MACHINES A VAPEUR.

MACHINES A VAPEUR.

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on obtient ainsi la formule suivante, donnant le travaild’une calorie et, par suite, d’un combustible quelconque,pour tout système de machine à vapeur :

1+0,00368 T006-4-0,305 (T—T’j

X 'p-H'l— 0,06n)log.li.vp. (l —0,00 h) — b j

n étant déterminé par l’équation 2" = n étant le

nombre de* doublements successifs de volume.

Ainsi, pour uue détente de quatre volumes ou n = '2°

le ferme entre parenthèses ( indépendamment de J

un licq de 1 + log. hyp. i = 1 + J ,38 = 2,38 prendla valeur I-j-0,88 log. hvp 4 (0,88), c’est-à-dire

I -f- 0,88 X log- hyp. 3,52 = 1 + 1,07 = 2,07.

Pour n = 4 et = 16, on aurait 3,77 d’une part, et2,88 de l’autre.

En prenant quelques exemples d’application, on re-connaîtra facilement que la formule ainsi corrigée re-présente bien mieux les phénomènes que la formuleprimitive qui, comme on le sait depuis longtemps, exa-gère beaucoup les effets de la détente.

De la consommation de la chaleur. — La détermina-tion expérimentale de la valeur exacte de l’équivalentmécanique de la chaleur (voir équivalent), et quidoit être très-voisine de MO kilogrammètres par ca-lorie, permet de fixer avec plus d’exactitude que nousne l’avons fait précédemment le travail théorique del’unité de combustible, limite théorique à laquelle doitctre rapporté le travail réel de toute machine à feudont le degré de perfection est indiqué par la grandeurde ce rapport.

Le nombre de calories dégagées par la combustiondans le calorimètre d’un kilogramme de charbon étant7,500 i'8,000, suivant MM. Favre et Silbcrinan, pourcharbon parfaitement pur), le travail mécanique quipourra être théoriquement produit par cette quantité dechaleur sera de I,050,d00, en nombres ronds I mil-lion de kilogrammètres. J/appréciation d’une machineà vapeur quelconque sera obtenue parle calcul suivant.Soit, par exemple,une machine consommant 1 k ,50 parcheval et par heure, ou pour produire 73 kil. métr.. parseconde, ou 75X 3,600 = 270,000kil. métr . par heure;elle produit donc parkilog. de houille 180,000 kilog.

. 180,000

metr., soit —— = 0,18, 18 p. 100 du travail théo-

1 , 000,000 1

riquc.

Les machines do Cornouailles , qui ne consomment

. i • n n 270,000

que 1 kilog., donnent donc ^ ^ 0 ^ = 0,2/, c'cst-

à dire 27 p. 100 de travail théorique. Nous allons mon-trer la cause de l’erreur dans laquelle sont tombés desphysiciens éminents en n’évulnant qu’a 3 ou 5 p. 100le travail utile de la machine à vapeur; ce qu’instinc-tivement n’ont jamais pu admettre les mécaniciens,qui ne pouvaient comprendre un résultat aussi minimedes importantes améliorations apportées à la machineà vapeur, des grandes inventions de Watt et de sesémules.

Erreur commise par les physiciens. — Les savants,et. notamment M. Régnault-, ce physicien éminentauquel la physique et notamment la théorie de lachaleur doit tant, cet esprit si sage qui n’a jamais eua revenir sur une proposition qu’il avait avancée, acependant confirmé en la répétant une proposition for-mulée préalablement, je crois, par M. Joule, sur lathéorie de la machine à vapeur qui est manifestement

erronée et qui, à cause meme de la juste autorité de1 auteur, a eu une lâcheuse influence, en faisant persé-vérer de malheureux inventeurs dans des rêves impos-sibles de machines à air chaud ou autres de mêm »nature.

D'après M. Régnault (Comptes rendus de l’Académie des sciences, t. XXXVI), dans une machine à dé-tente sans condensation, fonctionnant à 5 atmosphères,la vapeur possède à son entrée 653 calories ; elle enconserve 637 à sa sortie, c’est à-dire qu’elle n’en aperdu que ^ou 0,03. Dans une machine à condensa-tion a 5 atmosphères, dont le condenseur conserve unepression «le 55 millimètres de mercure, la chaleur uti-lisée est de 3 i unités ou ou 0,05 de la chaleur four-nie par la chaudière.

De la il conclut que ces machines ne rendraient, lapremière que 3 p. 100 et la seconde que 5 p. 100 dutravail utile que la chaleur peut engendrer.

L erreur de M. Régnault est de ne considérer que cequi sc passe dans le cylindre et de négliger ce qui scpasse dans la chaudière. D’après sa manière de raison-ner, une machine sans détente, dans le condenseurde laquelle on retrouve exactement toute la chaleurrenfermée dans la vapeur qui sort de la chaudière,n’entraînerait aucune consommation de chaleur. Elleproduit cependant un travail considérable; ce seraitdonc un effet sans cause, une impossibilité, et cepen-dant le fait a été constaté par M. Hirn par de nom-breuses expériences. On ne voit pas, en effet, de diffé-rence entre la vapeur qui agit par pression pleine etcelle qui, dans les expériences de M. Régnault, se renddans le calorimètre où l’on mesure sa chaleur latente.

Si l’on suppose l’action du foyer brusquement arrêtée,n’est-il pas évident qu’au moment où la communica-tion entre la chaudière et le cylindre vient à s’établir,et la vapeur est lancée dans ce dernier, il se produitune détente de la masse de vapeur contenue dans lachaudière, une consommation de chaleur qui corres-pond au travail produit. Le travail à pression pleine,qui dans la pratique ne correspond souvent pas à unabaissement de température sensible de la vapeur quientre, dans le cylindre et qui n’est qu’une petite frac -tion de la vapeur totale renfermée dans la chaudière,n’en consomme pas moins une quantité de chaleur con-sidérable (que l’action incessante du combustible em-pêche d’apercevoir). Lo travail d’un kilogramme devapeur à pression pleine est PV = 10330 X 1,675= 17300, ce qui, en admettant E = 140, corres-pond à la esnsommation de I 23,5 calories. C’est cettequantité de chaleur dont on doit tenir compte, aussibien que de celle consommée par la détente dans l’in-térieur du cylindre, et par suite, quoique la vapeur àsa sortie contienne bien les quantités de chaleur in-diquées par M. Régnault, la machine utilise cependantune quantité de chaleur fournie par le combustibleplus grande que celle qu’il indique. Ainsi , dansle second exemple ci-dessus, la vapeur entre dans lamachine avec 653 calories, mais cs>t de plus pousséode manière à produire un travail par action directequi correspond à 123 calories. En réalité, les chosesse passent comme si elle possédait 653 -b 1 23 = 776calories. Elle en conserve 619 à sa sortie, la consom-mation, l’utilisation de chaleur est de 1 23 -f- 34 = 157calories, et le rapport de la chaleur utilisée à celle

fournie pour le fover est __ ou un peu plus du cin-

‘ / / 6

quième. C’est là une machine inférieure à celles quiutilisent de plus longues détentes, mais ce n’est pas unemachine absurde comme elle le serait d’après les résul-tats indiqués par M. Régnault.

Renseignements pratiques, — Nous emprunterons àl’excellent Guide du chauffeur de M. Grouvelle les ré-