CHAPITRE III

Appareils fonctionnant par communication de force vive.

145. -— Bélier hydraulique. — Cette machine a été inventée au siècle dernier par Montgolfier ; elle se compose d'une colonne de prise d'eau CC (fig.142), aboutissant à une chambre munie d'une soupape de décharges, à laquelle un contrepoids communique une tendance à. s'ouvrir. Une colonne de refoulement C G' se détache de la chambre, et pénètre dans un réservoir N; une soupape S' est disposée sur le tuyau C à son point d'entrée dans le réservoir.

La soupape S' étant fermée, l'eau de la colonne C s'écoule par S en vertu de la hauteur H ; le mouvement tend très rapidement vers l'unifor-

mité, mais la diminution de pression produite par la nappe qui s^échappe entre la soupape S et son siège ferme brusquement celle-ci; la force we de la colonne G, ne pouvant s'éteindre instantanément, met en mouvement la colonne C; le travail résistant qui en résulte ramène progressivement la colonne au repos ; à ce moment la soupape S s'ouvre, etc.

Le jeu de l'appareil est donc automatique ; le réservoir d'air N a pour objet de rendre le choc élastique, et de diminuer ainsi la perte de force vive; la longueur C'S' doit être aussi réduite que possible.

Si Q est le volume dépensé par la soupape S, H la hauteur de chute, 0' le volume refoulé à la hauteur H' au-dessus du niveau de la prise d'eau, le rendement a pour expression :

^ QH

On a donc nécessairement :

Eytelwein, et après lui Morin, ont étudié expérimentalement le bélier hydraulique ; ils sont arrivés à des résultats que nous nous bornons à consigner (*) :

!•* La section libre de la soupape d'arrêt doit être égale à la section , ransversale de la conduite C ;

2^ Le rendement de l'appareil est donné approximativement par :

Il diminue quand la hauteur d'élévation augmente, et devient insignifiant lorsque :

La soupape d'arrêt S est d'un réglage déhcat.

On a construit des béliers hydrauliques à soupape commandée. (Bélier compresseur employé au Mont-Cenis.)

. 1. Morin, Des machines et appareils destinés à Vélécation des eaux.

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Les expériences d'Eytelwein ont établi que le bélier atteint parfois un rendement de 0,80 ; cette machine est cependant d'un emploi exceptionnel, surtout pour des volumes d'eau notables, à cause de la violence des chocs qui s'y produisent.

146. — Bélier aspirateur de M. de Caligny (*). — On doit à M. le marquis de Caligny plusieurs machines basées sur les oscillations de l'eau (*) ; son bélier aspirateur (flg. 143) peut être utilisé pour épuiser l'eau d'un bassin B, et l'élever dans le bassin B', lorsque l'on dispose d'une certaine quantité d'eau % un niveau R plus élevé. Si l'on suppose la soupape S ouverte par l'effet du contrepoids jo, la soupape S' fermée par la pression intérieure, l'eau se met en mouvement dans le tuyau C S C. La diminution de pression qui se produit entre la soupape S et son siège la ferme bientôt brusquement, la colonne S' C continue son mouvement et aspire l'eau derrière elle par la soupape S', jusqu'au moment où elle rentre au repos; puis la soupape S s'ouvre, etc.

1^1. — Appareils à jet de vapeur, — La théorie des éjecteurs, étant un cas particuher de celle de l'injecteur Giffard, trouve mieux sa place à côté de ces appareils. Il n'est pas inutile de rappeler que l'injecteur* Giffard donne un rendement comparable à celui des meilleures pompes lorsque l'on utilise la chaleur du mélange d'eau et de vapeur, comme on le fait pour l'alimentation des générateurs.

Mais lorsqu'il s'agit d'une simple élévation d'eau, l'emploi de l'éjectour n'est pas économique, et n'a sa raison d'être que pour des usages temporaires où la faciUté d'installation est un grand avantage ; les éjecteurs peuvent rendre des services pour l'élévation des liquides corrosifs ; on les construit parfois en porcelaine.

148. —Appareils à jet d'eau, — L'injecteur à jet d'eau permet, au moyen d'une chute II (fig. 144), de refouler à la hauteur II' au-dessus de la nappe inférieure, une certaine quantité d'eau puisée au niveau de cette nappe et qui s'ajoute au volume du jet.

Toutes les circonstances de hauteur étant données, ainsi que les sections, on peut se proposer de déterminer le volume Q, puisé au réservoir' supérieur, et le volume Q^ puisé au bassin d'ahmentation ; on trouvera