AIR COMPRIMÉ

l'établissement de ces câbles eut été impossible, mais l'air comprimé fournit la véritable solution pratique du problème, il parait établi que Colladon, de Genève, avait présenté à l'État Sarde, en 1852, un ensemble de dispositions relatives à l'emploi de l'air comprimé, comprenant la description de pompes de compression avec refroidissement par injection. En 1853, Sommeiller Grantis et Gratoni font breveter un bélier compresseur actionné directement par colonne d'eau ; plusieurs appareils de ce système, installés à Modane et à Bardonnèche, devaient fournir l'air comprimé aux deux têtes du tunnel ; ils ont été démontés sans avoir pu rendre aucun service ('); ils ont été remplacés par le compresseur à colonnes liquides de Sommeiller, breveté en 1860. Cet appareil, sorti en réalité de la collaboration prêtée à l'inventeur par la Société Cockerill et en particulier par U. Kraft, a rendu les plus grands services pour l'achèvement du premier tunnel percé sous les Alpes (').

Fig. 3G

1. Cet appareil agissait comme le bélier hydraulique ordinaire (7* rasa., n« H6), sauf que la soupape généralement automatique de celui-ci était manœuvrée par une petite machine à colonne d'eau. Le retrait de la colonne apiès le coup de bélier déterminait l'aspiration de l'air, et la force vive de la colonne au coup suivant était employée a effectuer le travail de compression et le refoulement dans la canalisation.

Cette idée a été reprise plus récemment par Pearsal [Vnvia. ouvrage cité, p. 183); enfin', un autre mode de compression directe imaginé par Tayior est signalé comme ayant reçu deux applications au Canada (Engg., 1S98-1-563).

2. Ce premier compresseur est décrit dans le Portefeuille det machines, 1862, pi. 1 à, 4, il était actionné par des roues hydrauliques.

C01IPRESSKUH3

L'importance des colonnes liquides condamnaient le compresseur Sommeiller à une marcbe lente qui le rendait encombrant et peu propre à être commandé par turbines ou par machines à vapeur; il est resté assez longtemps eu usage sous la forme de la figure 36 ; l'air est aspiré par les soupapes latérales a, et refoulé par celles établies en r au sommet des colonnes C et C\

L'emploi de l'eau comme intermédiaire entre le piston et l'air se justifie par plusieurs raisons : le refroidissement nécessaire pour rapprocher la courbe de compression de la loi isothermique, la suppression de l'espace nuisible, et enfin la réduction des fuites de piston. Pour atteindre le but, une petite quantité d'eau doit être admise pour faire le plein; elle est distribuée par une canalisation spéciale aux deux auges qui entourent les soupapes d'aspiration. L'excès d'eau est refoulé dans la conduite et est extrait par des purgeurs placés au bas des réservoirs. Ces premiers compresseurs ont servi de point de départ à de nombreuses modifications.

34. — Théorie des compresseurs ■ — Envisageons d'abord un cylindre sans espace nuisible, et supposons que les soupapes d'aspiration et de refoulement ne donnent lieu à aucune perle de charge ; supposons de plus que le volume du réservoir soit infini. L'aspiration se fait à la pression atmosphérique suivant la ligne Ail du diagramme (fig. 37), la loi de compression BC est influencée par la quantité de chaleur enlevée pendant l'opération. Comme les moyens réfrigérants se résument à l'emploi de l'eau à la température ambiante, et que, d'autre part, la suppression de tout refroidissement extérieur laisse subsister l'action des parois, la "•• 37

.ligne de compression BC est comprise entre l'isothermique BC a) et l'adia-

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batiqaeBC,. Dans le premier cas, la température serait constante et égale à celle de l'air aspiré ; dans le second cas, elle augmenterait avec le taux de la compression suivant une loi connue. Nous rappelons ici les résultats trouvés dans le troisième fascicule (n** 14 et 15} l'air ou le gaz étant supposés secs.

Désignons par p t v t et t, la pression, le volume etla température au commencement de la compression; par p.w, la pression et le volume à la fin de la compression isotliermique ; par p et v la pression et le volume pour un point intermédiaire quelconque ; on a pour l'équation de la loi de compression :

pr=p l vi=p 1 r,

pour la chaleur à enlever :

q = ( a +t,)(C- c)i„£* Pi

pour le travail à dépenser," représenté sur le diagramme par 6BC c„ ou par ABC D :

ou, en désignant par n le taux delà compression, c'est-à-dire le rapport de la pression finale p, à la pression initiale jp, : Tli = P* v, U n

Pour la compression adiabatique BC„ on a pour l'équation de la

courbe :

pv — p, V,

i étant le rapport des chaleurs spécifiques à pression constante et à volume constant, qui peut être pris égal à 1,41.

La température t,h la fin de la compression est ici donnée en fonction du volume v', ou de la pression p, par les relations :

« + <■ \o'J \PlJ

Le travail ABG.D esl donné par :

ï<* =:r=Tï (F. "'.-J>i»i>

COMPRESSEES

Comme l'air reprend la température ambiante après son refoulement dans les réservoirs, l'effet obtenu est indépendant de la loi de compression ; il y a intérêt, pour dépenser le moins de travail possible, à réaliser la compression isothermique . Le rapport entre les travaux T„ d et T„ est donc intéressant à considérer, il a pour valeur :

Pratiquement, laloi décompression est toujours donnée par une équation de la forme :

p p* = Pl Pl *

k ayant une valeur comprise entre 1 et y ; et le travail dépensé pour l'aspiration, la compression et le refoulement est alors donné par l'expression :

On peut chercher la valeur du rapport de T à T,, pour différentes valeurs de n, en donnant à k des valeurs comprises entre 1 (compression isothermique) et ? (compression adiabatique). On obtient ainsi le tableau suivant :

T„ rf

fc = 1.2