COMPARAISON DES DIVERS SYSTÈMES DE MACHINES A VAPEUR
240. Avantages et inconvénients des machines a vapeur a basse pression. Les machines à basse pression présentent les avantages suivants :
Leur construction est simple; elles n’ont qu’un piston, et la quantité de travail consommé parles frottements y est moindre que dans les machines à deux cylindres.
La tension étant faible, il y a, toutes choses égales, moins de fuites de vapeur, et, sous ce rapport, elles sont d’un plus facile entretien.
Les dangers ou plutôt les conséquences des explosions y sont moins graves, parce que la vapeur y dépasse rarement d'une quantité notable la pression atmosphérique.
Leurs inconvénients sont qu’à force égale, elles ont des dimensions plus grandes, et, par conséquent, plus de poids; qu’elles consomment plus de charbon que les machines à haute pression à détente et à condensation.
Elles exigent environ 0m<:.890 d’eau par force de cheval et par heure pour la condensation et la production de la vapeur.
241. Avantages et inconvénients des machines a détente et a condensation. Les machines à détente et à condensation ont l’avantage de consommer moyennement 4 à 4 de combustible de moins que les machines à basse pression.
Leurs inconvénients sont :
Une plus grande conplication dans le mécanisme des soupapes ;
Pour quelques-unes l’usage de deux pistons ;
Une sujétion plus grande dans l’entretien des garnitures, ce qui expose à des fuites d’autant plus grandes, que la tension dans la chaudière est élevée et que la détente est poussée plus loin.
Dans les cas ordinaires, elles exigent, pour la condensation, environ 0mc.550 à 0œi:.560 d’eau par force de cheval et par heure.
MACHINES A VAPEDR.
242. Avantages et inconvénients des machines a détente et sans condensation. Les machines à haute pression avec détente et sans condensation ont les avantages suivants :
Elles n’exigent d’eau que ce qu’il en faut pour la production de la vapeur;
A force égale, leur poids et leur volume sont moindres que ceux des précédentes.
Leurs inconvénients sont :
De consommer plus de charbon que les machines à haute pression avec détente et condensation ;
De nécessiter plus de sujétion dans l’ajustage et l’entretien, pour éviter les fuites de vapeur, qui sont d’autant plus abondantes, que la pression de la vapeur dans la chaudière est plus élevée ;
D’obliger à employer de la vapeur à quatre ou cinq atmosphères au moins en sus de l’air, attendu que la proportion de la force perdue par le dégagement de la vapeur dans l’air à la force totale de la vapeur est d’autant plus grande, que la tension dans la chaudière est plus petite : de là résultent plus de chances de danger dans les effets destructeurs des explosions.
243. Avantage des détentes variables. On distingue deux sortes de détente variable :
L’une, réglée à volonté parle mécanicien selon les variations de la résistance, et particulièrement utile pour régler la marche des bateaux à vapeur et des machines locomotives;
L’autre, variable par l’action même du pendule conique, jouit de la propriété de renfermer les écarts de la vitesse dans des limites données, quelles que soient les variations de la ré- „ sistance.
Dans ce dernier système de détente, la quantité de vapeur dépensée croît et diminue en même temps que la résistance, et il réunit à l’avantage de l’économie du combustible celui d’assurer la régularité du mouvement.
244. Avantages et inconvénients des machines a haute pression sans détente ni condensation. Les machines à haute pres-
PROPORTIONS DES MACHINES A VAPEÜR
sion sans détente ni condensation n’ont d’autres avantages que celui d’être d’un poids et d’un volume moindres, à force égale, que celles des autres systèmes.
Leurs inconvénients sont :
De consommer beaucoup plus de charbon ;
De présenter beaucoup de sujétion dans l’ajustage et l’entretien, pour diminuer les fuites de vapeur.
D’offrir des dangers dans les suites des explosions.
245. Conséquences relatives au choix a faire d’un système de machine a vapbur. De ce résumé il suit, à ce qu’il nous semble :
1° Que, dans les établissements où le combustible ne sera pas très-cher, on pourra préférer les machines à basse pression ;
2° Que, dans les localités où le combustible est cher, et quand on pourra maintenir les machines en bon état d’entretien, on devra employer les machines à détente et à condensation, et surtout celles de nouvelle construction à un seul cylindre avec détente variable par l’action du régulateur à vitesse moyenne constante ;
3° Que pour la navigation par bateaux à vapeur sur mer, quand on a de bons ouvriers chargés de l’entretien des machines, il peut y avoir quelque avantage, sous le rapport du tonnage des bâtiments, à donner la préférence aux machines à moyenne pression avec détente et condensation.
4“ Que, pour les machines locomotives, les conditions du moindre poids et du plus petit volume possible conduisent à adopter l’usage des machines à haute pression avec ou sans détente et sans condensation.
Dans la comparaison qui précède, nous n’avons pas tenu compte de la plus ou moins grande régularité du mouvement des machines, parce qu’en proportionnant convenablement le volant, on a le moyen de la régler au degré nécessaire.
proportions des machines a vapeur.
246. Machines a basse pression. — Vitesse du piston. La pression dans la chaudière est ordinairement de l,lm.25 ou
MACHINES A VAPEUR
llil.2912 par centimètre carré. Il convient que l’admission de vapeur soit interrompue par le tiroir vers les 0.80 de la course, afin de diminuer la résistance pendant l’émission au condenseur.
Dans ces machines, qui sont ordinairement h balancier, la vitesse moyenne du piston varie depuis environ 0n\90 en 1", que l’on adopte pour les petites machines de quatre chevaux, jusqu’à celle de lm.30, que l’on ne dépasse guère pour les plus grandes, à partir de 70 chevaux et au-dessus. On trouvera les valeurs convenables des vitesses correspondant aux diverses forces dans le tableau suivant.
247. Nombre de tours du volant en 1'. Ce nombre de tours, qui est égal à 60 fois la vitesse moyenne du piston divisée par la course ou par le double du rayon de la machine, diminue à mesure que la course augmente. On est donc obligé, pour ne pas avoir des nombres de tours trop petits, de diminuer le rapport de la course au diamètre du piston à mesure que la force de la machine augmente.
240. Diamètre du cylindre. Le diamètre du cylindre se calcule par la formule
Ds=0.01986-,
dans laquelle
D exprime le diamètre du cylindre en mètres,
N la force en chevaux, v la vitesse moyenne du piston en 1B.
Cette formule peut être employée pour les plus fortes machines, et même pour celles des bateaux à vapeur de 250 chevaux.
Les résultats qu’elle fournit sont réunis dans le tableau suivant, qui contient en regard de ceux-ci les proportions adoptées par Watt.
proportions des machines a vapeur. 235
