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E. MATHIAS - LA. PRÉPARATION INDUSTRIELLE DES GAZ LIQUÉFIÉS 



détendre, subit un double refroidissement, d'abord 

 par l'acide carbonique solide à 79°, puis par 

 l'acide carbonique liquide détendu soit à la pres- 

 sion atmosphérique, soit à une pression plus faible. 

 Avec de l'air comprimé d'abord à 200 atmosphères, 

 on liquéfie environ 5 °/„ de l'air employé, le liquide 

 commençant à couler après 6 minutes de fonction- 

 nement. Le second est celui du D r Hampson, décrit 

 parle Professeur Tilden', qui liquéfie 0,6 °/ de l'air 

 détendu, la liquéfaction mettant environ 15 mi- 

 nutes à se produire. La compression initiale de 

 l'air à 120 atmosphères exige une force d'environ 

 3 chevaux et demi. 



Dans les appareils de Dewar et de Hampson, la 

 phase préalable de compression de l'air est abso- 

 lument séparée de la liquéfaction proprement dite; 

 ces appareils peu encombrants, très commodes, 

 sont exclusivement des liquéfacteurs qui paraissent 

 très bien convenir, surtout le dernier, à la prépa- 

 ration de l'air liquide dans les laboratoires de Phy- 

 sique ou de Chimie. Dans ces conditions, c'est-à- 

 dire toutes les fois que la préparation de l'air li- 

 quide a pour but de répondre à un besoin qui ne se 

 fait sentir que de temps en temps, on est trop heu- 

 reux de sacrifier l'économie à la commodité. 



Les appareils analoguesà l'appareil Linde n'ont, en 

 effet, d'intérêt réel que s'il s'agit d'une préparation 

 vraiment industrielle de l'air liquide, c'est-à-dire 

 d'une préparation en grand, qui, pour être éco- 

 nomique, doit être nécessairement continue. 



L'appareil du D r Hampson est à peu près exclusi- 

 vement répandu en Angleterre ; rappelons que 

 c'est grâce à lui que l'usine Rrin de Londres a pu 

 fournir au professeur W. Ramsay l'air liquide qui, 

 par une distillation fractionnée bien conduite, l'a 

 amené à la mémorable découverte des gaz néon, 

 crypton et xénon, lesquels accompagnent l'argon, 

 l'oxygène, l'azote et l'acide carbonique dans l'air. 



■4. Remarques sur h liquéfaction tl<> l'air. — 

 Tous ces appareils sont, comme celui de Tripler, 

 dans un notable état d'infériorité économique vis- 

 à-vis de l'appareil Linde, parce que s'ils accumulent 

 comme lui le froid produit par la détente, avec ou 

 sans travail extérieur, ils n'obéissent pas, comme 

 l'appareil Linde, à la condition essentielle qui ex- 

 prime que le travail de compression isotherme du 

 gaz sera minimum. Pour une chute de pression 

 y; — p t , le travail de compression isotherme de l'u- 

 nité de masse de gaz, repassant de la pression p, à 

 la pression /;,, est donné par : 



1896. 



Revue générale, des Sciences, t. VII, p. 329, 15 avril 



11 faut faire en sorte que }\ — /^soit le plus grand 

 possible et — le plus petit possible. 



C'est ce qu'ont bien compris MM. Ostergreen et 

 Biirger, qui, à des détails près de construction, 

 sont, dans leur récente machine à liquéfaction de 

 l'air, revenus purement et simplement aux idées 

 directrices de la machine de Linde et à l'emploi 

 de deux cycles, un cycle de refroidissement et un 

 cycle d'alimentation : seulement, le cycle de re- 

 froidissement fonctionne entre des pressions 

 environ moitié moindres que celles qu'utilisent 

 les machines Linde à grand débit 1 . Ce « nou- 

 veau « procédé est exploité à New-York par la 

 « General Liquid Air and Refrigerating C° », dont 

 l'installation serait capable de produire de 6 à 

 7.000 litres d'air liquide en 2-i heures; la plus 

 grande machine Linde existant il y a quelques mois 

 produisait seulement 50 kilos d'air liquide à l'heure, 

 soit environ 1.100 litres par jour, avec une force 

 inférieure à 100 chevaux. Plus s'accroîtront les di- 

 mensions et la puissance des machines à liquéfier 

 l'air et plus le rendement en sera économique. 11 

 est tout à fait possible que l'on arrive à un rende- 

 ment de 1 kilo d'air liquide par heure et par che- 

 val. 11 suffit, pour le montrer, de calculer le travail 

 théorique nécessaire pour liquéfier 1 kilo d'air par 

 heure sous la pression atmosphérique. 



Prenons 1 kilo d'air à -\- 20" et amenons-le à l'état 

 liquide à son point d'ébullilion normal — 191°; il 

 faudra pour cela abaisser d'abord sa température à 

 — 191°, puis le liquéfier sous la pression de l'at- 

 mosphère et dès lors fournir un travail qui est l'é- 

 quivalent de sa chaleur de vaporisation. L'abaisse- 

 ment de -+- 20° à — 191° correspond, vu la cons- 

 tance de la chaleur spécifique de l'air 0,237 ï, à 

 une absorption d'environ 50 calories par kilo d'air 2 . 

 Mais le travail qu'il faut dépenserpour absorber ces 

 50 calories ne leur est nullement proportionnel. Il 

 faut, en effet, imaginer que le kilo d'air à-|-20 o est 

 comprimé isolhermiquement à une pression p telle 

 que, par détente sans vitesse sensible, la tempéra- 

 ture s'abaisse de 211°, la pression finale étant la 

 pression atmosphérique. 



On a, en simplifiant un peu les calculs : 



211° = 0°26 (p— 1), d'où p = 813 atmosphères, 



d'o il 



S=pv£Si3 = 



1033-2 

 1.3 



X'2,3Xlog. 813 = ."'i312o kilogratumètres 



1 La machine de MM. Ostergreen et Biirger fonctionne 

 entre les pressions de 4.250 livres par pouce carré ^83;itm. , 

 et de 300 livres par pouce carré (20 atm.); la pression 

 maxima est donc exactement moitié de celle de la machine 

 Tripler. 



* Nous nous exprimons ici dans le système du kilo- 

 gramme tre. 



