INDICATEUR DE NIVEAU D’EAU

ne croit pas possible d'abandonner le condenseur h eau ; d'un autre côté, reconnaissant les grands a van* tnges d'employer à la tner de Tenu distillée, il proposo de chercher le» moyens de refroidir l’eau do condensation qui resterait toujours la même. Ce système semble peu acceptable, puisqu’on agirait rfur des poids d’eau considérables et qu'en réalité tout rofroidisscmént produit mécaniquement correspond a un trnvoil résistant, à uno consommation de travail ; t ulofois il n’est pas impossible que, dans certaines circonstances et avec certains systèmes dtf réfrigérant peu dispendieux, empruntant surtout leur effet à l'atmosphère ou à lu mer, il puisse être applicable. 8a conception est assez heureuse pour êtro notée comme un progrès industriel peut -être réalisable quelque jour. Cela deviendra d'autant plus possible, que la plus parfaite utilisation du travail mécanique que peut produire la vapeur aura entraîné la consommation d’une plus grande quantité de chaleur, comme nous l’avons vu à- l'article Équivalent DK LA CHALEUR, et que par suite l'eau de condensation sera moins échauffée ou sera en quantité moindre.

INDICATEUR DE NIVEAU D'EAU.— Quand un phénomène se passe à l'intérieur d'une capacité, on ne peut l’utiliser qu'utitant quo l'on parvient h en communiquer les effet» à l'extérieur, à l’aide d'nppareil» qui permettent cetto transmission snus établir de communication avec l'air extérieur. Tels sont les stuffingbox, ou boites à étoupes des machines h vapeur. Il est bien évident que de semblables systèmes ne peuvent fonctionner que par l'effet d'une pression qui empêche la rentrée de l'air, et par suite en faisant naître un travail résistant de frottement.

Cet inconvénient ne pourrait être évité que si l'on disposait d'une force d'attraction qui pfit s'exercer à travers les parois de la capacité, de telle sorte que la pièce qui glisse dons son intérieur pût entraîner une pièce extérieure.

Ce problème eut insoluble aujourd'hui quand il s’agit de forces considérables ; mais, pour des résistances minimes e\ de petites vitessos, lorsqu'il s'agit d'appareils indicateurs et non d’opérateurs, on a, dans le magnétisme, une force qui remplit toutes les conditions voulues. I/appareil que nous allons décrire est le premier, je crois, où l'on ait rendu pratiquo uno sentbluble disposition qui présentera des avantages précieux «Ions tous les cas où le» ouvertures à une capacité offrent do grands inconvénients.

Le flotteur indicateur de niveau d'eau, inventé par M.Lethuillicr- Pinel, do Rouen.se compose d'un flotteur métallique creux (flg. 3614, 3612, 3613) suspendu à une tige dont la partie supérieure se meut dans nne boite rectangulaire en cuivre fixée audômode la chaudière, et est munie d'un barreau d'acier fortement aimanté. Extérieurement, et contre l'nne des faces de la boite, se trouve une petite aiguille en fer isolée de tout support et maintenue contre la boite par l'attraction seule de l'aimant. Ce dernier monte et descend avec le flotteur, et entraîne avec lui l'aiguille qui parcourt les divisions d'une échelle dont le zéro correspond au niveau normal de l'eau dans la chaudière.

Le tout est habituellement recouvert d’une glace qui protège l'aiguille et maintient l'échelle constamment propre. Pour surcroît do précaution, M. Lethuillicr-Pinel a soin de dorer toute la face de la boite, afin qu'ello reste constamment brillante et qne les • divisions y soient bien apparentes.

Dans l'indicateur complet, tel qu’il est figuré sur le dessin, le dessus de la bolto porto une tubulure fermée par uno soupape qui s’ouvre de haut en bas et est maintenue en place par un petit ressort h boudin. Lorsqu’elle est ouverte, elle dirige un jet de vapeur sur le sifflet dilannequi est établi h peu près comme

dans lo» appareils ordinaire». Un sy*t«*mo de leviers ouvre cette soupape, soit lorsque le barreau aimanté

descend ù Oro.O”> an dessous de son niveau normn], soit lorsqu'il s'élève à U“. 1 2 au-dessus.

Cet appareil présente plusieurs avantages sur le» flot- * tour» ordinaire». Ceux-ci, en effet, »ont loin, en général, de donner des résultats satisfaisant». Suspendus habituellement h un fil de cuivro qui traverse 1> dessus de la chaudière dan» une petite boite à étoupes, ils ne laissent presque jamais qdo le choix entre deux inconvénients. ou de trop serrer la garniture, ce qui rend l'appareil peu sensible ou même inutile, ou du ne pas la serrer suffisamment, ce qui occasionne presque toujours une fuite de vapeur. En outre, ce fil de ctiivre est assez rapidement détruit, et, quand le chauffeur le remplace, on cat exposé à ce que le fil nouveau n’ait pas toujours exactement la longueur convenable, de sorte qu'uprès ce remplacement les indication» de l'appareil peuvent être entachées d’inexactitude. An contraire, le flotteur de M. Lethuillier-Pinol est muni d'une tige solide de longueur invariable et réglée scion lo diamètre de la chaudière. Cette tige a un autre avantage, c’est qu'on la démonte en faisant sauter une simple clavette ; ce qui permet d’enlever le flotteur avec la plus grande facilité, lorsque le chauffeur entre dans la chaudière pour la nettoyer. Enfin, M. Lethaillier-Pinel, en réunissant sur nne même tubulure le flotteur ordinaire, lo sifflet d alarme et. quand on le veut, une soupape de sûreté, évite de pratiquer un aussi grand nombre d’ouvertures sur lo dessns de la chaudière, ce qui n'est pas sans quelque intérêt lorsque celle-ci est de petite dimension.

Quelques personnes pourraient craindre peut-être que l’influence prolongée d’une température souvent supérieure à 150* ne finit par produire le même effet qu'un recuit à une température plus élevée, c'est-à-diro ne fit disparaître l'aimantation du barreau d'acier; mais il paraît qu’il n'èu est rien, et que des appareils en service depuis plusieurs années fonctionnent toujours parfaitement.

la» pefito aiguille indicatrice se nieut par petits

INDUCTION j

336 INDUCTION

soubresauts, comme coin a toujours lieu dans les indications de mouvements de cotte nature ; la force d at traction magnétique ne pouvant affir pour mouvoir l'aiguille que sous nue certaine obliquité, après avoir appliqué l'aiguille sur le tableau, et l’inertie do corp* en mouvement lui faisant dépasser quelque peu . le point correspondant à la plus petite distance. Il n’en résulte, au reste, aucun inconvénient dans In pratique.

INDUCTION (rot BANTS I»'). J.es courants électriques dits d'Induct-on jouissent de propriétés remarquables, faciles à constater à l'aide d’un ingénieux appareil construit par M Hnhmkarff, qu( t)crmot de le* produire facilement. Nous en donnons ici la description d'après M. E. Becquerel.

On sait que, lorsqu’on nimante un barreau de fer doux, il sc manifostc, dans un til conducteur enroule autour de lui, un courant induit instantané et dirigé eu sens inverso des courants que l'on suppose devoir circuler dnns l'aimant d'après la tliéorio d’Ampère; lors ■de la désaimantation do ce barreau, il so produit dan* le mémo fil un courant induit, également instantané, mais en sens inverse d» précédent, c'est-à-dire dans le mêtnc sem* que ceux que la théorie indique comme parcourant le fer aimanté, et que nous nommerons courant direct. Si, maintenant, l'on provoque une succession rapide d'aimantation» et do désaimantations dan* le fer, pur un moyen quelconque, il se produira simultanément, dans le fil conducteur voisin, des courants induit» dans les denx sens; mais l'expérience a prouvé que l'état électrique du circuit, au lien d'être nul, est semblable à celui qui serait donné par une succession do courants directs, c’est à-dirc produits lors des differentes désaimantations du barreau de for doux. Le* courants induits directs sont donc prédominants et par leur excès de tension masquent l'effet dos courants inverses que donnent les diverse» aimantations.

• MM. Masson et Bréguet ont observé, les premiers, que les courants d’induction avaient une tension assez grande ; Us parvinrent ainsi à charger un condensateur et à produire de* effets lumineux dan* le viue, mon n'obtinrent pas l’étincelle à distance dans l'air. Ce résultat a pu être réalisé par M. Ruhmkorff à l'aido do l'appareil d’induction h la construction duquel il a apporté toute* le» connaissance» d’une personne versée dans l’étude de l'électricité et tou» les soins d'un constructeur habile.

Cet appareil (fig. 361 4) consiste en uno longue bo-

mantation de la masse centrale en fer doux. Sur ce premier circuit se trouve enroulé un fil de cuivre entouré de soie, mai* d'un très-petit diamètre et dont 1a longueur varieentre H et 1.0 kilomètres ; car la longueur du fil, par la résistance qu’il oppo^ à la transmission de l’électricité, est U première condition pour que celle-ci acquière une grande tension. Ce second fil ot, en outre, isolé avec le plus grand *oin par un vernis à la gomme Impie, et «es extrémité» aboutissent à deux colonnes isolante* en verre. Dans l'axe de la Imbinc se trouve un faisceau de fils de fer dont la surface oxydée ne permet pas de communication d’un fil à l'autre de manière à éviter que des courahts d’induction circulant autour de la masse de fer ne diminuent la rapidité de transmission des courants induit» dans le circuit intérieur.

On voit donc que le principe de l’appareil consiste à faire passer, à des intervalles très rapprochés, une succession de courants électriques dans le premier circuit ou dan» le gros fil inducteur; le faisceau central en fer doux, en s'aimantant et so désaimantant, réagira, par induction', sur le circuit de fil fin, et produira une série de courant» induits donnant lieu aux étincelles et aux effets d'inflammation dont on parlera plu* loin.

Pour produire cette succession rapide de courants dans lo fil inducteur, M. HubmkorfT a employé le système d'interrupteur, utilisé par MM. Nccf et Delàrive : il est disposé de façon à être mis en jeu par lo courant électrique qui anime l'appareil. Pour atteindre ce but, le faisceau central de fils de fer est terminé par une rondelle de for doux qui fait saillie hors de la bobine et qui est destinée à attirer une petite masse de fer doux toutes les fois que l’aimantation a lieu; cette petite masse de fer doux, attachée à un bras de levier très-mobile, est terminée, à sa partie inférieure, par une lame en platino qui repose, dans les conditions ordinaires, sur un morcenu de cuivre également couvert de platine. Or comme la masse de fer doux communi* que à uno des extrémité* du fil inducteur et que le morceau de" cuivre touche à l'un des pôles du roupie on de la pile qui produit le courant, il en résulte que le circuit sera fermé toute» les fois que les deux masses métallique* seront en contact; mais, quand cela aura lieu, les fils de fer s'aimnntcront, le morceau de fer doux sera attiré et lo circuit sera rompu ; aussitôt lo courant cessant de passer, le fer doux retombera, louchera de nouveau le cuivre, d'oi» résultera un nouveau passage do l'électricité ; de là nouvelle attraction, nou-

bine en carton mince avec rebords en verre on en bois, I velle rupture du circuit, et ainsi de suite. On comprend rccouverto d’un premier circuit formé pnr un fil de cui- dès lors qu’il se produira une succession très-rapide de vre isolé gros et court, lequel doit douncr passage au passages du couraut attesté* par des étincelles éclatant courant électrique inducteur destiné à provoquer l'ai- | entre le marteau de fer et le morceau de cuivre; mais

Die

INDUCTION

comme ces masses métalliques sont recouvertes de plu- i

tin®, il ne se produit pas d’oxyde entre le? surfaces de contact, et l’action pent se continuer ainsi pendant plusieurs heures.

Quand l’appareil fonctionne de cette manière, on pent, en faisant usage d’un ou deux couples de Bunsen comme source électrique, avoir un courant induit capable do donner, entre les deux extrémités du fil fin, des étincelles de plusieurs millimètres. Quand la pile est plus puissante, les effets statiques augmentent d'intensité. On doit remarquer qne l’extrémité du fil par laquelle l’excès de tension est donné quand on en approche un corps conducteur est celle qui forme les derniers tours do spire, c’est-à-dire l’extrémité extérieure du fil fin ; l’antre extrémité, on l’extrémité intérieure ne produit aucun effet de ce genre.

M. RulimkorfF a adapté à son appareil d'induction tm condensateur dont Çtn met les deux face» en rapport avec les deux extrémités du fil inducteur; ce condcn- i éateur, en réagissant sur l’extra-courant qui passe dans j ce fil, ainsi que l’a montré M. Fizeau, augmente la longueur des étincelles éclatant dan» J’air entre Ica | bouta du fil induit. Cet effet provient d’un excès de tension plus considérable de l’électricité induite, qui acquiert alors plus de facilité à vaincre les résistances. Ce condensateur est formé d’une bande de taffetas gommé de 3 mètres environ de longueur, sur les deux | faces de laquelle sont fixées des lames d’étain ; le tout est replié et mis dan» le support de l’appareil.

Enfin M. Foucault, en montrant le moyen de faire agir simultanément plusieurs appareils, eu a accru singulièrement les effets.

Un grand nombre de physicien» ont déjà fait, au moyeu de cet appareil d’induction, dos recherches fort intéressantes. C’est ainsi qu’on a pu étudier la lumière électrique dans le vide, les apparences lumineuse» et les différences des actions calorifique» aux deux pèles.

L’appareil dont il s’agit n’offre pas seulement un intérêt purement spéculatif, si l’on considère les services qu’il a déjà rendus et ceux qn’il peut rendre à l’art des mines. Los procédés employés jusqu’à cojour pour enflammer la poudre dans les mines sont impraticables dons certains cas, et le plus souvent insuffisant» et dangereux. L'incandescence d’un fil métallique iuterposé dans un circuit voltaïque avait déjà permis de provoquer une explosion à distance à un moment donné; mais quelques imperfections do cette méthode et l’embarras de la disposition doe couples, dont le nombre dépend de la lougtieur du circuit à pareonrir, étaient tels, que l’on n’a pas utilisé la puissance calorique de l'électricité voltaïque. L’appareil de M. Ruhmkorff n’offre plus les mêmes embarras de manipulation ; au lieu d’une pile de plusieurs éléments, il n’en exige qu’au seul, et encore pourrait-il être remplacé par une machine magnéto-électrique toujours prête à fonctionner. Quand on veut opérer, on place, là où l’explosion doit avoir lieu, une fusée de SUituliam; puis !o circuit est formé à l’aide de deux fils enduits do gutta-porcha, ou même d'un seul fil et de la terre, qui joignent les deux extrémités du fil de l’appareil d’induction avec les deux fil» qui terminent ia fusée. Un grand nombre d'eeeàis ont étéjnits par MM. Ruhmkorff et Verdn, par M. Savart, et l’on a expérimenté iuccesftivcmeut sur une longueur do fil variable de 400 mètre» à 2G kilomètres, et le succès a toujours été complet. M. du Moncel, qni s’est également occupé de ce sujet, n pu. pur une ingénieuse disposition, produire simultanément F inflammation de plusieurs fourneaux de mîiuw très- considérables faites pour les travaux de là rade de Cherbourg. Ainsi h la sécurité et à la facilité que présente l'emploi do cet appareil pour provoquer l’explosion du la poudre vient so joindre l’avant âge de

IXJECTFXR. 337

pouvoir opérer simultanément l’inflammation en des

pointa différents.

INJECTKUR r<vrn t/ alimentation dkb chapmi:iu:s a VAfLLit. Tn vculé par M. 11. Ciffiird. — Cotte curieuse invention, déjà passée d'une manière sérieuse dan» la pratique industrielle, malgré su nouveauté, mérite autant d’intérêt au point de vue théorique qu’au point de vue pratique; car, comme nom* essayerons de le montrer, il est presque impossible de ne pas oonclnre qu’elle conduit un mouvement perpétuel, si on n'applique pas convenablement la théorie dynamique de la chaleur que je m’efforce de formuler dans cet ouvrage.

Décrivons d'abord cet appareil et indiquons son importance industrielle.

Un appareil simple, économique et sûr, pouvant remplacer b1- pompes nfnvruaiivs et les retours d'cmi. fonctionnant seul, une fois réglé, était bien désirable pour la pratique industrielle. C’est le nMc que remplit i’injocteur de M. Giffard.

La vapeur sort do la chaudière par le tnyau AB (fig. 3615) muni d’un robinet d’arrêt ; ello pénétra dans

un second tube C, perpendiculaire an premier, par de petits trou» :*ee second tuyau est terminé én odnc du céîé d** ht chaudière.

L'extrémité do tube C o*t conique en dedans ét en dehors, et elle peut être rapproché* ou écartée de la pièce H, qu? œt conlqne intérieurement, par le jeu da levier L ; eclubci agit «ut «no vis à pas rapide,- «r fait marcher le tuyau C, avtc tout son système.

INJECTEUIl

1NJECTEUR.

Une nuire lige à vis E, terminée d’uü tout par un cône, cl de l'nutro par une manivelle M, en reçoit le mouvement, et sert à régler ou même à intercepter entièrement le passage de la vapeur qui vient de In chaudière.

Un tuyau d'aspiration G plongo dans la bûche , et conduit l'eau aspirée par l'injecteur à l'extérieur du tuyau C.

JJ est un ajutage divergent qui reçoit l’eau amenée par le tuyau d'aspiration, et a laquelle la vapeur de la chaudière, en s'échappant pur le bout conique du tube C, imprime une grande partie de sa vitesse en se condensant. Cet uj utage va en augmentant de diamètre du côté de la chaudière, et il est muni d’un clapet de retenue qui empêche l’eau de sortir du génë rateur quand l'appareil ne fonctionne pas. Un bouchon il vis Q permet de visiter à volonté le clapet. P est un tuyau qui conduit ensuite l'eau d'alimentation dans la chaudière.

11 y a enfin un tuyau de trop-plein ou de purge K, par lequel s'écoule l'excès d'eau que l’appnreil peut aspirer.

La marche du système est facile à comprendre. loi distance entre In bague 11 et l’extrémité coniqne du tuyau C, doit être réglée en raison du volume d’eau à introduire dans la chaudière en un temps donné ; elle ne doit jamais être moindre d’un centimètre. Le le- • vicr I‘, et sa vis permettent ce règlement. L'eau ne doit jamais sortir pur le tuyau do purge K quand l'alimentation fonctionne.

Lorsque l’appareil ne fonctionne pas, la tige à vis EE est à fond dans le cône et intercepte entièrement la vapeur. Dès qu’on fait faire un tour à la manivelle et que la vapeur, à la pression de la chaudière, s'échappe avec une très-grande vitesse par l’ouverture qonique du tube C, elle fait le vide dans l’espace annulaire resté au milieu de la bague H ; l’eau do ln bûche monte, appelée h une hauteur de 3 ou 4 mètres : le jet de \npcur qu’elle rencontre là 6e condense immédiatement, et en même temps cette vapeur imprime nu volume d’eau appelé une vîtes» et une force vive telles, que celle-ci soulève le clapet et pénètre dans le générateur. Ln vitesse de la colonne d'eau introduite est même telle que l’on est obligé do prendre des précautions pour ne pas produire des désordres à l’intérieur des chaudières.

Afnnirurre de l’ajtpareil. — La section annulaire qui sert de passage à reon étant réglée à un centimètre par "exemple, qui est la section minima, et la tige à vis et à cône étant serrée à fond, il l'aide de la manivelle,, pour intercepter le passage de la vapeur :

Ou ouvre le robinet B do la chaudière; puis on fait fnijro un tour à la manivelle pour donner passage à la vapeur qui s'échappe nvcc vitesse et qui entraîne l’air contenu dans le système. Le vide se fuit dans le tuyau 'd’aspiration, et l’cou qui monte remplit l’espace annulaire et condense lo vapeur en 6’ëchnurfhnt.

Aussitôt que l’eau est arrivée et coule par le tuyau de trop-plein, on fait faire plusieurs «tours a ln manivelle, de manière à ouvrir entièrement le passage de vflpcur.

L’eau qui sortait par le tuyau de trop-plein entre nloT» dans la chaudière, en vertu de la force vive et de ln vitesse que fai a imprimées la vapeur.

- Ou reconnaît que l’eau pénètre dans la chaudière à uh si flic ment particulier facile à reconnaître.

On dort régler le volume introduit en manoeuvrant le levier L et ouvrant ou fermant plus ou moins le passage de l'eau, de manière que rien ne sorte par le tuyau de purge; un regard H, qui est à l'origine du tuyau divergent, permet de voir le eourant alimentaire injecté dans la chaudière.

Applications de l'appareil. — M.L.Bougère, ingénieur a Angers, a publié, en 1859, un mémoire sur l’injecte ur de M. Gifford dans lequel la question dos applications est traitée d’une manière complète.

11 fait remarquer que le s jet $ de tapeur n'ont été utilisés jusqu'à ce jour dans les générateurs que comme sifflets d’alarme et comme moyens do tirage pour les locomotives; l’injecteur en est une nouvelle et importante application.

M. Bougère signale quatre applications d’une grande utilité :

1" A la navigation à vapeur;

2* Aux locomotives;

3A Aux machines fixes des usines ;

4° A des usages divers.

Alimentation des bateaux à tapeur. — 1.0» pompes qui alimentent les chaudières snr les bateaux à vapeur ont le défaut de ne plus fonctionner qunud lo bateau est arrêté, à des escales ou autrement; ce qui force a jeter inutilement dans l’air la vapeur produite en excès, par suite de l’arrêt des machines.

L’injecteur remplacera très - avantageusement les pompes alimentaires pour les petits bateaux, et permettra d’utiliser à l'alimentation la vapeur en excès développée au moment des stoppages. Sur les grands steamers, on remplacera par Un appareil simple et peu coûteux le petit cheval de 12 à lo chevaux de puissance qui sert à alimenter les générateurs de mer, petit cheval qui occupe beaucoup do place et coûte très-cher d’ entretien comme de graissage.

Uinjecteur servira aussi, au besoin, de pompe de cale, et, pendant les combats, il enlèvera très- rapidement toute l’eau qui pourrait entrer à bord par une grando voie d’eau duc à un boulet. Il servira aussi do pompe à incendie, et aucun incendie naissant ne pourra ré^ sister à son énergie.

Alimentation des locomotices. — L’utilité de l’injccteur est encore plus grande ici. Les pompes alimentaires des locomotives no peuvent fonctionner et alimenter le générateur que quand la locomotive marche. Il faut donc pour aliméntor, quand un convoi est arrêté, faire courir la locomotive seule sur la voie, ou s’exposer à des dangers. Plusieurs explosions produites après un repos eussent été sûrement évitées par l’emploi de cet appareil.

L’injecteur, au contraire, alimente sans moteur, sans que la locomotive se déplace, en nt'lisant l’excès de vapeur qui se produit lors des arrêts; de plu», les pompes alimentaires ordinaires marchant à la vitesse des locomotives, c’est-à-dire à deux cents tours au moins par minute, sont dans de mauvaises condition» de service et d'effet utile, les clapets se dérangeant très-fréquemment à cctto vitesse et s’usant M*-filSi

Dans les machines à cylindres extérieurs, le* pompos installées en dehors gênent beaucoup, et seront trèsheureusement remplacées par l'injecteur L’emploi sqr los machines du chemin de l'Est de l'injecteur Gifford a tout à fait réussi ; pendant les froids intenses notamment, on a bien apprécié sa supériorité sur les pompe* alimentaires dont le» gelées empêchent le bon fonctionnement.

Alimentation des machines fixes des manufacturés, — Avec l’injecteur, on alimentera à bon marché; on supprimera alors les pompes alimentaires, qui sont toujours un outil sujet à dérangement. Dûn-» beaucoup d’ateliers, on se sert de chaudière» à vapeur sans machine» à rotation, ccmmc pour les martenux pilons, les raffinerie» do »ucre, etc.; l'injecteur rendra le» plus grands services. 11 remplacera avec grand avantage des retours d’eate très-compliqués et cher» de construction et de service.

INJECTE Uft.

Théorie (njecteur. — En théorie 'le l’injecteurGiflard a été donnée dans le Bulletin de laSociété dTIncouragem«nt par M. Combes (de l'Institut, b et elle permet de préciser ln mode d'action de cet appareil. Noos rapporterons ici cet intéressant travail.

Un métré cube de vapeur d'oau saturant l'espace l\ In température do <52 degrés et sous la pression correspondante de 5 atmosphères ou 5*,1 55 par centimètre carré pèse, en calculant son poids conformément aux lois de Mariotte et de Gay- Lussac, 2*, 5962. Si l’on admet que la vapeur à cette densité et sous cette pression maintenues constantes s'écoule du vase qui la renferme dans l'atmosphère par un orifice qu’elle franchit en conservant, toute sa densité, comme le ferait un liquide, *a vitesse de sortie serait, abstraction faite des résistance* occasionnées par la forme de l’orifice, égale à

1XJECTEUR.

L, expression où g désigne la gravité, 1* et p

les pressions respectives do la vapeur et de l'atmosphère sur l'unité superficielle et q le poids spécifique de la vapeur. Dan* les conditions indiquées précedem-

ment, = . „-rr = <5916. D ailleurs,

g = 9,8088. I.n vitesse de sortie do la vapeur serait donc, dans l'hypothèse admise, de 558“*, “9 par se-

conde, et la hauteur génératrice de vitesse de

<5916 mètres.

•Si l’on admet que, par suite de la forme du vase, de l'orifice, du tuyau qui y amène In vapeur, ou de toutes autres circonstances, ht vapeur ho dilate en avant do l'orifice, de manière à le franchir sons la densité correspondante à la pression atmosphérique même, sa température ayant été entretenue constante par une source de chaleur, pendant la dilatation qui n lieu à l'intérieur du vase, la vitesse de sortie sera, dans ce cas, donnée

par l'expression V 2g - log. liyp. —,

où q exprime le poids spécifique de la vapeur sous la pression atmosphérique et à la température de <52 degrés, P, p et g ayant la même signification que précédemment. Le poids q est donné par l'équation :

le rapport - = 5; - = .. .. ... ■ fcn introduisant ces p q U,ol9

données numériques dans la formule fa), on trouve pour la vitesse d'écoulement do la vapeur sortant sous la pression atmosphérique, *92n>,82 par seconde. La hauteur génératrice de cette vitesse :

- log. hyp. - = 32914 mètres 1 .

Ceci signifie qne la vapeur ost animée, à sa sortie, d'une vitesse en vertu de laquelle ses particules considérées comme isolées et sans action les unes sur les autres remonteraient à une hauteur de <5916 mètres dans un espace vide de toute matière. En d'autres termes, la force vive dont la vapeur est animée à ga sortie correspond h un travail moteur égal nu poids de cette vapeur élevé à une hauteur de <5916 mètres.

Ceci posé, la vapeur rencontre, immédiatement avant de passer dans l'atmosphère, de l’eau qui en opère hrus-

1 Nous ne mitrons pas l'auteur dans l'application de cette seconde manière de faire le calcul de la vitesse ; on doit la considérer comme bien plus éloignée de la vérité que la première depuis que Poncelet a établi, eu discutant les cipéricuees de Pecqueur, que les formule* d'ccoulement des liquides s'appliquaient a l'air comprime.

qiiement la condensation et forma avec elle un jet entièrement liquide. La vitesse de l'eau qui vient condenser la vapeur est négligeable par rapport il la vitesse de celle-ci. Les réactions intérieures qui déterminent. la condensation ne peuvent modifier lnqunntité de mouvement. S donc on désigne par m lu nin*j© do vapeur qui s’écoulè dans l'unité de temps, par M la masse de l’eau qui se mêle à cette vapeur condensée, pour former le jet liquide, par v la vitesse d'écoulement de la vapeur, par u la vitesse du jet après la condensation, on u lu relation :

(m -f- M) u = me, d’où : u = c X — r

La masse d’eau M doit être suffisante pour opérer la liquéfaction complète de la vapeur.

Soit la température de l’eau égale à 15 degrés. Nous pouvons, pour un calcul approximatif, admettro que la vapeur abandonne, en ho condensant, 550 unités de chaleur. Si l’on vent que le jet liquide soit à la température de 60 degrés, le rapport de M à m sera déterminé par l’équation :

M X <5-f- m x 650 = (m -f- M) GO, d'où :

Il fuudra donc que le poids de l'eau soit, dans les conditions fixées ci-destus, <3 fois environ le poids de lu vapeur.

En admettant quo le poids do l'eau soit <5 fois celui de la vapeur, on trouvera que la température du jet liquide serait de 57 à 58 degrés, l’eau étant toujours prise à la température de < 5 degrés. Soit donc M= 1 5m;

la vitesse « du jet sera de la vitesse do la vapeur, et

la hauteur à laquelle il remonterait eu vertu do cette

vitesase serait par conséquent ^ — , hindi s que les par-

ticules de vapeur isolées seraient aemoatéos à la hauteur — . !I-is le poids du jet liquide étant égal à <6 fui*

celui de la vapeur, on voit qne sa lbrcc vivo est égale à

-, de celle de la vapeur, avant sa condensation.

La vitesse du jet liquide étant toujours — do celle do

la vapeur sera

: 3i™,92 par seconde. Si elle

est supérieure à celle avec laquelle l’eau k la température du jet jaillirait do la chaudière dans l'atmosphère sou. h la pression intérieure de 5 atmosphères, ou comprend fort bien que le jet liquide, étant- lancé dans un ajutage de forme appropriée communiquant k l'intérieur de la chaudière, entrera dans celle-ci en refoulant l’eau qui tendrait à en sortir. Or si, faisant abstraction de l'influence et de la dilatation do l’eau de 15 degrés à 57 on 58 degrés, nous prenons < kilogr. pour le poids du litre d’eau composant le jet liquide, nous aurons, pour la vitesse avec laquelle l'eau h cette température tendrait k passer de la chaudière dans l’atmosphère, ^ ig X 41 ™, 32,4 1™,32 étant la hauteur ^ d’une colonne d'eau qui fait équilibre à une pression do 4 atmosphères, V2g X 4 1 ,3± — 28™, 37, vitesse asses au-dessous do la valeur trouvée de la vitesse du jet liquide, pour que l’on puisse regarder comme certaine la possibilité do iairo entrer dans la chaudière, avec la vapeur condensée qui en émane, un poids d'eau égal à <5 fois celui de colto vapeur. L’eau entrante sera à la température d'environ 57 degrés.

On voit que la jet liquide no pourrait plus entrer dans la chaudière, si m» vitesse tombait jusqu'à 28™. 37

LVJECTEUB,

310 1NJECTEUIÎ.

par seconde. Ur, c'est ce qui arriverait pour un poids 553 79

d'eau égal à < = <8,7 fois le poids do va-

peur. Ainsi, la quantité d'eau qu'il est possible d’introduire dan» la chaudière, au moyen de l’appareil injecteur, serait nu plus 18 fois le poids de la vapeur qui alimente l'appareil.

Le volume d’eau alimentaire qu’il est possible de faire entrer dam* une chaudière, au moyen de l'injecteur de M. Giffard, va eu augmentant à mesure que la pression etfective, c'est-à-dire l'excès de la vapeur sur celle de l'atmosphère extérieure, diminue. Ainsi, par exemple, si la pression effective n’est que d’une demi-atmosphère, le poids du mètre cube de vapeur, sous cette pression et à la température correspondante do U l“, sera de 0L831ÎL

Lu formule V = ^ - — — - donne, dans ce cas,

pour la vitesse do la vapeur jaillissant dans 1 atmosphère,

V = V 2 x 9,8088 x -5-^5 = 33i nôtres p»r seconde.

Iji vitesse avec laquelle l’eau liquide jaillirait, sous la pression de 5“.165 d’eau, hauteur équivalente à une demi-atmo-phère, serait seulement de 10 mètres par seconde en nombre entier; d’où il suit que la vapeur pourrait entraîner plus de 30 foisson poids d’eau, lejet liquide conservant encore une vitesse suffisante pour pénétrer dans la chaudière. La limite déterminée ainsi grossièrement est sans doute trop élevée, parce que, d’une part, la vitesse de la vapeur est diminuée par les résistances des tuyaux et de l’embouchure, et que, d’autre part, la densité du jet liquide est diminuée par l’élévation de température, pur la vapeur imparfaitement condensée |>out-f*tre et l’air entraîné. Mais il n’en est pas moins certain que l’alimentation sera d'autant mieux assurée et pourra être d’autant plus abondante que la pression effective sera moindre dans la chaudière.

Il n’en résulte pas cependant, comme la pratique l’a montré sur les locomotives, que l'appareil réglé pour une pression élevée le soit pour une pression moindre. Ainsi, si l’appareil est monté pour alimenter en utilisant la totalité du jet liquide une chaudière dans laquelle la pression soit de 7 atmosphères, par exemple; si la pression vient à s’abaisser à deux atmosphères, le poids de vapeur pour une même ouverture diminuant rapidement pendant l’unité de temps, en raison composée des décroissements do vitesse et de densité, la quantité d’eau mêlée à la vapenr devient trop grande et sort par l’orifico d’évacuation. Il faut enfoncer le cône pour dimiuucr le passage de l’eau, car la quantité injectée pour un même passage de vapeur doit décroître avec la pression intérieure, bien que le rapport du poids du l'eau n celui de la vapeur aille en augmentant.

Considéré comme appareil d’alimentation des chaudières à vapeur, l’injecteur de M. Giffard est, sans contredit, le meilleur do tous cotix que Von ait employés ou même que Von puisse employer, comme il en est le plus ingénieux et le plus simple. Si Von suppose, on effet, que, conformément aux notions ancienne mont admises, la quantité de chaleur oontenue dans los coqis se conserve intégralement à travers les changement» de volume et d’état qu’ils subissent, indépendamment des quantités fie travail moteur ou résistant qui sont les conséquences de ces changements, il est clair que le jeu de l’appareil de M. Giffard ne donnera lieu à aucune autre perte do chaleur qu’à celle qui aura lieu par radiation ou contact de la chaudière et de sos appendices avec le milieu ambiant. L’alimentation aurait lieu gratuitement.

Si, conformément aux principe» plus rationnels de la nouvelle théorie dynamique do la chaleur, on admet que la chaleur se transforme en travail moteur et réciproquement, do sorte quo tout travail moteur ou résistant, toute force vive développée ou détruite dans les changements de volume ou d’état des corps, soient accompagnés d’une disparition ou d’une production de chaleur équivalente, la quantité de chaleur dépensée, dans le jeu de l’appareil Giffard, sera précisément, abstraction faite de» pertes par radiation ou contact avec le milieu ambiant, équivalente au travail moteur qui correspond à l’élévation de la quantité d’eau alimentaire du réservoir où elle est située et à son refoulement duns la chaudière sous la pression qui y existe. Mous sommes donc fondé à dire que l’appareil de M. Giffard est un appareil d’alimentation théoriquement partait pour les chaudières à vapeur. L’auteur a prouvé que les dimensions peuvent en être combinées do manière qu’il fonctionne dans des condition* matérielles qui approchent beaucoup de cette perfection théorique.

Mais les machines qui seraient construites sur les mêmes principes quo l’appareil de M. Giffard, pour être appliquées à l’élévation de l’eau, on plu* généralement à la mise en mouvement de masses liquides ou gaieuscs, la chaleur contenue dans le jet formé du mélange de la vapeur et des liquides on gaz entraînés par elle étant inutile au résultat final, seraient de très-mauvaises machines nu point de vue de l’économie du travail moteur. Ainsi, nou* avons vu que, si Ja vapeur entraîne n fois son poids d’enu ou de tout autre fluide, la force vive du jet est réduite à la fraction

— ■ — de la force vive dont la vapeur était primiti- 1 -f- »

vement animée, de tcHe sorte que la force vive perduo

est la fraction —r — r do la force vivo primitive. Cctto n -f- l

perte augmente énormément avec le rapport du poids entraîné au poids de la vapeur, et ce rapport serait en général très- grand.

Un jet do vapeur sortant avec la vitesse duc à une pression de G atmosphères peut entraîner GO fois son poids d’eau et l’élever à une hauteur qui sera à peu l /558,79 V . .

près égale à -- X ^ -jp J = 6 Autres en nombre rond. La perte de travail moteur sera, dans cette hypothèse , los — du travail total qu’aurait pu développer la vapeur agissant h pleine pression , srns détente et sans condensation, contre la pression atino* t-phérique extérieure.

Si un jet de vapeur, animé de la même vitesse quo précédemment, entraîne 10 fois son poids d’air atmosphérique, jouant ainsi le rôle de machine soufflante, quelque bien disposé que l’on suppose 1 appareil, la

pourra dépasser ^ de la farce vivo

de la vapenr,

c’cst à dire du travail théorique quo la vapeur, agissant contre la pression atmosphérique et sans condensation,

aurait pu développer.

Les appareils de ce genre, dont on fait et dont on pourrait à l’avenir faire usage, peuvent être sans doute d’un emploi avantageux, dan» des circonstances spécihles, en raison de leur extrême simplicité; mais ils n’en restent pas moins de très- mauvaises machines, an point de vue de l’ économie de la forco motrice. C’est ce dont M. Giffard s’est très-bien rendu compte. Le mérite de son ingénieuse invention consiste donc dans l’application aux chaudières à vapeur et dans l’exécution d’un appareil qui fonctionne avec une