MACHINE A VAPEUR.
MACHINE A VAPEUR.
Les chaudières cylindriques à deux bouilleurs pourmachines fixes :
La chaudière à foyer et tubes intérieurs pour ma-chines locomotives et locomobiles ;
La chaudière à foyers et conduits intérieurs pour ma-chines de bateaux.
La première de ces trois chaudières exige seule unfourneau en maçonnerie. Les deux autres ont desconduits intérieurs et des parois planes qui, d’a-près ce que nous avons dit plus haut, sembleraientne. convenir que pour la pression de une atmosphère etdemie et plus. Il en est en effet ainsi en ce qui concernela chaudière en tombeau, qui ne s’emploie que pourmachines dites à basse pression; genre de machinesqui convient le mieux pour bateaux à vapeur.
Mais les chaudières de locomotives, bien que d’appa-rence peu susceptibles de supporter une hauto pression,se timbrent facilement à cinq et même à six atmosphèresquand on ne les éprouve que sous la pression double,comme y autorise l’ordonnance royale du 22 mai 1843.En effet, les tubes sont d’un si petit diamètre (5 centim.au plus) qu’ils ne peuvent être déformés par la pression ;d’autre part, toutes les parties plates des boîtes à feusont reliées deux à deux par des boulons en cuivre es-pacés de 10 centimètres les uns des autres, et suppor-tant seuls la pression qui tend a déformer ces sur-faces.
Dans les chaudières pour machines fixes et pour ba-teaux, on compte que pour un cheval de force motrice,il faut environ 1 mèt. car., 400 de surface de chauffe.
Pour les chaudières des machines fixes on arrive àpeu près à ce chiffre en donnant à la surface totale2 mètres carrés par cheval, ce qui correspond à 180 ou200 kilogr. de tôle par cheval à 5 atmosphères.
Pour les chaudières des machines de bateaux, il n’enest pas ainsi; la surface extérieure, loin d’être plus pe-tite que la surface de chauffe, étant beaucoup plus con-sidérable.
GHAPITRE IL distribution.
La distribution comprend *
Les tuyaux d’admission ;
Le distributeur;
Le mouvement du distributeur;
Le modérateur;
Les tuyaux d’exhaustion.
Nous n’avons à parler ici que des dimensions destuyaux et lumières, les formes de ces différents appa-reils ayant été envisagées précédemment.
En pratique on a remarqué que :
1° Les tiroirs n’ouvrent pas instantanément les lu-mières d’introduction, il faut donc que la section de ceslumières soit très grande.
2® La vapeur se refroidit et se condense bien plus ra-pidement dans des petits que dans des grands tuyaux.
3° Les coudes ralentissent considérablement la vitessede la vapeur.
Par ces motifs, on donne aux lumières les dimen-sions suivantes, D étant le diamètre du piston à va-peur :
1* Pour h = 0,76, basse pression.
Longueur 0,5 D;
Largeur 0,1 D.
Ce qui fait pour section 0,05 D 2 .
2° Pour h = 3“,04, haute pression.
Longueur 0,6 D;
Largeur 0,1 D.
Ce qui fait pour section 0,06 D 2 , d’où pour les tuyaux :d = 0,3 D
en nombres ronds.
On donne aux tuyaux d’introduction et d’exhaustionU même section.
CHAPITRE III. TRAVAIL.
Le travail comprend : le cylindre à vapeur ; le pistonà vapeur; la tige du piston.
Nous avons envisagé ces diverses pièces sous le pointde vue de leurs formes, nous allons maintenant entrerdans les détails de la détermination du travail de lavapeur qui sert à déterminer le diamètre du cylindre.
Théorie générale du travail de la vapeur.
Nous avons vu précédemment que la formule géné-rale de ce travail était :
40,000 P V (l + log. hyp. y)'”
Ou en appelant h la hauteur en mètres d’une colonned’eau fournissant la pression P, « la vitesse du pistoncorrespondant au volume Vi, - un espace quelconqueen mètres, parcouru par le piston, e = 2,30*26 lefacteur par lequel il faut multiplier un logarithme or-dinaire pour le transformer en logarithme hyperbo-lique, cette formule pourra être mise sous la formeéquivalente :
T m = Y h x 1000 (l + log. -j 2,3026).
Discussion des formules. Soit Tm le travail que peutproduire un poids P de vapeur.
t r , le travail absorbé par la résistance qu’oppose lemilieu avec lequel communique le côté du piston nonsoumis à l’action delà vapeur.
t’r, le travail absorbé par la résistance qu’oppose lamise en mouvement de toutes les parties mobiles de lamachine.
T u , le travail réellement utilisable.
On aura l’équation
T m = ( r -f- l'r + T u
Dans laquelle
1 r est proportionnel à la surface du piston et à lupression du milieu opposé à la vapeur.
t' T dépend entièrement du genre, du système de con-struction et de la confection de l’appareil.
t r et <’ r sont donc deux quantités qui se prélèventpréalablement sur T m avant que T a ait une valeurquelconque. On déduit de l’équation ci-dessus et de cetteremarque :
T u = T m — ((r -+- f’r)-
Nous voyons que T u est un maximum, quand l’ex-pression t T -+- l’r est un minimum.
Dans quel cas l’expression J r -h *’r est-elle un mini-mum ? Telle est la question à résoudre actuellement.
Les deux quantités t r et *’ r étant indépendantesl’une de l’autre, cette question se décompose eu deuxautres, savoir :
Dans quel cas f r est-il un minimum ?
Dans quel cas-f r * est-il un minimum? C’est ce quenous allons examiner successivement.
Si dans l’équation
T m = t r -f- *’r + T u »
nous remplaçons Tm par sa valeur
V h X * 000 (1 + log* “ 2,3026)
et faisons
l’r -J- T u — T r
Nous obtenons, en résolvant par rapport à Tr :
Tr = V h X * 000 (1 4- log. Z 2,3026) — i rSoient :
fi » une hauteur d’eau équivalente à la pression dumilieu, opposé à l’action de la vapeur sur le piston.