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MACHINES A VAPEUR.
MACHINES A VAPEUR.
piston à petite vitesse correspond aux machines hy-drauliques clans lesquelles l’eau agit dans son poids,comme les roues à augets, les machines à colonned’eau, etc.
La vitesse du mouvement du fluide est, dans de sem-blables machines, l'élément important à considérer,celui qui entre comme élément principal daus l’expres-sion du travail possible. Eu effet, ce qui caractériseessentiellement la vapeur en mouvement s’échappantd’une chaudière où elle s’est formée, c'est que la vitesseest très-grande et la masse très-petite. C’est de laquerésultent les principales difficultés qui se rencontrentquand on cherche à utiliser le travail de la vapeur enmouvement.
Soit P la pression initiale de la vapeur, p la pressionfinale, t: sa densité ; sa vitesse de sortie du réservoir est
donnée par la formule U = 2 Lü?.
Eu calculant les vitesses d’après les volumes de la va-peur, déterminés comme on le fait habituellement dansla théorie de la machine à vapeur ; en combinant la loide Mariotte avec celle de Gay-Lussac, on arrive à desrésultats possédant le seul degré d’approximation qu’onpuisse obtenir, jusqu’à ce que des expériences directesaient permis de déterminer directement la densité de lavapeur saturée aux diverses pressions. Il est au restesuffisant pour la question qui nous occupe. On dresseainsi le tableau suivant :
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On voit par ce tableau combien les vitesses de lavapeur sont considérables, puisque celles qu’il s’agi-rait d’utiliser dans les machines dont nous avons àparler dépassent 500 mètres par seconde, la vitessedu boulet sortant de la bouche à feu !
Passons à la description des machines qui ont ététentées ou plutôt projetées.
Nous remarquerons, d’abord, qu’il est un cas simpledans lequel, depuis l’antiquité, on utilise l’action dela vapeur en mouvement, c’est lorsqu’il s’agit de souf-fler l’air. Les éolipyles employés à cet effet, décrits parVitruvo, agissent évidemment par les mêmes prin-cipes que les parties de la locomotive qui servent àconduire la vapeur dans la cheminée de manière à pro-duire le tirage et l'insufflation de l’air. Seulement lavue de celle-ci montre bien comment la vapeur ne pro-duit dans de semblables conditions qu’une partie dutravail qu’elle pourrait produire, sa vitesse étant amor-tie aussitôt qu’elle rencontre l'air dans lequel elle s’é-carte en tous sens, et qu’elle se refroidit à une tempé-rature peu élevée, qu’elle se condense. Nul besoind’insister sur ce cas, qui ne tire son avantage que d’uneapplication toute spéciale, ni, à cause des memes in-convénients, du système de Branca, qui proposait desouffler de la vapeur sur les ailes d’une roue à palettes.
Nous avons déjà parlé, à l'article machine a vapecr,des machines à réaction do lléron d’Alexandrie , qu’il nefaut considérer que comme un moyen de démontrer unintéressant principe de physique, mais non un moyend’application acceptable. On revient aujourd’hui à larecherche des moyens de réaliser des machines rota-tives de cette nature, et les grands succès obtenus dansces dernières années avec les turbines hydrauliquesont fait reprpndre par plusieurs inventeurs et savantsdistingués l’idée de turbines à vapeur.
Il importe de bien remarquer à cet égard que l’ana-logie des deux cas n’est que très-éloignée ; que les vi-tesses enjeu dans les turbines hydrauliques ne sont ja-mais en général égales à -^ e de celles dont nous venonsde parler, mais surtout que de la vapeur ou un fluideélastique se comporte tout autrement que de l'eau. Aulieu de presser comme l'eau, constamment dans lesens de la résultante dos forces qui agissent sur lui,il rebondit par son élasticité, forme des remous quichangent le sens du courant; il no suit nullement lavoie indiquée et fournit des résultats tout autres queceux qui étaient attendus. Aussi le travail obtenu s’est-il toujours trouvé dans les systèmes imaginés jusqu’iciinsuffisant pour permettre de les mettre en comparaisonavec les machines à cylindre et à piston.
Ce que nous disons là est vrai de machines for-mées de tuyaux recourbés à angle droit avec leursextrémités, qui avaient été importées d’Amérique il y aquelques années, et aussi, bien qu’à un moindre degré,*de celle de M. Isoard, dans laquelle la vapeur circuleavec une vitesse de 500 tours par minute, dans unespirale en fer forgé, du centre vers l’extrémité, con-dition excellente pour forcer la vapeur à prendre unevitesse de translation de sens opposé à celui de l'é-mission.
Les vitesses de ces machines étant insuffisantes,il fallait un nouveau principe ; car dans la pratique,pour des pièces d’un certain poids, des vitesses de plusde 10 à 20 tours par seconde sont difficilement admis-sibles, et elles ne le sont même que pour des pièceslégères. Ce nouveau principe a été formulé dans desconditions conformes à ce que la théorie indique parM. Tournaire, ingénieur des mines, qui a réuni ses ef-forts à M. Bnrdin, lequel, après avoir été le créateur desturbines hydrauliques, s’est appliqué avec ardeur àl’étude des questions qui se rapportent à l’emploi del’air échauffé à l'aide des machines à réaction. M. Tour-naire a Tait connaître les résultats de ses rechcrcltes surles turbines multiples et à réactions successives, pro-pres à utiliser le travail moteur que développe la cha-leur dans les fluides élastiques, par une note envoyéeà l’Académie des sciences , que nous allons citer, et quiest une étude théorique de la question.