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On donne au petit cylindre les mêmes proportions relatives que dans les machines monocylindriques, c'est-à-dire que la course est 2 à 2,5 fois le diamètre ; on adopte la même course poiîr le grand piston.

Lorsque la charge est variable, l'introduction au petit cylindre est modifiée par le régulateur ou autrement, et il n*est plus possible, en maintenant constante Tintroduction au grand cylindre, d'égaliser les deux travaux; ainsi, lorsque l'introduction passe de AB à AB', le travail dans le grand cylindre augmente notablement relativement à l'autre ; si l'introduction a lieu à pleine course dans le petit cylindre, le petit cylindre n'effectue plus même aucun travail.

D'ailleurs, les organes du cylindre à basse pression ne sont généralement pas calculés pour résister à la pression de la chaudière, et, par mesure de précaution, on place sur le réservoir intermédiaire une soupape qui doit se lever pour la pression limite qu'on veut admettre au grand cylindre.

11 faut donc, lorsque la charge varie dans d'assez larges limites, modifier à la fois l'introduction aux deux cylindres; pour conserver une pression constante au réservoir intermédiaire, il est facile de voir que les volumes introduits dans les cylindres devraient varier dans le même

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rapport ; si l'on s'imposait la condition que les travaux doivent rester égaux, on serait conduit à une condition un peu différente. Dans les deux cas, on voit réapparaître la perte triangulaire CCD".

Il existe cependant beaucoup de machines compound dans lesquelles le réglage du grand cylindre est fixe; l'introduction y est établie de manière à égaliser les travaux pour une valeur moyenne de la charge; lorsque l'introduction au petit cylindre s'abaisse, ce cylindre fait plus 'de travail que le grand, et vice versa.

Dans la plupart des cas, l'introduction au grand cylindre est variable à la main ou par l'action du régulateur; on adopte aussi quelquefois une solution mixte : le régulateur, qui commande toujours l'introduction au petit cylindre, ne commence à intervenir sur celle du grand qu'à partir d'une certaine limite.

Dans les machines marines et les locomotives, où l'appareil de détente est une coulisse actionnée pour les deux cylindres par le même arbre de relevage, l'introduction varie en même temps aux deux cylindres.

39. — Influence de la perte triangulaire. — Si l'on se base sur le diagramme représentant le travail, cette perte est incontestable, même en tenant compte de ce qu'ont d'approximatif les courbes de détente ; mais, au point de vue thermique, le problème est tout différent. Lorsque la vapeur passe du cylindre à haute pression au réservoir intermédiaire, et y subit une chute de pression notable, le phénomène qui se produit est comparable à celui qui sert de démonstration à la loi de Joule (3® fascicule, n« 8), attendu qu'il n'y a pas de travail extérieur produit; le réservoir bénéficie de la chaleur interne apportée par la vapeur, et certaines modifications de titre se produisent qui rendent la perte moins grande que ce que l'on pourrait supposer (*).

On sait que les cycles de rendement maximum ne comportent que des transformations isothermiques et des transformations adiabatiques (ou isodiabatiques) réversibles ; on peut donc dire, a priori, que toute chute brusque de pression occasionne une perte en utilisant la chaleur à une température moindre que si la perte de pression n'existait pas.

D'ailleurs, on peut se rendre compte d'une manière plus complète de l'infériorité de rendement de la machine présentant une chute de

1. On a même invoqué à tort ce raisonnement pour mettre en doute la perte triangulaire.

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pression; soient abcde (fig. 66) le diagramme du cylindre à haute pression, efgh celui du grand cylindre ; l'effet de la chute de pression est'

Fig. 66.

d'envoyer au grand cylindre la chaleur interne représentée par la surface ^i^it* ®^> P^r conséquent, pour obtenir l'état f^ de la vapeur après l'introduction au grand cylindre, nous devrons porter la surface f\ f^ nm égale à c^d^f^\ le point/ n'estdonc plus sur le prolongement de l'adiabatique bc.

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Les diagramme s thermiques correspondants sont a. 6, c^ d, e^ et e, /, g^ hjc^ (voir 3® fascicule). Or, la machine sans chute de pression aurait pour diagrammes thenniques les surfaces afij^e^ et c, flxh\\ pour la noième quantité de chaleur empruntée à la chaudière, cette machine emiporte donc au réfrigérant une moindre quantité de chaleur, le gain ainsi opéré est représenté par la surface g^ nmx.

L'action de la paroi modifie ces diagrammes, mais si Ton observe que la détente au grand cylindre n'est jamais complète, au moins dans les machines à condensation, on voit que la quantité de chaleur f^f^g^x* ne sera que partiellement restituée au diagramme du grand cylindre, de sorte que la perte triangulaire est en réalité presque complète; il faut donc veiller à ce que la chute de pression soit aussi réduite que possible.

40. — Maximum de puissance. — Ce maximum est réglé par le volume du petit cylindre ; il est donc de beaucoup inférieur à celui d'une machine monocylindrique réalisant la même puissance normale dans les mêmes conditions de détente (*). Lorsqu'on établit un moteur d'usine, on prévoit souvent pour l'avenir des accroissements de charge; ceux-ci sont d'autant plus possibles que le petit cylindre est plus grand. Pour des moteurs à condensation, le rapport des sections admis par les constructeurs en vogue varie de 2,8 à 2,7; c'est surtout lorsque la distribution ne permet pas de réaliser de grandes introductions au petit cylindre, comme dans certains systèmes à déclenchement, qu'il y a lieu d'augmenter les proportions relatives du petit cylindre.

41. — Volume et disposition du réservoir. — La pression a été déterminée en supposant le réservoir de volume infini; mais, en fait, on peut employer des réservoirs de volume très réduit sans observer de grandes variations dans la pression, et ce volume paraît sans influence sur le rendement. Le volume des conduits de communication entre les cylindres et des chapelles du grand cylindre serait presque toujours suffisant pour former le réservoir, surtout lorsque le volant est au milieu de l'arbre, les cylindres étant alors assez écartés ; mais il faut viser à séparer l'eau qui se forme par condensation dans le réservoir, et celle qui

1. C'est ce qu'on expritne en disant que la machine compound est moins élastique que la machine monocylindrique ; cette différence s*accentue encore dans les machines à triple et à quadruple expansion.

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pourrait ne pas être revaporisée pendant l'échappement du petit cylindre. Dans ce but, il faut que la vitesse de passage soit suffisamment réduite dans le trajet entre les deux cylindres, et, pour cette raison, il est bon d'adopter un véritable réservoir, avec des dispositions convenables pour le drainage.

L'évacuation des eaux de purge du réservoir se fait ordinairement par un purgeur automatique (4® fascicule, n^ 115); il peut arriver, lorsque la machine est peu chargée, que la pression du réservoir descende en dessous de la pression atmosphérique ; dans ce cas, le purgeur auloma tique, au lieu d'évacuer l'eau, donnerait lieu à une rentrée d'air, à moins que Ton ne puisse faire descendre le tuyau de décharge assez bas et le faire plonger dans l'eau. Cette disposition peut cependant être la source d'un danger, et créer à un moment donné une rentrée d'eau dans le receiver.

On peut aussi employer une pompe spéciale de purge qui extrait l'eau et la refoule aux chaudières, ou à un filtre de dégraissage s'il y a lieu; dans ce dernier cas, elle est reprise par la pompe alimentaire. On pourrait aussi faire passer l'eau alimentaire dans un réchauflfeur à surface à contre-courant.

Dans divers essais de machines compound horizontales, nous avons trouvé que la quantité d'eau recueillie au réservoir variait de 1 ,5 à 4 ^ du poids de vapeur dépensé par la machine.

42. — ^ Calcul plus complet de Id pression dans le réservoir. — Au lieu de supposer le réservoir indéfini comme précédemment, on peut déterminer, pour chaque position de l'arbre, la pression du réservoir en tenant compte de son volume réel, et tracer d'une manière plus exacte la ligne d'échappement du petit cylindre et la ligne d'introduction du grand cylindre. Pour faire ce calcul, il faut tenir compte du volume variable qui s'ajoute au réservoir pendant les périodes de communication entre les cylindres et le réservoir, et relier par un nombre d'équations suffisant le volume et la pression de la vapeur au moment où les communications s'ouvrent ou se ferment ; il doit être tenu compte des espaces nuisibles.

Nous avons fait ces calculs pour des machines existantes, en tenant compte de l'obliquité des bielles (*) ; nous avons trouvé que la pression

1. Note sur les diagrammes de deux machines marines (Annales de V Association des Ingénieurs de Gand, 1886).

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absolue au réservoir, dans des circonstances données, oscillait entre 1^,89 et 21^,11 par cm*, le réservoir ayant un volume de 1°*,899, tandis que le volume engendré par le grand piston était del"^,539; Thypothèse du réservoir infini donnait 2^,156 par cm*. Dans un autre cas, la pression oscillait entre 1^,87 et 2^,13, la pression calculée était 2^,21 ; les volumes du réservoir et du grand cylindre étaient 1"',746 et l^'^Sâ? respectivement.

La question a été résolue par quelques auteurs d'une manière entièrement graphique; M. Unwin emploie un procédé commode pour représenter les volumes auxquels s'appliquent les équations (').

Nous n'entrerons pas à ce sujet dans plus de développements, car dans les calculs de l'espèce, Fhypothèse admise exclut à l'avance toute exactitude ; d'ailleurs, le rôle des parois, les étranglements et les pertes de charge, sont autant de raisons qui empêchent la concordance entre la réalité et les résultats des calculs. Nous avons toujours constaté, même avec de faibles volumes de réservoirs, que. la pression y variait fort peu, au point de donner à la ligne d'échappement du petit cylindre une forme rectiligne.

43. — Diagramme du réservoir. — Il y aurait lieu de se préoccuper de cette variation Je pression dans des cas exceptionnels, tel est celui, par exemple, que l'on rencontre dans les moteurs Willans (15) et quelques autres moteurs spéciaux (*). Dans les moteurs Willans, le réservoir, (fig. 67j est constitué par le volume R, , compris entre des parois fixes et la paroi mobile du piston à haute pression ; les variations de pression du réservoir pendant le tour entier ont par conséquent pour effet de communiquer au piston un certain travail qui ne serait nullement accusé par la surface des diagrammes relevés sur les cylindres C^ et C,. Le réservoir intermédiaire fonctionne, dans une faible mesure, comme un cylindre à simple effet, et le travail effectué sur la face inférieure du piston Fig. 67