rfacc
e2
ttbgP'
Detrls
e
e t i l s tttlDe!'
. P
J, ta surtacc frottantc en tu r par mètre ou p('ritrrùtrc rle l'élément sttrcltartffcttr ,
tlu tubc surcltattflcttr'
ss
L, ta section de passege lninirnum de la vapcur ir travcrs l'élénrctrt sttt'clteuffeur .
Le d.egré Cc surclauffe, po,.rr une procluction clétcnninéc dc vlrPcur et Proportionnel :
rapport ics débit. à.t gez clans.lcsgros ct pctits tubes. Ccs ttÉbits sortt, pour une déprcssion h
dans la boîte'ei futnée scnsiblemcnt i'gaux à :
Qr:
I('Ssy'h
Q, : I{, Sv l/tr
or, les cocfficients de débit Iir-ct Ii, qui clépendant clc la ri'sistance tlc llassage sont en première
inverscment proportiotrncls aux rapports :
appràiiliâtiop
/q
Vt"!
t-
ct
/s
Vii
Le degré de surchauffevarie rlotrcproportiotlnc llcmentà :
3
1
Q-!- /9:\2 _..,/ !'-\ 2
Q2-\su/ " \s,/
I t i l J" ( l c t . t c r c l u t i o n n r c t c n i v i t l c t r c : oI ' i t t f l t t c t t t ' cp t ' é t t o l t t i t t : t t t t et l c s s c c t i r t t t s t l c l ) l t s s t l ! { ( tS s c L S v .
cL
,il.i rapport clc rôpartition tlo Ia cltalettr &tttt'tléc tlntrs les g r o s t t r l l e s t r t l t r e l ' ( ' l é r n c n t s t t r c l t t t t t f [ c t t r
'!r
l a sttrface nrouilléc dtr tubc; ce rapport cst pr<lllortiotrtrel att rapporL
. s1
à la quantité <te c[alctrr rcçuc llar l'utritti tlc poitls tlc vApour, c'cst-i\-ttire arl raPPotr-;,,r
(t)
Lc ttegrdrtlc strrchatrffc:cst donc fittitlt'tttt'ltt. llrollortiottttcl ittt fltctcttr.
:l
I
s, s,
S
.
\
2
/Ss\z /
\s'/
\tt,/
Çi',1
ci-tlcsstts
il srrffit tlc t'uttttttitrtrles éld'ttttrtrLs
l)<ltrrclétcrrlilcr lc rlcgr(:clc surc:lrltrfltrrl'rrrrsrrrc:hltrffcrrr,
ct ae côinpàiliiâ-ïÀi,'io àiîri,.i.,i.'iii';i qg!riiu mônrc factcur'llour.urt uutrtr sttrchattffcurdottt ott conn:rîL
paicxpérïcncc le clcgréclc stlrchauficc1u'illlcut clonn(rrsttr lit tuachitlocll cîtlso.
==---
Vapun seturée -
risune 442
I{ais si l'on compare deux chaudièrcs disscttrblables,dottt l-essurflces tlc chauffe directes ct indircctes
ne sont pas clans lef rnêmcs proportions, dont les calraciti's de-procluction sont totalement ciiflérctltes,
ôe tactetir (1) ne suffit pa! pou{ détermincr le .clegrédc sttrchaufte sur l'ultc des ntachines ett pailant de
èétui obtenu'sur l'autri. Car, ainsi par exemple, qge noul I'avons signalé plus haut, avec u:re tirl>ulure
éourte où les coudes des ôléments sont plus rapprochés cle la lllaclue tullulaire les gaz arrivent, plus chauds
aux éléments surchauffeurs gu'Avec une tubultrrc lottgttc et le cltrgti' dc stuchaufle sera plus élcvé, tnôme
si le facteur (1) ealculé ne I'est pas. (1)
Jo Description
d'tln su!'chauffeur
I)'une façon générale,ur surchauffeur comprenclun collecteur dc surchaulie et des éléments surchauffeurs.
La vapeur venue du régulateur arrive dans le collectettr qui la répa-rtit.entreles éléments.l
elle parcorirt lcs éléments (ui sont des canalisationscle formc spôcialesituéesdans les gros
tubeS à fumée et entouréespar les gaz cltauds vcnus du foyer; Ià clle prend sa tempéiaturc
de surchauffe.Puis la vapetir rctourne au collccteur cl. de lù part aux tuyaux d'admission
et aux cylindres.
( 1 ) S i g n a l o n s t o u L e f o i s , q u ' o n a p u r a c c o u r c i r d c ; l l u s d ' u n n r i r t r c l e s t u 1 ' : . r t r xd c s e c o n d c c i r c u l l t t i o t r d c s é l é n t e l t t $
S c t r n i i é t . s i n s q u ' i l e u r é s u l t e ? l e b a i s s ô s e n s i b l c t l u - d c . < r i d c s u r c l t a u f f c . I l f a t r t s _ u y r p o s c r q u c - c c t t e - . t n o C i f i c a t i ojrut s, t i f i é c
o a r d c s r a i s o r r sd ' d c o r r o m i c d c m a t i è r e s , f a v o r i s r t i t l c s d c h a l r g e sc t c c h a l c t t r e n t r e l c s g a z c h a u c l sc t I ' e x t i é m i t é d c s t u y a u x
f u e p r c n t i r \ l ' c c i r e t t l n t i o l t , c ' e s t - l ï - < l i r eq r t c c c c i c o t l r p e l l s l t i I c e l l t .
l l l l l -L e c o l l e c t e u r c l e s u r c l l a u t l ' c ( l i o . 1 . t 2 1c s L u n e c a i s s e r : l o t s t l t t t t é c n i o t r t c o u B c i c r i t t o t r l Ô
qui es t c li v i s é ee n d e u x c h a n rb re s . I)ans I' unc (' \) al ' ri ve l a vapettr sattl rtc vcnue du régtrl a t et r r
eï c lli v a a g x é l é m e n ts s u rc h a u l fe u rs; (l ans i ' uuLre (l i ) tsl . r[tsscn]bl ôel :r val xl tl r surchau f f ce
qui v ient c l e s é l é m c n ts s u rc h a ttfl c ttrs cf t' i t atrx cyl i l l cl rt:s.
D a n s c e r l a i n s c a s l l e e . o l l e c t c u rr r s t à c l t a n r b r c s s é p l i r e c s ,I ' t t n e p o u r l a I ' a l e u l ' s a b u r c c ,
I ' aut r e po p l . l a v a p e u r s u rc l l a u f[é c ' .L a fabri ci tti otr en est ;tl trs faci l c, t:i tLi i n' Y a l );.tsde cl oison.
ci trcl t:tl cul ' cntre vapttl r stl rci l i tttïfécct vapetl r sabt lr co
Cet t c s ep a ra ti o l e n é r' i ta n L rl rrsô c h a n41r:s
Joinb rnsitaIioplastry_u
es
metallopldsttdue
-
rjgune thg
quesJ,]p4rléjt,
entre coltecteuret e/ëmentssur;h4uf,&urs
Bridc
non scudee
FIGURE 4/4J+
élève Ia température de surchauffede 10o environ. Elle ôlimine enfin le risque cle court-circuitage de lâ vapeur par les fissuresse dévcloppa:lten scrvice eilLre lcs cloisonspal' suite
des tcnsions.
en aval cleséléments
Nous avotls décrii le collectcur s1lécialc,omportanLle régulErteur
surchauffeurs.Il est plns praticiuede recourir au collccteurplutôt qu'âri dôrne poqr y placcr
ce f,ype de régulateur à soupapésmultiples clui çxige de plus grandcs riimcitsions.On â vûulu
égalËinentéviter un écltauffernentexagérédès élém1ntsiors cteta mûrclxr â ..g"lqlcurfermÉ;
et fait, comme la vapeur cst presquesiagnantedans ccs ûlémcnts,clle les rciroidit peu.
g;rr;s
L'emploi de I'étouffoir placé dans Ia boîte à fumôe et arrôta.ntIe tirage.â ti'Avers-les
tubes, lorôquele régulateur-estfermé, a été rc'eonnuinritilc c't ri'cst plr:s utilisé ltct.rrellement.
I90 Ltrs nrachines 232 TL ont deux collecteursverticaux l'un à clroitc, l'at,t.e à gauche;
mais chacun des deux a deux chambres: I'une pour la vapeur saturée,I'autre pour lalapeur
surchauffée.
Les élémentssont fixés au collecteursoit par bridessoudéesaux tubes et fixéespar go'rjons
au collecteur avec interposition de joints métallo-plastiques(lfo. 143), soit par brides non
soudéeset serrant contre le collecteurun renflement des tubes qui forme joint rodé (f ig. Ma),
soit par simple sertissage(surchauffeur Robinson).
\o Différents types de surchauffeurs
Les surchauffeurs diflèrent entre eux par Ia forme clesélémcnts.
I-e surchauffeurle plus répandu sur lcs locomotivesà vapeur est le surchauffeur Schmidt
qui a été appiiqué dôs 1898cn Aliemagne,puis a été adopté tlans tous lep pays depuis 1910.
- E térnent
surchauffeun
" ScumDT:
I
Sectionôâ
++
qP
ia
FIGURE, 4L5
'l)'a-utres
le rentlemenfclc l'allpareil; cc sopt: le
lVpgs ont été cssâyés-pour-améliorer
surchauffeurRobinson,lc surchauffèurDI\{ (Duchatelet l\{aistrc),le sirichauffeurIloulct,
Ie5P4.
. La vapeurrefroidit assezrnal les paroisde l'élémentsurchauffeurparcequ'elleest mauvaise conductricede la chaleuret gue sa surchauffedeman<lclleu Ce ôaloriei, cornpàraii*'.ment à ce qu'il faut à I'eau pour sr vaporisation.II en résulteQuela tempéraior. O^às
paroit
du surchauffeurest voisine de celle des gaz contrairementà la températuredes parois Ces
tubes voisinede cellede I'eatt.On.l.- peùt donc mettre les élémentstrès près d,, iôyei, cat
au-delàde 6000Ia résistancedu métalèst affaiblie.
_, _ 9.tt,fabriqueles élémentsen acier étiré. A titre d'essai,des élémentsl{oule! (décriis
ci-après)
ont leurs extrémitésen une ieule pièceen acier au chrome-molybclène.
a) Surohauffsur Schmidt :
Chaqueélémentest formé puT4.tubes rJe27x 34 ou de 28 x 35, ou 3l x 38 ffig. l4S).
:
Cestubcs sont réunisà leursextrémitéspar un culot cn acierA forgôqui est soudë,âe tclfc
sorte qtle la vapeur fassecleuxallerset retoursclepuisson dôpart ifu iollecteurjçsqu'à scl
retour.
r tte rapportcpasun culot souclé
des-surchauffcurs
maisréullit lcs extré...La < Compagnie
mités rlcs tubes par soudursà la forge et maifiçage.
l 1 I)
L'a*tr,i,lrité du coucleest soumiseà l'action clu feu, cile est ttral refroiclicpar la vapcur
c t s e r o n g e f a c i l e m e n t ;a u s s ic o m p o r t c - t - c l l cu n e .f o r t c s t t r i ' l t a i s s e t t r .
r c h m i d t c s t g t i n r l r r t i e l n c tut tn c o l l e c t c u rc l o i s o n n r l
L e c o l l c c t c i r ra c l j o i n ta u s u r c l r a u f f e u S
ôtrc
cn fontc, mais t'n tullcs. L'ôlérrientcsi tcnu tiatis
p{ls
ne
(Tig. 142); Ic cloisonncntent.
l;eut.
l ô t u b e à f r r n ( r ei ) a r d e s c o l l i c r sc L l l a r d c s t a l o n s r a l ) p o r t i : sp e r s o u t l u i c r .
b) Surchauffeur
Rob'ineæt*t-'
du sllrcllallffeurllobitrson tre rlifft\rcnt clc ccur clu Schrnidt que parcè quc
Les éldrrnents
l e u r b o u c l ee s t p l u s c o t t r t c c L p a r c e q u ' i l s s o n t s e r t i s d a n s l e s o l i l i c e s c l u c o l l e c t e u ra u l i c u
d'être fixés par bride.
Elementsurchauffeur D M
'Vopeu,
soturée
Vepeursurchoufiëe
SectionSô
t - - r.G1 + 6
c) Surchauffeu;' D f,{i : (i)uchate}-llaistre).
I.a vapeur satrlréeest diviséc etttt'e3 o'.r4 ttrbes aplatis et se surchaulfepuis retournc
par un tube uniqrrc (/fg. 1 16). La vr1;cur lre fait donc cJu'i:nscui allcr ct rctour au lieu dc
deux dans I'élément SchmiciL;Ia clitite de prcssionentre clrrurlic\rcet. boîl"eà r'ai;etii I-il)
e s t a i n s i p l u s f a i b l e ( e n v i r o nl a m o i t i i i d e c e l l ec l u s r r r c h a u f f c i rSr c h r n i c l t ) .
d) Surchauffeur l'loulet :
La vapcur pénôtredans rur tube annulaire de (92 x 98) et (74,5 x 82,5) oir ellcrcsf slirc h a u f f é ep u i s r e t o t r r n ep a r u n t u b e c e n t r a l d e 3 1 x 3 8 q u i e ! a n r ê m cs c c t i o i rq u c l ' û n n e a u .
Ce clispositif(/ig. l,l7) cst cl'utttri:s bon rcndement; mais le raccorclentent
à I'extrérnite côté
foyer entre Ia llartie annulairc et lc tut'Au cle rctour est dr.licat,Ia souclurequi cst portée li
une haute tenrpératureest fragile. {ln essayedes cxtrômités rallportôeselt acier rrcirrontescaut rr (au chrome nrolvltdr)ne)qui rcsistent bien à clc hautes temllérrrturcs.
e)SurchauffeurSP4:
La vapeur sr-lrtantclu colleeteurest répartie par élénrentclans4 tuvaux à ailcttcs de
,
19 x 25 eL revient par un tul'nu ccntral de .?1 )< 38 dont la seclion est la sonrnleclc cr'llerj
des 4 tul'aux d'aller (/fg. 148).
-r9?-
l) Romarquos Bur les différsnts types d'élémenta :
que toutes lcs particules
étant peu conductrice,il est nécessaire
La vapeursurchauffée
"Houtet"
surchouffeur
Etément
FIG.'147
S l
soit ôlevé. On réali.sc
de vapeur v.ielncnt au contact des parois, c'est-:'r-direque le rapllort L
. (4t
le mieux cette condition en utilisant dcs ôlémentsde faiblc scction par rapport à letli pôrirnètre
extérieur et en brisant le courant de vapeur pour opérer un brassage.I)'oir I'utilisaticn dc
Elément surchauffeun S P4 ôâ
Section
@
ia
FmO'
F!GURE 4/8
tubes aplatis (surchauffeur DM) d'espacesannulaires (surchauffeur l-Ioulct) et de tttbes à
ailettes (surchauffeur5 P 4), c,cqui pcrmet d'ailleurs d'angmcntcr cn nrômc tcmits le rallllorl. .
I A g a tà 1 , 2 1 ( S c h r n i c l t-) 1 , 6 8 ( l l o u l e t ) c t 1 , 7 5 ( ) . I ' . 4 ) ( a i l c t t c sc o m p r i s c' s ) .
S'r
v"
t
Le sensméthodique de circulation clela vapeur et des gaz est celui à coura;r;scontraircs
dans lequel la différehce de température est à-pcu près c.ônstantesui tout Ie p;ircours; la
ll'13 -_
s r r r . [ ^ r , r ri ' c . l r : r n g ce s L r t r l i r i i c i l u r n i n i r n t u n c t o r ] .i ) c , ] 1 j. ' l r l r i - s s t t' rl r l v l t t t t l t t l 'l.l'r t c i t t i l r : r l l t t t : ' t
t l t r s9 1 2 ù l n s o r i i c . l ) i r n s l c s ô l i j n r , , n t sS c l r n r i t l t l : r c i r i c r t l l l i o l ; e s : tt l t i r l i - ' i : t t ' o l i i : l l i t s r - r o t i l u t i l ' . r s
s * r t r l j c t l l l c r , c o r l r a n t s p l r l l l i , l c s : ; r r r t l t j c t r c L o r r r )a \ ' c c l c l : t ' i t t r t 'r l t i l p t } t ' t " ' l -l t' , t t r l t l c 2 t t ' i r . i r ' t s '
La',ialeur tlc ce rapport cst ôgtlc li::,
'l
t l l n s l e' ccl ll tss r l c t t r l l c sst "' ' , ' l i r t t l l ' i t l r r t ' s , ' ,' ,l tn ] " ' t t r
lfs ttilrc's
c l e c l i a m ô t r e i ' t é r i c u r 3 l : ' . 1 . I ) a 1 s l t r s a u t r c s ô l ( r m t n t s l a c i r c ' , r t l i t i r t t cl s f e g a i t _ ' t l t c nnt r i r ; t i r
m a i s a v c c p r é d o m i n a n c ( ' a ' . . i , r i i g . r i e c h a l c u r s u r i c t r a j c t a i l c l ' l ) r : t ; i t t ' l r t t [c: ;o t t t r i i r t ' s ' ( " c : ; t
a i * s i q u e l c r a pI p
ort lJ rcstc (:gal li 120 sur lc trajct rctour colnnlc l)oul'!'élérncnt Schnlidt
r
(')l
l ' a i s q u . i l t s I s u r .l e t r a j c t a l k r d e 2 1 0 p o u r l ' é l é r n e n5t . P ' l c L d e 4 2 0 p o l l r l ' ( : l Ô n r c nI lto t r l c ' t '
I ) a n s I e m ê m e o r d r e r . i ' i t l é eos r l r c t n a r q u c r r Ia' u t i l i t é t l c : sn i l t . L t e sl o n g i t t r t l i l l a l c s . s t i t t r l Ô c s
s u r c h r c u u , t . r ^ i i i f ; ; i r a i i l , i - . r i i 1 i i . r i l . : l ' c l é r r r c nitr . P ' ! . c t 1 1pi r o t è g c n tc : . r t t r tl t ' r t f r o i r l i s s c m e r t t
{ru contrt rtlc l'ôléni ent :;trrltr tt'ajtrLrlc retotit "ct [avoDar rayo'n .rncnt dc la vai)cu r i,ircul :.rnL
i i s e n t j a s r r r r , l t a u î fset : r l ( i I t ' a i t ' t i r i l t ' r .
5o Ternp ér'atur e
de surcha uffe
Dès le clêbut Ce I'crn1 ;loidc Ia surcha nffe,on a réalisédcs tcmlltl ratttrc sde 350ostlr dcs
machi nes6u type Atlant ic ou Ten Ïi hecl. AcLuc llemcn t,ccs \'<'ll rliont et(: rlÛpas s'-rcs'
At'cc
le surcha uffeui 'ij;;icl' -àli Àrrti,, ntfacilem ent de hautcs tenrllÉ r'atttrt ',s
tle yqrc'tr r cléiras sant
400o.Il n,y a cl,aillc ursâucr-l tre
Ciliicu iLéà obten ir une hatittrittichlt ttfit': ii stllirt 1;arc: i'tni1- 'lc
d , a u e m c n t e rI e n o r n b r cc l ' ( , 1 é r - r - r .I,)ict r, .sv a l c r r l sd e 4 3 0 à . 1 . 1 0<o- r ni :t L Ôl t t t e i n t c ss r i r l c s t i t l l c l t i n c s
Itô'Ë'ï;'iio
l { a v e . cl c s u r r : ! r e u f f c r rSr c l : n r i r l to u I e s u r c l t n t t f i ' c t tIrl o t r l c l ' .
La hr..te surcha rifïc cr.ée6es tliilicu ltôs llour le qraiss agctltls c:vlirt tll'cs;lcs'ltli ilcs sr:
ae.o*p oià"r a-p"ili i c._.10 0,;;rl(riu porrr c..,ttôtcmpô ieture on tloii t'trtPio vciun lul;riii rr:t
partic ulière rncldstaL-r"ieC'r:stsurtou t p,l'rrq uoion rcôtelinritc i) trllc stil'ch nr'rl'fc
à tcÛr1; érltLt- :t'e
ffi;;i;il .
cn urôme t:cnrp sernplo vcr i)ot:t'i cs st'glilc ttts<l'.'sfontcs si;ér:i alt's
n lOn". Olr cJ,;il"
eapair lcsrlc t:onse i^\'('r
It'ilr i:l:rsL it'itir
ct tlc résistc t'l\ i'tlsllrc '
r\r.t,calle sur(.!r alrficdc 100oIa \'{ll)r,r rrlrlll;ti Irlvlril lr.'rtt ilr lJ. I). t'st l'!]tror cr
silt'cli ltul'f': ''r
c l e l 0 0 o e n r - i r . t i çnL i l 1 r , , , ,ttn t r : t , , ' s r r l l s i s Irt trtrr t ' ] t 1 q ù rscl t t ' r ' l t l t t t f irtj c l l v l l p 0 l t rt i ' é c h e l ) l ' ) 0 I ] i C t i t '
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