MACHINE A VAPEUR.

MACHINE A VAPEUR.

de Dulong, c'est-à-dire qno ln vapeur à la sortie étaitnon de la vapeur à la température de celle à i atmo-sphères détendue à 1 aUD .20, mais de la vapeur saturéeà 1 atm ,20; c’est-à-dire que la vapeur s’était refroidiepar la détente, et devait être mélangée d’eau à l’étatvésiculaire. Il est juste d’ajouter que les entraîne-ments d’eau avec la vapeur sont trop fréquents dansles locomotives pour que cette expérience soit degrande valeur.

Des enveloppes. Le principal résultat des considéra-tions qui précèdent, tout en nous permettant d’amé-liorer la théorie de la machiue à vapeur, est d’arriverà constater théoriquement l’influenco si avantageusedes enveloppes, pour des machines dans lesquelles ladétente est très grande. La vapeur, lorsqu’elle se dé-tend, doit absorber avec rapidité la chaleur que four-nit l’enveloppe, ce qui évite les diminutions de pressiondues à la condensation de partie de la vapeur par lesparois du cylindre ; et permet d’obtenir la même quan-tité de travail avec une moindre consommation decombustible que sans enveloppes, l’utilisation de lamême quantité de chaleur ayant lieu avec un nombremoindre de coups de piston, et par suite, avec écono-mie des “pertes dues aux espaces morts, contractions etcondensations partielles de la vapeur, etc.

Cette quantité de chaleur fournie par l’enveloppe quicause des accroissements de pression utilisés par ladétente, produit tout son effet théorique, travaille parsuite d’une manière extrêmement avantageuse. C’estdans la voie de la meilleure utilisation des enveloppes(après l’emploi de la détente), qu’ont été accomplis lesderniers perfectionnements les plus importants de lamachine à vapeur. Arrêtons-nous donc un instaut surcette question.

Echauffement et refroidissement du cylindre. Les expé-riences de M. Combes, comme les inductions de lathéorie, rendent bien compte d’un phénomène curieuxdont on n’avait pas assez tenu compte, et dont l’in-fluence se fait sentir différemment, en général, suivantque le cylindre est ou n’est pas garni d’une enveloppe.

1° Dans le cas où le cylindre n’a pas d’enveloppe,ou ne reçoit pas d’une manière quelconque un échauf-fement direct, ce qui serait équivalent, la vapeur re-froidit les parois lors de la détente, et la pression dansle cylindre est moindre qu’elle ne devrait être, parsuite de l’absorption de chaleur par le cylindre lors-que la vapeur y arrivant se condense en partie sur lesparois refroidies.

2” Lorsque le cylindre est chauffé par une sourcede chaleur extérieure, lorsqu’il est muni d’une enve-loppe renfermant de la vapeur, comme on a soin dele faire aujourd’hui pour toutes les machines qui em-ploient la déteute, alors non-seulement les pertes in-diquées ci-dessus sont évitées, mais encore la vapeuremprunte au cylindre la chaleur nécessaire à son ac-croissement de volume, et comme l’indiquent les dia-grammes obtenus avec l’indicateur (genre d’obser-vations dont nous allons bientôt parler), les pressionssuccessives sont généralement supérieures à celles in-diquées par la loi de Mariotte.

Mais alors il faut remarquer que la chaleur dont letravail est utilisé n’est plus seulement celle incorporéedans la vapeur utilisée, que son jaugeage serait inexactsi on ne tenait compte que de celle-là, qu’il faut cal-culer encore la chaleur employée à son réchauffementpendant la détente.

La formule qui donnera avec exactitude le travaildans le premier cas, pour une quantité de chaleur dé-terminée, le fournira encore avec assez d’approximationdans le second, puisque l’on aura calculé en mêmetemps deux valeurs trop faibles du travail et de lachaleur, et que ces quantités correspondantes serontassez petites relativement aux quantités totales de cha-

leur et de travail. Il u’en serait plus de mémo de laformule qui donne le travail par seconde.

Eléments négligés dans les calculs précédents .

Les formules que nous venons d’établir ne se rap-portant qu’au phénomène physique de l’action de lavapeur sur le piston, même avec la correction que nousproposons, ne sont pas complètes en ce sens qu’ellesn’embrassent pas les résistances de différente nature del’appareil qui constitue une machine à vapeur; elles netiennent pas compte des résistances intérieures de lamachine, négligent même quelques phénomènes quinaissent lors du mouvement de la vapeur. Cherchonsà les énumérer, et nous verrons que les calculs aux-quels entraîne l’évaluation des résistances, s’ils sontpossibles et même assez faciles dans chaque cas parti-culier, ne peuvent entrer dans une formule générale;que de plus ils exigent que l’on connaisse le poids etles dimensions exactes des principales pièces, ce quiprésente d’assez grandes difficultés à déterminer quandles machines sont construites.

4° Frottement du piston et de la tige du piston. Le pis-ton dont le contour doit être appliqué avec assez deforce, par l’effet des ressorts intérieurs ou de sa gar-niture, sur le cylindre à vapeur, pour que la vapeurne puisse jamais passer d’une face à l’autre du piston,consomme une quantité de travail assez notable. Cetravail a pour expression 2 ît K Pc, P étant la pressionde la vapeur que doit égaler la pression du pistoncontre les paroi3 du cylindre, t l’épaisseur du piston,le travail consommé par chaque course l du piston sera2tcRP«XfIt fêtant le coefficient du frottement. Ainsi

si P = U,25, R = (^50, « = 0,1, l ==1“, f=0,10,le travail consommé par course du piston sera 0,031X 1,25 ou 37*“, soit un demi-cheval-vapeur si lacourse de 1 mètre s’accomplit en une seconde.

Ce que nous venons de dire do piston s'applique éga-lement à la tige du piston qui passe dans une boite àétoupes, et y est assez pressée pour que la vapeur nepuisse passer.

Dans la pratique, et surtout lorsque la garniture dupiston a été remise à neuf, la pression est en généralbien plus forte que nous ne l’avons supposé, et le tra-vail absolu plus considérable.

Mais c’est surtout lorsque par l’usure ou quelque dé-faut dans l’alésage, le piston laisse passer de la vapeurd’une* face à l’autre, qu’il se produit des pertes de tra-vail. 11 est impossible de l’évaluer; mais au reste ellesne sauraient être notables sans que la machine ne perderapidement de sa force, que le condenseur ne s’échauffeet que la machine ne soit mise en réparation. Le frot-tement des tiroirs peut encore donner lieu à des con-sidérations semblables à celles que nous exposons icien traitant du piston, mais les chemins parcourus etles surfaces sont bien moindres.

Volant. La nécessité de transformer le mouvementrectiligne alternatif de la tige du piston en mouvementcirculaire continu, dont la vitesse soit sensiblementuniforme, fait employer un volant d’un poids consi-dérable. Cet organe de régularisation du mouvementconsomme par son frottement une quantité importantede travail, facile à mesurer dans chaque cas, car pourchaque tour du volant correspondant à une doubleoscillation du piston, il est égal au coefficient du frot-tement multiplié par le poids considérable du volantet par la circonférence de l’&xe qui le supporte.

, Ainsi pour un tour par seconde et un volant de2,500 kil. supporté par des axes de 0,10 de rayon,si {= 0,1, le travail absorbé par le frottement sera0,1 X 2,500 X 2* X 0,10 = 157 kil. mét. — 2,10

cheval-vapeur.

Le travail absorbé par le volant est en proportion doson poids, et celui-ci est d’autant plus grand que l’uo-