MACHINE A VAPEUR.

MACHINE A VAPEUR.

légèreté de la machine et du bâti, pour lequel les vi-brations ne seraient pas à craindre, puisqu’on sait au-jourd’hui appliquer aux volants des contre-poids quiles empêcheraient de naître.

Si la question peut paraître douteuse pour les ma-chines fixes, il est un cas où l’emploi de semblablesmachines nous parait tout à fait indiqué et ne sauraitêtre longtemps différé, c’est pour l’emploi de l’hélicedans la navigation. On sait qu’avec les machines ordi-naires on est obligé d’opérer la transmission du mou-vement à l’aide de roues d’engrenage, tandis qu’avecdes machines où le piston serait mû avec une grandevitesse, on pourrait faire tourner l’hélice par actiondirecte, absolument par la même disposition que dansles locomotives. Cette disposition serait surtout pré-cieuse pour établir des machines annexes dans les nou-veaux transatlantiques que l’on veut construire, etdans lesquels on doit ajouter une hélice en sus du sys-tème de roues à aubes dont les résultats sont connus.

Espace nuisible. — Système Combes . La nécessité delaisser un certain intervalle notable entre les positionsextrêmes du piston et les fonds du cylindre, pour quepar le moindre défaut d'ajustement, par le moindre des-serrage il n’y ait pas choc et rupture, contraint à lais-ser dans les machines un volume d’espace nuisible, quidans les machines les mieux établies s’élève encore à1 4

— ou — du volume total engendré par le piston.

Cet espace nuit, d’une part, en faisant perdre le tra-vail mécanique dû à la pression initiale et au volumede la vapeur qui le remplit, et, d’autre part, en ce qu’ilrend impossible de porter fort loin la détente. Ainsi,4

quand il s’élève à du volume engendré par le pis-ton, le volume final de la vapeur ne peut dépasser dixfois son volume primitif.

Dans la pratique, l’existence forcée de l’espace nui-sible ne permet guère de laisser la vapeur se dilaterau delà de douze fois son volume primitif dans les ma-chines qui n’ont qu’un seul cylindre. On trouve peud’avantage à trop se rapprocher de la limite possible,car on augmente proportionnellement au volume de va-peur employée la perte de travail due à la pression ini-tiale de la vapeur, dont la plus grande partie est alorslogée dans l’espace nuisible.

Les machines à deux cylindres se prêtent mieux àune détente très étendue que celles à un seul cylindre,non-seulement parce que l’effet du moteur y est moinsinégal, mais encqro parce que le rapport entre l’espacenuisible et le volume final qu’y occupe la vapeur estmoindre que dans les machines àur^seul cylindre. Onpeut même dans ces machines, par une ingénieuse dis-position proposée par M. Gombes, annuler l’influencenuisible'de l’espace compris entre le piston arrivé à lalimite de sa course et la soupape d’admission.

« Je suppose, dit M. Combes, auquel nous emprun-tons cette théorie, que l’espace nuisible du petit cy-4

lindre 6oit la fraction - du volume engendré par la

P

course complète du petit piston, et que la vapeur soit

1

admise pendant la fraction — de cette course. L’es-m

pace engendré par la course du petit piston étant prispour unité, le volume occupé par la vapeur au moment

1 1

où l’admission sera supprimée sera - + et le rap-port entre la quantité de vapeur occupant l’espace nui-

4 1 4

sible et la vapeur totale, sera de — à - -f- — ou de m àr u. f* 1 m

m +(*• ,

« Or. si 1 on conçoit que pendant la course du piston

en sens opposé, on ferme la communication entre l’ex-trémité du petit cylindre et l’extrémité opposée dugrand, au moment où le volume compris entre le petitpiston et la soupape placée dans le tuyau de commu-nication, sera au volume total occupé par la vapeurdans les deux cylindres et le tuyau de communicationdans le rapport de m àm-f u., les deux pistons con-tinuant à avancer, la vapeur enfermée dans le petitcylindre sera comprimée par le piston et réduite dansun espace de plus en plus rétréci, jusqu’à ce que le pis-tou ayant accompli sa course rétrograde, elle n’occupe

plus que le volume - . Durant cette compression, sa

force élastique aura été en croissant, et il est clair qu’àla fin de la course du piston, lorsqu'elle* sera confinée

clans l’espace nuisible - , sa force élastique sera de-venue égale à la force élastique initiale, puisqu’il yaura, d’après l’hypothèse, sous le même volume* pré-cisément la même quantité de vapeur.

« Si les choses se passent ainsi, l’espace nuisible setrouve en fait annulé, et la vapeur afiluente occupera

simplement le volume — comme si l’espace nuisiblem

n’existait pas. »

Remarquons aussi que le travail nécessaire pour lacompression de' cette vapeur est restitué par la détentede celle-ci, qu’elle opère comme le ferait un ressortsuccessivement bandé et détendu.

Cette théorie, due à M. Combes, nous parait fort in-génieuse, et bien qu’elle n’ait pas encore été appliquéeavec beaucoup de succès dans la pratique, nous croyonsqu'cllo procurera des résultats avantageux quand ouemploiera des moyens simples pour la réaliser.

Comparaison des résultats du calcul avec ceux de Poî>-servation. Toutes les remarques qui précèdent nousconduisent à ce résultat :

Puisque les formules que nous avons trouvées netiennent compte que du phénomène physique de lapression et de la détente de la vapeur d’eau, qu’il esttrès difficile d’évaluer plusieurs des résistances négli-gées, les formules ne deviennent applicables directe-ment qu’autant qu’on fait subir aux résultats auxquelselles conduisent une correction en rapport avec les élëments négligés. M. Poncelet emploie à cet effet descoefficients qui ne peuvent être déterminés qu’autantqu’on connaîtra à l’aide d’expériences le travail utileréellement produit par chaque genre de machines. Ce-lui-ci s’obtient à l’aide du frein de Prony.

Frein de Prony. Nous avons déjà décrit cet instru-ment. En l’adaptant à l’axe de rotation que la machineà vapeur fait tourner, il donnera la mesure exacte dutravail utile que la machine est susceptible d’opérer.Les observations au frein étant malheureusement peuprécises, à cause des mouvements et oscillations del’appareil, les résultats ne peuvent être considérés quocomme des approximations, ce qui est d’autant plusfâcheux que la méthode qui consiste à comprendre enbloc dans un coefficient plusieurs résistances de naturesdiverses, est déjà de sa nature fort imparfaite. Voyonsà quoi conduit l’application de ce système, en prenanten grande considération les résultats obtenus daiîs lapratique des constructeurs.

Machines de Watt (à condensation, sans détente).Dans ces machines, on a, en général :

P = 1at m . ) 2o = 1t,^9l T = 106°,3. T’= 35°

P’ = 0 atm *,d 00-

La formule précédemment trouvée pour le travailproduit par une calorie devient :

1_0,00368 T 0,400 \

12,777

6,6+0,305 T

+ (Y

—T V

=23,83*».

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