SO
Charme (rondinage de brins).
Hêtre (rondinage de branches).
Sapin id.
Aune (rondinage de brins).
Pin id.
Pin (rondinage de branches).
Charme id.
Sapin bois de quartiers).
Saule (quartiers et rondins mêlés).
iBouleau (rondinage de branches).
Saule (rondinage de brins).
Tremble (quartiers et rondins mêlés).
Chêne, les deux variétés confondues
(rondinage de branches).
Pin (bois de quartiers).
La quantité d’eau contenue dans le bois variant avec l’état de siccité, le tableau suivant, dù à M. Chevandier, servira à l’apprécier.
QUANTITÉS D'EAU HYGROMETRIQUE CONTENUE DANS I.KS DIPFÊRENTI S ESSENCES DE BOIS Dli DIVERSES QUALITÉS SOUMIS A LA DESSICCATION SPONTANÉE , G MOIS, 1 AN, 18 MOIS, 2 ANS, APRÈS LA COUPE.
MACHINES A VAPEUR
DONNÉES D’EXPERIENCE SUR LA VAPEUR
220. Du charbon de bois. Le mètre cube île charbon de bois des départements du centre a, d’après M. Berthier, le poids
suivant :
Charbon de chêne et de hêtre 240 à 250 kil.
Charbon de bouleau 220 à 230
Charbon de pin 200 à 210
Dans les Vosges,
Charbon de chêne et de hêtre , rondinage. . . 228 kil.
Charbon de sapin 135
Le produit de la carbonisation ordinaire des forêts peut s’estimer ainsi qu’il suit :
Bois dur de la Meuse. — Un stère de bois pesant 375 kil.
rend en volume 0mc.33 à 0mc.40; en poids, 80 kil. de charbon. — 100 kil. de bois rendent 21 kil. de charbon. — Poids du mètre cube de charbon, 240 kil.
Bois mêlés des Ardennes. — Un stère de bois pesant 300 kil. rend en volume 0rac.33 à 0mc.40; en poids, 60 à 66 kil. de char • bon. — 100 kil. de bois rendent 20 à 22 kil. de charbon; le mètre cube de charbon pèse 200 kil.
La quantité de chaleur développée par un kilogramme de charbon de bois varie de 6000 à 7000 calories.
RÉSUMÉ DES QUANTITÉS DE CHALEUR DÉVELOPPÉES PAR LES DIVERS COMBUSTIBLES.
Nature des combustibles.
Nombre d’unités de chaleur dével oppées par un kilogramme de combustible.
Observations.
Charbon de bois
à 0.15 de cendres.
Coko
Houille moyenne
Tourbe sèche
Tourbe ordinaire, avec 0.20 d'eau,
lre qualité
Tourbe de seconde qualité
Bois séché de toutes sortes
Bois ordinaire, avec 0,20 d’eau. .
Charbon de tourbe
Tannée très-sèche
Tannée ordinaire
Aide-Mémoire. 14
MACHINES A VAPEUR
Mais l’expérience montre que les meilleurs foyers n’utilisent guère que 0.55 à 0.64 de la quantité de chaleur développée par le combustible, et d’après ce rapport il sera facile de calculer la quantité de chaleur qui peut être utilisée dans un foyer donné par chaque kilogramme de combustible brûlé.
221. Quantité de chaleur contenue dans un poids donné de vapeur. La quantité de chaleur contenue dans un poids donné q de vapeur à la température t est à peu près
q (550 -j- 1) calories,
formule qui revient à la règle suivante :
Pour avoir la quantité de chaleur contenue dans un poids donné de vapeur.
Ajoutez 550 à la température de la vapeur exprimée en degrés centigrades, et multipliez la somme par le poids de la vapeur.
Exemple. Quel est le nombre d’unités de chaleur contenues dans 6 kilogrammes de vapeur 120°?
On trouve pour le nombre cherché
6 X (550 + 120) = 4020 calories.
222. Quantité de combustible a bruleÜi pour obtenir un poids donné de vapeur. La quantité de combustible h brûler pour transformer un poids donné q d’eau, à la température t', en vapeur à la température t, en appelant n le nombre d’unités de chaleur que l’on peut utiliser dans un bon foyer par kilogramme de combustible (220), est donnée par la formule
(550+ f— Qj..
qui revient à la règle suivante :
Pour calculer le poids de combustible qu'il faut brûler pour transformer un poids donné d'eau à une température aussi donnée en vapeur à une autre température aussi donnée,
Ajoutez 550 à l'excès de la température de la vapeur sur celle de Veau; multipliez la somme par le poids de Peau à vaporiser, et divisez le produit par le nombre d'unités de chaleur que P on peut obtenir dans un bon foyer avec le combustible employé.
Exemple. Quel est le poids de houille de première qualité
DONNÉES D’EXPÉRIENCE SUR LA VAPEUR
qu’il faut brûler pour produire 10 kilogrammes de vapeur à 135° avec de l’eau à 15° ?
En admettant que le foyer utilise 0.60 de la chaleur développée par le combustible, la règle ci-dessus donne
lkil.58.
225. Quantité d’eau nécessaire a l’injection. Le poids q' d’eau à la température t' qu’il faut mêler à un poids donné q de vapeur k la température t pour que le mélange soit k la température f est donné par la formule
+ÿ(550+*— f) q FW »
qui revient à la règle suivante :
Ajoutez 550 à l’excès de la température de la vapeur sur celle que doit avoir le mélange; multipliez la somme par le poids de vapeur à condenser, et divisez le produit par V excès de température du mélange sur celle de l’eau froide :
Le quotient sera le poids de l’eau froide à injecter.
Exemple. Quel est le poids d’eau à 12° qu'il faut injecter dans le condenseur d’une machine à basse pression pour condenser 7W de vapeur à 100° et que le mélange soit à 35° ?
La règle ci-dessus donne
q '=— — =187k*‘ ou litres.
224. Quantité de vapeur nécessaire pour élever un volume donné d’eau a une température donnée. Le poids de vapeur q à la température t qu’il faut condenser dans un poids q' d’eau à la température t' pour que le mélange soit à une température donnée t" est donné par la formule
7/kil.,
qui revient à la règle suivante : j
Multipliez le poids d'eau à échauffer par l'excès de la température que doit avoir le mélange sur la température de l’eau froide, et divisez le produit par 550, augmenté de l’excès de la température de la vapeur sur celle que doit avoir le mélange ;
MACHINES A VAPEUR
Le quotient sera le poids de vapeur à condenser.
Exemple. Quel est le poids de vapeur à 130° qu’il faut condenser dans une cuve de teinture contenant deux mètres cubes ou 2000 kilogrammes d’eau à 12° pour que le mélange soit
La règle précédente donne
= 129lil environ.
EFFET UTILE DES MACHINES A VAPEUR
223. On est dans l’usage d’estiincr la force des machines à vapeur en la comparant à l’unité dynamique, appelée force de cheval, et qui équivaut à 75 kilogrammes élevés à 1“ en 1".
Quelquefois aussi on compare la quantité de charbon brûlée à la quantité de travail produite.
Nous donnerons ici les règles à suivre pour ces deux genres de comparaisons.
22G. Machines a basse pression du système de Watt. La force en chevaux d’une machine à basse pression du système de Watt est donnée par la formule
dans laquelle
p est la pression de la vapeur de la chaudière sur un centimètre carré ;
v le volume engendré par le piston dans une course simple, en mètres cubes ;
p' la tension de la vapeur dans le condenseur (elle se déduit ordinairement de la température de l’eau dans le condenseur, règle du n“ 212 ou du n° 215);
n le nombre de courses simples du piston en 1';
K un coefficient constant, dont la valeur, que l’on trouvera dans le tableau suivant, dépend de la force de la machine, de la perfection de son exécution et de l’état d’entretien où elle est maintenue.
EFFET UTILE DES MACHINES A VAPEUR
Force
des
machines en chevaux.
Valeur du coefficient K pour des machines
en très-bon état d’entretien.
en état ordinaire d’entretien.
La formule précédente revient à la règle pratique suivante : Pour avoir la force en chevaux d'une machine à basse pression,
Multipliez 2.222 par la pression de la vapeur sur un centimètre carré exprimée en kilogrammes, par le volume engendré par le piston dans une course, par le nombre de courses simples de ce piston en 1', et par l’excès de l'unité sur le rapport de la pression dans le condenseur à la pression dans la chaudière ;
Puis multipliez ce produit par la valeur du coefficient K, prise dans la tableau précèdent, et correspondante à la force nominative et à Pétât d’entretien de la machine. ô
Exemple. Quelle est la force en chevaux de la machine à basse pression établie par MM. Peel et Williams à la filature de MM. Dolfus, Mieg et C'* (Haut-Rhin), en très-bon état d’entretien, dans les circonstances suivantes?
Pression de la vapeur dans la chaudière. ... p = lkiI.329
Pression dans le condenseur p' — 0 .103
Volume engendré par le piston d=0otc.458
Nombre de coups de piston en 1' n = 4 1.8
La force en chevaux est
0.56 X 41 . 8 X 2.222 X llil. 329 X 0mc.458 (1 — 0.0775) = 28e1. 1 6.
L’expérience faite avec le frein par la Société industrielle de Mulhouse a donné, pour la force en chevaux de cette machine, 2257km ou 30 chevaux *.
* Bulletin de la Société industrielle de Mulhouse, n° 42 , page 163.
MACHINES A VAPEUR
227. Quantité de travail due a la combustion d’un kilogramme de houille. La quantité de travail due à la combustion d’un kilogramme de houille est donnée par la formule
dans laquelle, outre les notations du numéro précédent, on se rappelle que
t est, en degrés centigrades, la température de la vapeur dans la chaudière correspondante à la pression p, t1 est, en degrés centigrades, la température de l’eau d’alimentation, qui est ordinairement celle du condenseur, e ou, avec une approximation suffisante pour la pratique, par la formule
108 722 K (l— |-)km%
cl qui revient à la règle suivante :
Retranchez de l’unité le rapport de la pression du condenseur à celle de la chaudière ; multipliez le reste par 109722 et par la valeur du coefficient de correction K, donnée par le tableau du na 22(5, correspondante à la force et à l'état d'entretien de la machine :
Le produit sera la quantité de travail utilisée par la machine par kilogramme de charbon brûlé.
Exemple. Quelle est la quantité de travail correspondant à la combustion d’un kilogramme de houille pour une machine à basse pression, en très-bon état d’entretien, dans les circon-
stances suivantes ?
Pression de la vapeur dans la chaudière lkll.291
Température id. 107°
Pression de la vapeur dans le condenseur 0l:1.055
Température id. 35°
varie fort
* Cette simplification résulte de ce que le facteur ■ r
peu depuis ia pression d’une atmosphère jusqu’î celle de 8 à 10, que l’on ne dépasse pas ordinairement dans les machines en usage, et a pour valeur moyenne 0.00229.
EFFET UTILE DES MACHINES A VAPEUR
La quantité de travail cherchée est
La formule simplifiée donnerait
5S827km.
228. Force en chevaux des machines a détente et a condensation. Pour des machines à détente et à condensation, quelle que soit la manière dont se fait la détente, que la machine ait un, deux ou trois cylindres, la force en chevaux sera donnée par la formule
K » X 2 .222 pv ^1 + loghyp^ — .
Dans cette formule, on désigne par log hyp —, la quantité que
Pi
l’on nomme le logarithme hyperbolique du rapport — , et l’on
en trouvera la valeur dans la table du n° 259, en regard de
celle de — .
De plus
n est le nombre de courses simples du piston 1', p la pression de la vapeur dans la chaudière,
Pi la pression de la vapeur après la détente, p' la pression dans le condenseur correspondante à sa température,
v le volume engendré par le piston pendant l’admission de la vapeur,
K un coefficient constant, qui dépend de la force de la machine, de son état d’entretien, et qui, d’après les résultats d’expériences que l’on possède sur cette matière, est donné par le tableau suivant :
MACHINES A VAPEUR
Force
des machines
en chevaux
de 75 Itilogr.
au-dessousde30
Valeur du coefficient K pour des machines
en très-bon état
d’entretien.
Expériences faites à Douai* en 1828, et de la Société industrielle de Mulhotse.
Expériences de M. de Prony **.
Machines d’épuisement des mines de Cornouailles.
Résultat déduit des rapports mensuels***.
La formule précédente revient à la l’ègle suivante :
Ajoutez à l’unité le produit du logarithme hyperbolique du rapport de la pression dans la chaudière à celle de la détente, ou du rapport du volume de la vapeur après la détente à celui qu’elle occupait à la pression de la chaudière ; retranchez de la somme le rapport de la pression dans le condenseur à la pression de la vapeur après la détente; multipliez le reste par 2.222, par le nombre de courses simples du piston en 1', par la pression de la vapeur dans la chaudière sur un centimètre carré de surface exprimée en kilogrammes , et par le volume de la vapeur admise à cette pression , exprimé en mètres cubes ;
Puis multipliez le résultat par le coefficient K correspondant à l'état d’entretien et à la force de la machine , tel que l'indique le tableau ci-dessus.
On peut, dans les applications, éviter l’emploi des tables de logarithmes et se borner à une approximation qui suffira presque toujours dans la pratique, en prenant
ioSi,,Pî.=i(î.+ifc£>-E!y
Pi bVpi P+Pi P J
Exemple. Quelle est la force en chevaux de la machine à dé-
* Mémorial de l’artillerie, 3e numéro.
** Journal des Mines, Xll* volume.
*** Lcan’s Historical Statement of lhe Steatn engines in Cornwall.
EFFET UTILE DES MACHINES A VAPEUR
tente et de condensation construite par MM. Risler et Dixon dans la filature de MM. Schlumberger-Steiner et C!e, à l’état ordinaire d’entretien, dans les circonstances suivantes?
Pression de la vapeur dans la chaudière /. p — 3at. 75 = 3k!1.874
Pression de la détente. . . ^=-^-^ = 0 .967 = 0 . 999
Pression dans le condenseur p' — 0 .103
Volume de vapeur à la pression p introduit dans la machine à chaque
coup de piston , v =0rac.0687
Nombre de coups de piston en 1' n = 52
La règle ci-dessus donne
0.42 X52 X 2.222 X 3lil.874 X 0n,0.0687(l + log hyp 3.88 —0.10)
L’expérience faite avec le frein par la Société industrielle de Mulhouse a donné pour la force de cette machine 1896lm ou
