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Comparaison des diverses espèces de roues hydrauliques.

215. ÂV.VNTAGES ET INCONVÉNIENTS DES ROUES A AUBES PLANES ORDINAIRES. Lcs roues à aubes planes ordinaires, exactement emboîtées dans un coursier circulaire avec vanne en déversoir, rendent eu ctTet utile ou en travail disponible, déduction faite du frottement de leurs tourillons, 0,70 à 0,75 du travail absolu du moteur.

Elles peuvent, sans que leur effet utile s’éloigne sensiblement du maximum d’effet, marcher à des vitesses très-différentes, depuis la vitesse égale à celle de l’eau affluente jusqu’à celle pour laquelle les augets sont remplis au delà des § de leur capacité.

Elles conviennent particulièrement aux chutes de l'”,30 à 2®, 50.

Leur rayon devant, être au moins égal à la hauteur de chute,

on voit que, pour des chutes au delà de 2"‘,50, elles seraient Irè-s-grandes et par suite très-lourdes.

Leurs inconvénients sont d’exiger parfois une très-grande largeur que les localités ou les difficultés de la construction ne pernietlent pas de leur donner, et de ne pouvoir marcher quand elles sont noyées sensiblement au-dessus de la hauteur de leurs palettes.

216. Avantages et inconvénients des roues a larges aubes DE M. Sagebien. Les roues établies d’ajirès le système de cet ingénieur conviennent particulièrement aux faibles chutes et au débit des grands volumes d’eau.

Elles peuvent marcher malgré des variations considérables de chute et noyées d’une grande hauteur.

La lenteur obligée de leur mouvement les expose à des irrégularités de vitesse qui engagent à en construire presque toutes les parties en métal.

La transmission de quantités de travail considérables, avec un premier mouvement très-lent, détermine des efforts énormes à la circonférence des roues d’engrenage, et par suite oblige à leur donner des grandes dimensions et des poids très-élevés.

Leur effet utile, mesuré sur les arbres seconds ou troisièmes moteurs, s’élève à 0,65 ou 0,75.

217. Avantages et inconvénients des roues a augets. L s avantages des roues à augcLs sont les mômes que ceux des roues à aubes planes, emboftées dans des coursiers circulaires, elles rendent en effet utile les 0,70 du travail absolu du moteur.

Elles conviennent particulièrement pour les grandes chutes au-dessus de 3", et comme elles n’exigent pas l’usage d’un coursier circulaire où elles soient exactement emboîtées quand leurs augets ne sont remplis qu’à moitié, elles occasionnent moins de dépenses et de sujétions.

L’eau devant y arriver habituellement avec une vitesse de 2“,50 à 3"’ au moins, et la chute étant considérable, elles peuvent utiliser des cours d’eau très- puissants, sans avoir une largeur exagérée.

Avec de grandes chutes elles peuvent encore marcher quand elles sont noyées au-dessus de la hauteur des couronnes.

21H. Avantages et inconvénients des roues a aubes courbes Les roues à aubes courbes établies d’après les règles posées par M. Poncelet utilisent 0,6S du travail moteur, lorsque la chute totale est de 2"\00, l'»,50 et au-dessous, et 0,60 pour les chutes plus grandes.

Elles peuvent marcher à une vitesse considérable, ce qui permet de faire faire à la roue un plus grand nombre de tours par minute que dans les autres systèmes de roues à axe horizontal.

Leur largeur, celle de rorifice et celle du coursier, sont, à force égale, bien moindres que les dimensions analogues pour les roues à aubes planes, ce qui rend leur construction plus économique, leur poids moindre, et permet de les établir dans des localités où celles-ci ne pourraient trouver place.

Elles peuvent marcher noyées jusqu’à une hauteur à peu près égale à celle de la couronne, ce qui les rend précieuses dans les pays de plaines, exposés à des inondations. Mais si le niveau des eaux d’aval s’élève au-dessus des couronnes, leur vitesse diminue notablement.

Avec le nouveau tracé du coursier elles peuvent marcher à une vitesse sensiblement différente de celle qui correspond au maximum d’effet, sans que l’eau rejaillisse dans la roue et sans qu’il en résulte une perte notable dans l’effet utile.

Elles sont particulièrement avantageuses pour les petites chutes de l'",50 et au-dessous, avec forte dépense d’eau.

219. Avantages et inconvénients des turbines. Les turbines de M. Fourneyron ont les avantages suivants :

1“ Elles peuvent s’appliquer à toutes les chutes, depuis les plus faibles jusqu’aux plus grandes que l’art puisse utiliser;

2® Elles transmettent un effet utile net égal à 0,65 et même souvent 0,70 du travail absolu dépensé par le moteur, quand la vanne est levée à une hauteur voisine de celle de la roue ;

3® Elles peuvent marcher à des vitesses très-différentes de celle qui correspond au maximum d’effet, sans que l’effet utile diffère notablement de ce maximum ;

2C6 ROljES HYDRAULIQUES.

4o Elles peuvent fonctionner sons l’eau à des profondeurs très-grandes, sans que le rapport de l’effet utile au travail absolu du moteur diminue notablement.

D’où il suit qu’en les plaçant, lors de la construction, au niveau des plus basses eaux d’aval, on utilise, en tous temps, toute la chute dont on peut disposer.

220. Inconvénient des faibles levées de vanne. Lorsque la vanne n’est levée que d’une quantité égale à moins des deux tiers de la hauteur de la roue, l’effet utile des turbines Fourneyroii diminue d’autant plus que la levée de vanne est plus faible.

Cet inconvénient est assez grave jiour les usines exposées à fonctionner sous des chutes et par conséquent avec des dépenses très -différentes. En effet, en temps de crues, la roue avec une levée de vanne totale égale à sa hauteur se trouve , quoique noyée, dans des conditions très-favorables et rend environ 0,70 du travail absolu du moteur; mais en temps de sécheresse, alors que l’on a peu d’eau et le maximum de chulc, on ne peut lever la vanne que d’une fraction de la hauteur de la roue, et alors celle-ci ne rend que 0,60 et parfois 0,50 du travail absolu dépensé par le moteur.

On voit que dans ces circonstances cette roue rend à proportion moins dans les temps de basses eaux que dans les temps de crues, où l’on a plus d’eau et de force qu’il ne serait néceesaire.

M. Fourneyron a cherché à remédier à ce défaut par l’emploi deidiaphragmcs, qui fractionnent la roue en plusieurs zones horizontales. Cette disposition est convenable et doit diminuer notablement l’inconvénient qu’on vient de signaler.

Cette turbine se prête à l’emploi d’un régulateur, mais cela exige que la vanne ne soit pas entièrement levée.

221. Turbine de M. Fontaine- Baron. La turbine de ce constructeur rend un effet utile égal à 0,65 ou 0,70 du travail absolu du moteur, quand les vannes sont levées de manière à démasquer entièrement les oritices formés -par les courbes directrices.

Pour des levées de vannes moindres, qui réduisent la dépense dans le rapport de 4 à 3, l’effet utile descend à 0,57 ou 0,58 du travail absolu du moteur.

La vitesse de la roue peut varier entre des limites étendues en deçà et au delà descelle qui correspond au maximum d’éffet, sans que le rapport de l’effet utile au travail absolu du moteur diminue d’une manière notable.

Elle se prête à l’in'stallalion d’un régulateur destiné à renfermer dans des limites convenables les écarts de la vitesse, pourvu que les vannes ne soient pas entièrement levées.

L’effort maximum que la roue peut exercer s’élève à 1,48 fois celui qui correspond au maximum d’effet pour la même levée des vannes.

L’emploi d’une couronne double permet de faire varier dans des limites très-étendues la dépense d’eau, et paraît particulièrement favorable pour les temps de crues, sans qu’il en résulte d’inconvénient notable pour lés temps de basses eaux.

Le nouveau dispositif de vannage avec bande flexible permettant de faire fonctionner seulement un certain nombre d’oriflees distributeurs constamment pleins, il évite l’inconvénient des ouvertures partielles, et le rendement est alors sensiblement le même aux petites dépenses d’eau qu’aux grandes.

L’installation de cette turbine ne présente pas de difficultés particulières, est en général très-facile, et exige peu de constructions hydrauliques.

222. Turbine de MM. A. Koechlïn et C‘*. On a vu que cette turbine, fonctionnant à son état normal avec toutes ses aubes ouvertes, donne un effet utile égal à 0,72 du travail absolu dépensé par le moteur, et que cet effet diminue peu quand une partie seulement des aubes est rétrécie par des obturateurs. On pourrait même probablement lui conserver le même rendement dans tous les cas par des dispositions convenables.

La vitesse de cette roue peut varier entre des limites étendues san^ que son effet utile diminue notablement.

Elle peut marcher en temps de crues sans être gênée par les arrière-eaux jusqu’à des élévations considérables d u niveau d’ayal .

208 ROÜES HYDRAULIQUES.

L’usage de la vanne inférieure pour régler la dépense de l’eau n’est pas favorable à l’effet utile, dont le rapport au travail absolu du moteur diminue à mesure que cet orifice devient plus petit.

Cette roue se prête difficilement à l’emploi d’un régulateur qui en maintienne la vitesse dans des limites données.

Son installation est facile ainsi que son entretien, et elle exige peu de constructions hydrauliques.

225. Turbines de M. Girard. Ces turbines, construites avec beaucoup de soin, donnent un rendement de 0,70 à 0,75, et jouissent, comme les précédentes, de l’avantage de fonctionner quand elles sont noyées dans les eaux d'uval, sans diminution notable de leur rendement.

Les vannes à coulisses qu’on y adapte quelquefois ne se manœuvrent pas toujours bien.