MACHINE A VAPEUR.

MACHINE A VAPEUR,

d’un gaz ayant un volume considérable? n’est-ce pasun élément admirable que celui d’un liquide qui permetpar l’injectiou d’un volume de produire 4,700 volumesà la pression d’un atmosphère? Sans doute la quantitéde chaleur qui est nécessaire pour obtenir ce résultatest importante, mais elle produit un travail considé-rable et précisément proportionnel a cette quantité dechaleur. Ce travail est dû à l’action directe de la vapeurufiluentde la chaudière et à la détente prolongée de cettevapeur, détente possible grfiee au vide produit par lecondenseur, second changement d’état moléculaire quiproduit une non-pression sur la face du piston opposéea celle sur laquelle agit la vapeur.

Arrêtons-nous un peu sur le condenseur séparé, cettebelle invention de Watt, qu’on a bien maltraitée dansces derniers temps. On a beaucoup parlé des flots dechaleur qu’entraînait l’eau qui sert h la condensation;mais si on veut laisser de côté la question pratique, quiforce à limiter la quantité d’eau employée, et par suiteà élever sa température, on admettra que celle-ci doitêtre peu élevée. Or, dans ce cas, la chaleur est bien in-corporée à l’eau, mais le vide est presque absolu dansle condenseur. La chaleur a bien été dépensée, maiselle a été entièrement utilisée à faire le vide et à rendrepossible le travail de la détente jusqu’à une pressionpresque nulle, or celle-ci peut produire un travail tri-ple ou quadruple de celui de l’action directe.

C’est là un résultat immense qu’il n’est pas possibled’obtenir avec une machine à air ; la chaleur qui a écartéles molécules ne peut plus servir dans la machine. C’estlà, pour la machine à vapeur, uu second point de supé-riorité théorique incontestable qui facilite singulièrementl’utilisation de la chaleur à l’aide de la vapeur, et quin’appartient à la vapeur que parce qu’en la condensanton agit aussi bien sur la chaleur latente que sur luchaleur sensible, ce que ne peut produire pour l’air au-cun régénérateur métallique, qui ne peut agir que surla chaleur seusiblc. Remarquons en passuut que cettepropriété permet d’utiliser la vapeur qui a produit untravail mécauique à échauffer l’eau pour des opérationsindustrielles, propriété dont la pratique fait un fréquentusage aujourd'hui.

Ainsi l’effet capital du condenseur est de permettreune détente prolongée, détente à laquelle s’oppose seu-lement le vide imparfait du condenseur, c’est-à-diretout le travail que cette détente peut produire.

Sans doute que dans la pratique, surtout lorsque ledétente est peu considérable, il y a une certaine quan-tité de chaleur sensible qui se trouve consommée inu-tilement par la condensation, mais il faut remarquer quecette quantité de chaleur e*t insignifiante auprès de lachaleur latente.

En effet, d’après M. Régnault, la quantité de cha-leur d’un kil. do vapeur saturée à T° est :

606,5 + 0,305 T,

606,5 étant la chaleur qu’un kil. de vapeur à 0° aban-donne pour passer de l'état d’eau à zéro.

Cette quantité est toujours très grande relativementà celle 0,305 T, au poiut de départ, et pour de la va-peur saturée. Or, en se détendant, la quantité de cha-leur latente croit rapidenieut. Ainsi si on applique àla vapeur les déterminations obtenues pour l’air, on saitque pour une dilatation de 4/416 e l’air baisse de 4°, cequi pour la vapeur répondrait à 0,34 de oalorie, d’a-près Delaroche et liérard. Par suite, pour un double-ment de volume, il y aurait 416 X 0,84 = 97 calories,qni passeraient à l’état latent.

Quoi qu’il en soit de la précision de ces chiffres, il estévident qu’une détente un peu prolongée convertit ra-pidement une grande partie de la chaleur scnsib’e enchaleur latente, et que la perte qui peut se produiredans le condei)seur(qu'il y aurait peut-être lieu à cher-

cher à diminuer) est minime à côté de l’avantage defaire le vide par l’absorption de la chaleur latente dela vapeur.

Or cette faculté d’être condensée, propre seulementaux vapeurs et nullement aux gaz, en rendant possibleles détentes qui égalent les chiffres du travail avec celuiqu’on peut obtenir théoriquement des gaz, ce moyende produire le vide sur une des faces du piston, necoûte pratiquement, lorsque la détente est suffisammentprolongée, que la consommation d’une quantité de cha-leur sensible peu importante, et est par suite, comme nousl'avons dit ci-dessus, un élément très important de su-î>ériorité pour les vapeurs comparées aux gaz chauffés.Théoriquement, en supposant des détentes indéfiniesdans les deux cas, les ré.-ultats seraient les mêmes, maislacondensation permet pratiquement d’utiliser très sim-plement toute la chaleur par l’emploi de la détente dansdes limites fort étendues. Ln effet, il ue faut pas ou-blier que les phénomènes se passent dans l’air, et parsuite la production du vide, eu faisant naître une non-pression d’une atmosphère, agit absolument comme sielle donnait une atmosphère de pression effectue danstoute l’éteudue de la course du piston; mais surtoutc'est par le fait du condenseur que la déteute peut êtrepoussée très loin, de 1 ou 2 atmosphères à 4 ou 2 dixiè-mes d’atmosphère par exemple.

Rendons ce résultat sensible par une approximation :soit de la chaleur employée à produire de la vapeur àune atmosphère, on aura pour 606+ 0,305T = 636calories employées à échauffer 4 kil. d'eau, qui produit4",70 de vapeurà une atmosphère, d’où résultera untravail égal à 4,70X40330 = 47561 kil. met. par ac-tion directe.

Si maintenant on utilise la détente, et si Ton admetles approximations qui nous out servi h établir que laloi de Mariette, admise comme base du calcul du tra-vail, doit être appliquée pour quinze volumes pour pro-duire tout le travail possible, le trnxail total sera lechiffre précédent multiplié par 3,80 (\oir le tableau dutravail de la détente donné précédemment), ou 47564X 3,80 =66731 kil. met. pour 636 calories ou 405kil. met. par calorie; c’est-à-dire sensiblement le tra-vail théorique que peut produire l’unité de chaleur.

En résumé, la vapeur diffère de l’air échauffé par leschangements de l’état moléculaire dans la chaudière etdans le condenseur. Ces deux différences répondentaux deux systèmes de disposition possible pour établirdes machines à air chaud.

Premier cas. — Machine à air suréclmuffé dans unréservoir; le travail pour introduire l’air dans le ré-servoir est une fraction très considérable, une moitié,un tiers, etc., du travail utile produit, à causo du grandvolume de l’air. — Machine défectueuse et qui ne peutlutter avec une machine pour l'alimentation de laquelleou possède du gaz liquéfié.

Deuxième ras. — Introduction sans pression commedans la machine d’Ericson, nu inoius d’après certainesdescriptions. — Pression obtenue après réchauffe-ment peu considérable, peu différente de celle del’atmosphère, pas de détente sensible. — Inférioritéencore par suite de l’ubseuce d’un condenseur, par l’impossibilité de produire uu grand travail avec un poidslimité de vapeur.

Conclusion.

Si nous avons bien raisonné, on conclura avec nous:

4° Qu’il est parfaitement admissible que par d’in-génieuses combinaisons telles que celles de son régé-nérateur en toiles métalliques, qui lui permet dereprendre à l’air sortant de la machine, la chaleurnon utilisée, Ericsou soit parvenu à construire unemachine à air chaud qui puisse fonctionner;

2° Que lui ou ses émules pourront peut-être con-

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