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MACHINE A VAPEUR.

MACHINE A VAPEUR.

Ilensili. La densité d’une même quantité de vapeurétant en raison inverse des volumes qu’elle occupe, ona également entre les densités D 0 et D correspondantaux volumes Y„ et V, la relation :

D = D. ---

(1+0,00368 T) P 0

Si l’on veut comparer entre eux les volumes et lesdensités & deux températures T et T’ et deux pressionsP et P’, en divisant respectivement l’une par l’autreles valeurs de V et V’ en fraction de V c et P„, on a :

et

, 1+0,00368 T P’

1 +0.00368T’ P ’1+0,00368 T’ P— ü 1+0,00368 T' P’’

(<)

( 2 )

En général, on prend pour terme de comparaison lavapeur à 100° et à la pression de l’atmosphère, ce quidonne T’ = 100°, P’ = \ k ,0330 par centimètre carré,D* = 0 k ,5915 d’après une détermination directe deM. Gay-Lussac . Enfin V* égale \ mètre cube.

La formule (2) devient alors :

0,784021 + 0,00368 T

Le poids Q d’un volume de vapeur à la températureT et à la pression P sera donc :

Q = VD,

et le volume d’un poids donné de vapeur sera :

V = S =1iOT <-+M0368 Q . (3)

Relations entre la pression et la température des va-peurs saturées . Les expériences de M. Régnault, dontnous donnons le tableau à l’article vapeur, montrentcomment sont liées les températures et les pressionsdes vapeurs saturées. On peut en comprendre les résul-tats dans des formules par interpolation ; malheureu-sement celles-ci sont trop compliquées pour pouvoirêtre introduites dans le calcul de l’effet des machinesà vapeur, de manière à pouvoir être d’une utilité pra-tique.

MM. Dulong et Arago avaient conclu de leurs ex-périences la formule :

T

-, ou P= (1 -f-0,7453 T) 5 ,

dans laquelle P représente la pression en atmosphèreset T l’excès de la température sur 400°, exprimé enfraction de \ 00°.

M. Combes a trouvé que les résultats des expériencesde M. Régnault étaient donnés d’une manière satisfai-sante par la formule :

T =

F'

0,7453

4000 P = (4,300172 + 0,0187437 T) *.'*•«

T étant la température en degrés centigrades, P lapression en kilogrammes, sur un centimètre carré desurface.

CALCUL nu TRAVAIL.

Travail de la vapeur à pression pleine. Soit P la pres-sion de la vapeur par centimètre carré, ou 40,000 Ppar mètre carré, dans le cylindre à vapeur au momentoù il est mis en communication avec la chaudière ;pression supposée constante pendant l’admission,comme cela a lieu pour les machines dans lesquelles lestuyaux de conduite, et surtout les orifices d’admission,sont de dimensions convenables.

Soit L la partie de la course du piston pendant la-quelle l’admission a lieu.

S la surface de ce piston en mètres carrés.

Il est clair que la pression de la vapeur étant 4 0,000Psur la surface S et le chemin parcouru L, elle pro-duirais travail :

40,000 PSXL= 10,000PV

en appelant V le volume égal à S L engendré par le pis-ton durant cette période.

Travail de la détente. A partir du moment où la com-munication entre la chaudière et le cylindre est intercep-tée, le piston qui continue son mouvement ne cesse pasd’être pressé par la vapeur. La force élastique de eelle-ci diminue comme celle d’un ressort qui se débande, etla loi de la décroissance de pression est pour un gaz Uloi de Mariotte, qui s’applique par analogie à la va-peur, c'est à-dire qu’en un instant quelconque pour le-quel le volume V sera devenu V’’ et la pression P, P”,

on aura PV = P” V” et P” = .

Si l’on considère un déplacement infiniment petit ldu piston, pendant lequel cette pression P” peut êtreconsidérée comme constante, on aura comme précé-demment pour le travail :

10,000 P” Si = 10,000 PV^-,,

en appelant v” la variation Si du volume V”.

Le travail total développé pendant la détente, de-puis l’instant où l’admission a cessé et où la pressiouétait P et le volume Y, jusqu’à la fin de la détente oùle volume sera devenu et la pression P lf est doncla somme d’une infinité de termes semblables ào”

, multipliant le facteur commun 10,000 PV.

Cette somme est l’intégrale du rapport de l’accrois-sement du volume V au volume V,, c’est-à-dire quel’on a :

A

Cette valeur est précisément égale à l’aire compriseentre une portion d’arc d’hyperbole, les deux ordon-nées correspondantes aux pressions extrêmes et la lignedes x, c’est la somme des produits des volumes engen-drés par les pressions successives et variables.

M. Poncelet a donné un tableau très commode pourcalculer le travail produit à 4 atm. par l’action directeet la détente de 4 mètre cube de gaz, qui peut servirà calculer le travail pour une pression et un volumequelconque.

Nous en extrayons le tablean suivant :

Y0LQ1I

après la

détente.

QU1ITITK

de travailcorrespondant.

T0LU1K

après la

détente

munit

de travailcorrespondant.

T0L01E

après la

détente.

QDiimii

de travail

correspondant

m e.

k.ra.

m.e.

k.ra.

m e.

k m.

1,

10,333

1,90

16,966

7,50

31,154

1,01

10,436

2,00

17,496

8

31,820

1,02

10,538

2,20

18,481

8,50

32,447

1,03

10,639

2,40

19,380

9

33,038

1.04

10,739

2,60

20,207

9,50

33,597

4,05

10,837

2,80

20,973

10

34,127

1.06

10,935

3,00

24,686

15

38,317

1,07

11,032

3,20

22,353

20

41,289

1;08

11,129

3,40

22,979

25

43,505

1,09

11,224

3,60

23,570

50

50,758

1,10

14,318

3,80

24,128

100

57,920

1,20

12,217

4,00

24,658

»

» U

1,30

13,044

4,50

25,875

»

» »

1,40

13,810

5.

26,964

»

» »

1,50

14,523

5,50

27,949

»

V »

1,60

15,190

6

28,848

V

V U

1,70

15,816

6,50

22,675

•

» ù

1,80

16,407

7

30,441

»

» V

Travail moteur total développé par la vapeur dan* unecourse du piéton. En ajoutant le travail dû à un volume