VriESSE CORRESPONDANTE AU MAXMUM D'eFFET DES ROUES

A CUVE. Le nombre de tours qui correspond au maximum d'effet des roues à cuve est donné par la formule

158 BOOfiS HYDRAULlQim.

Exemple. Quel est le nombre de tours en 1" qui, dans rexempie précédent, correspondrait au maximum d*effet?

On a

Fig. 82.

La formule donne

f»= 2,1 x(Y||yC'ô;5â= 1,35.

180. Effet utile des roues a rouets volawts. Les expériences de MM. Tardy et Piobert sur Tune des roues dti moulin du Canal, à Toulouse, ont montré que, dans les circonstances les plus favorables, la quantité de travail disponible transmise par ces roues n'était que 0,35 dq travail absolu du moteur, et que le maximum d'effet correspondait au cas où la vitesse v du point où le filet moyen choquait la roue était égale à environ 0,55 de la vitesse V d'arrivée de l'eau.

181. Turbines de M. Four- NEYRON. M. Foumeyron, ingénieur civil , a imaginé de nouvelles turbines, bien supérieures pour leurs effets auî anciennes (fig. 32). Elles occupent fort peu de place, pèsent très-peu par rapport à la force considérable qu'elles peuvent transmettre, tournent noyées dans l'eau à une profondeur quelconque, et conviennent également bien aux grandes et aux petites chutes. Des expériences, insérées dans les Comptes rendus des

ftaUfiS HTMAlïLiQIIES. 159

séances de rAcadémie des sciences *^ et d'autres> qm ont été publiées en 1838 **, ont montré que si Ton nomme

n le nombre de tours faits par la roue en 1',

V la Yitesse due à k chute totale,

R le rayon extérieur de la roue,

toutes les fois que le nombre n sera compris entre les valeurs

n = - et n = ^,

et que la levée de la vanne excédera les deux tiers de la hauteur de la roue, l'effet utile disponible transmis par la roue sera représenté, à ^ près, par la formule

Pi> = dSOQH à Pt; = 700QH^.

Lorsque la levée de vanne est comprise entre les deux tiers et la moitié de la hauteur de la roue, Teffet utile n'est plus que

Pv = 600QH à Pv = 658QH;

et, pour des levées de vanne inférieures, il diminue encore de plus en plus.

Nota. On observera que le volume d'eau dépensé en l*' devra être déterminé directement par l'une des méthodes indiquées précédemment, et non par Tobservation des dimensions des orifices démasqués par la vanne de la turbine, parce que la vitesse de la roue influe notablement sur la dépense d'eau que font ces orifices.

Premier exemple. Quel est l'efifet utile de la turbine du tissage mécanique de Moussay, près Senones, département des Vosges, dans les circonstances suivantes :

* Compte rendu des séances de l'Académie des sciences, n" 13, aînée 1836, et n» 9, année 1837.

** Expériences sur les roues hydrauliques à aie vertical appelées turbines y par M. A. Morin. Metz, 1838.

160 ROUES HYDRAULIQUES. Dépense d'eau en l*". Q ^ 0"*,7844

Chule totale H = 6- ,91 1

Le travail absolu du moteur est IOOOOH = 5420^ = 72*,3.

Le nombre de tours de la roue étant compris entre les limites indiquées, La règle ci-dessus donne pour l'effet utile

L'expérience faite avec le frein a donué

Deuxième exemple. Quel est l'effet utile de la turbine da tissage mécanique de MûUbacfa, . déparlement du Bas-Rhin, dans les circonstances suivantes :

Dépense d'eau en l^ Q = 2-,033

Chuletotale H= 3- ,230

Le travail absolu du moteur est 1 000 QH = 6567*» =87«*,6.

La vitesse de la roue étant de 67 tours en T et comprise entre les limites indiquées, La règle précédente donne pour reffet utile

L'expérience faite avec le frein a donné

IM. Turbine de M. Fontaine-Baron. Cette turbine se compose d'une zone annulaire en fonte portant des aubes courbes hélicoldes. Une autre couronne courbe porte des courbes directrices et reçoit de petites ventelles dirigées dans le sens des rayons qui se lèvent toutes à la fois et de la même quantité an moyen d'un dispositirspécial.

Le pivot qui supporte Tarbre vertical de la roue, au lieu A'èive placé dans Teau, est établi au-dessus.

M. Fontaine établit aussi, pour les usines exposées à des crues d'aval prolongées, des turbines à double système de couronnes et de vénielles qui peuvent dépenser des quantités d'eau trèsvariables selon le besoin.

Des expériences exécutées à la poudrerie du Bouchel ont montré :

• 1* Que la turbine de M. Fontaine-Baron rend un effet utile égal à 0,68 ou 0,70 du travail absolu du moteur, quand les

* Voir la seconde partie des Leçons de mécanique pratique (Hydraulique) professées au Conservatoire des arts et métiers, pages 369 et suivantes. AIDE-MÉMOIRE. 1 1

162 BOUES HYMiLUUftDBS.

vannes sont levées de manière à démasquer entièrement les orifices formés parles courbes directrices, De sorte qu'alors l'effet ulile peut se calculer par la formule

Pv = 7000H>«;

2" Que pour les levées de vannes moindres, réduisant la dépense dans le rapport de 4 à 3 environ, reffét utile ne descend pas au-dessous de 0,575 du travail absolu du moteur à la vitesse du maximum d'effet ;

3° Que la vitesse de cette roue peut varier entre des limites étendues en deçà et au delà de celle qui correspond au maximum d'effet, sans que le rapport de l'effet utile au travail absolu du moteur diminue d'une manière notable;

4*> Que l'efTort maximum que la roue peut exercer s'élève à environ 1,48 fois celui qui correspond au maximum d'effet pour chaque levée de vanne ;

5*» Que ce moteur, facile à installer, dont les pivots sont hors de l'eau et peuvent être graissés et visités à volonté, et qui exige peu de constructions hydrauliques, peut être classé au rang des meilleures turbines.

Quant aux turbines doubles du même constructeur, des expériences nombreuses, exécutées par M. le chef d'escadron d'artillerie Daugny, ont montré :

1* Que les turbines à double couronne de M. Fontaine-Baron, indépendamment de l'avantage, qui leur est propre, de permettre le débit de volumes d'eau très-variables, ne le cèdent en rien, quant au rendement, aux turbines simples du même constructeur ;

2*» Que quand la roue n'est pas noyée, et quand les orifices formés par les courbes directrices sont entièrement démasqués, le rendement de ces turbines, soit avec la couronne extérieure seule, soit avec les deux couronnes, s'élève à 0,70 du travail moteur;

3° Que, quand la roue est noyée en totalité, et jusqu'à one

hauteur de l"",30, avec une ou avec deux couronnes, le rendement, aux fortes levées de vannes, ne descend pas au-dessous de 0,60, et atteint même 0,70 ;

4'' Qu'il est préférable de ne pas noyer la turbine en temps ordinaire.

Dans ces dernières années, M. Fontaine a substitué avec avantage, aux petites vannes qu'il employait, une large rondelle annulaire, flexible, qui recouvre les orifices de distribution, et qui s'enroule sur un rouleau conique, pour en démasquer un nombre convenable.

Exemples. Quel est FetTet de la turbine du Bouchet dans le cas des données suivantes :

Les vannes étant levées de leur hauteur totale égale à 0*,04, la règle précédente donne

-Pv = 680 X 0,2752 X 1",52 = 274»", 1 .

I/expérience au frein a donné 279^,9.

153. 'Turbine Jonval construite et PERPECTiONNiiE par Mltf. A. Kqechlin et C'. Ce récepteur hydraulique se compose d'un tuyau cylindrique vertical, qui se raccorde à sa partie inférieure avec un autre tuyau à section rectangulaire, dont l'axe est horizontal et qui est muni d'une vanne verticale pour permettre ou suspendre à volonté le mouvement du liquide.

Vers sa partie supérieure le cylindre est rétréci et alésé exactement pour recevoir la roue, qui porte des aubes courbes à surface hélicoîde dont la génératrice est horizontale. Immédiatement au-dessus de la roue et dans une partie légèrement évasée est placée une couronne portant des directrices qui assurent la direction de l'eau.

U n'existe pas de vannes autres que celle du bas du tuyau pour faire varier la dépense de petites quantités.

La roue est ordinairement placée à une hauteur intermédiaire entre les niveaux supérieur et inférieur.

164 ROUES HYDRAULiaU£S.

Le pivot de son arbre constamment plongé dans Teau peut, à l'aide de dispositions simples, ^tre facilement lubriSé d*huile. Cette disposition présente l'avantage de réduire la longueur de l'arbre et de permettre de visiter facilement la roue et son pivot.

Quand la variation du volume d'eau à dépenser est considérable et durable, on ferme une portion du passage offert par les aubes, en fixant à la couronne, qui les porte, des obturateurs qui réduisent la largeur libre de la roue.

Des expériences faites par la Société industrielle de Mulhouse, et d'autres qui ont été exécutées au Bouchet, ont montré :

l*" Que cette turbine fonctionnant à son état normal avec tous ses orifices complètement ouverts donne un effet utile égal à 0,72 du travail absolu du moteur;

S"* Que quand la moitié des aubes seulement sont garnies de leurs obturateurs, Teffet utile est encore d'environ 0,70 à 0,71 du travail absolu du moteur :

On pourra donc, dans ces deux cas, calculer l'effet utile de la roue par la formule

Pv = 700Qff»;

3* Que quand toutes les aubes sont garnies de leurs obturateurs, l'effet utile est encore égal à 0,63 du travail absolu du moteur, ce qui montre que la dépense d'eau peut varier dans des limites étendues, sans que le moteur cesse de fonctionner avantageusement :

Dans ce cas la formule qui donnera l'effet utile sera donc

Pv=630QH>™;

4" Que pour chaque dépense d'eau et chaque chute la vitesse de la roue peut varier entre des limites très-élendues, en s'écartant en plus ou en moins de ^ de celle qui correspond au maiimum d'effet, sans que le rapport de l'effet utile au travail absolu du moteur diminue notablement;

5*» Que le rétrécissement de l'orifice d'évacuation inférieur produit toujours une diminution dans le rapport de l'effet utile au travail absolu du moteur, et que cette dimiuution est d'au-

tant plus sensible que le rétrécissement est plus considérable, d'où résulte que ce moteur se prête difficilement dans son état actuel à l'emploi d'un régulateur.

154. Exemple. Quel est reffet utile de la turbine de MM. A. Rœchlin et G'^" dans les circonstances suivantes :

toutes les aubes étant ouvertes ?

La formule donne

Pi;= 700X0°«,35527 X l'",70= 422^,75.

L'expérience au frein faite sur la turbine au Bouchet a donné