SO
La deuxième partie de t'injecteur est un tube divergent qui, par un ralentissement progressif du jet, produit une augmentation correspondante de pression.
Soient u et û les sections à l'origine et à l'extrémité de la partie conique D ; le jet étant liquide, les variations de chaleur interne n'entrent plus en ligne de compte, et, si l'on appelle p la pression dans la section û, on aura la relation :
1. M. Ë. Haerens, Annales de» Ingénieur» de Gand, 1887, a donné une théorie complète de l'injecteur Giffard.
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c'esUà-dire pour uq rapport égal à 2 entre les diamètres, on a :
p — P» - 15 y 1000 "16 2ûf
qui Indique que l'on peut refouler l'eau à une pression à peu près équivalente à la hauteur s-
L'examen du tableau montre que l'on peut alimenter des chaudières dont la pression est bien supérieure à celle de la vapeur admise dans l'injecteur Giffard; le même tableau indique que l'appareU cesse de fonctionner, quelle que soit la pression, lorsque 0 descend assez bas ; la limite inférieure de B est plus vite atteinte lorsque la pression est élevée, et, à pression égale, lorsque l'eau d'alimentation est plus chaude à l'aspiration. On peut néanmoins encore alimenter des chaudières à pression assez basse même en prenant Teau d'alimentation à 40° (température souvent atteinte par l'eau de décharge des pompes à air). Enfin, le rapport jr de la quantité d'eau entraînée, â celle de la vapeur qui sort de la chaudière pour y rentrer lîquéSée, diminue lorsque 0 augmente.
80. — BendemerU de fim'ecteur employé comme (^>pareU d'alimentation. — Le travail utile effectué correspond à l'introduction, dans la chaudière, d'un poids d'eau y, ae trouvant à la pression atmosphérique, et qui doit être refoulé à la pression p; pour simplifier le calcul, nous pouvons supposer que le fonctionnement est réglé de telle manière que l'eau arrive sans vitesse dans la chaudière; le poids d'eau y est échauffé par l'injecteur, de la température f à la température 0. L'énergie caloriâqœ ajoutée à celle que contenait la chaudière est, par conséquent :
Idt
Nous n'avons pas à compter, dans l'effet utile produit, le kilogramme d'eau provenant de la vapeur condensée, car il est sorti sous forme de vapeur; mais nous devons, pour obtenir la dépense d'énergie, évaluer la
IHJBCTBUKS GIFFARD
quantité de chaleur nécessaire pour ramener à son étal primitif la vapeur condensée à la température 0 ; celte quantité de chaleur est :
lil est le rapport i Ay Cf.- ?<.)» + */;* idt
Le rendement de l'appareil est le rapport des deux énergies que nous venons d'évaluer :
f,'-UU+r...
Mous pouvons obtenir, par l'équation (a), la valeur du numérateur de R en observant qu'en vertu de l'hypothèse faite, nous devrons faire dans cette équation ;
ig ~~ 1000 ~
Cp.-
On trouve, après réductions :
L'injecteur est donc un appareil parfait, et ce résultat n'a rien de paradoxal, car la perte au réfrigérant, qui abaisse le rendeownt des machines thermiques, est utilisée ici d'une manière comidèLe. Nous serions arrivés à ta même coDclusion en supposant que la vitesse V est plus grande que celle qui équivaut à la hauteur de refoulement à réaliaer ; l'eau pénètre «lors dans la chaudière avec une certaine force vive qui se transforme en chaleur, sans qu'il en résulte aucune perte. Enfin, le rendement ne dépend pas de la température 6, c'est-à-dire de y. En réalité, les parois rayonnent de la chaleur (dont une partie provient du fï-ottement de la vapeur) ; ces pertes sont faibles en valeur absolue, mais elles sont assez grandes en comparaison du travail de refoulement effectué.
La pîua grande imperfection de l'injecteur provient d'une cause dont noua n'avons pas parlé et qu'il serait impossible d'évaluer, c'est la perte du trop plein lors de l'amorçage. Lorsque l'on fait fonctionner un injecteur, on commence par ouvrir en grand l'arrivée de l'eau froide, ce qui s'obtient en général par un mouvement longitudinal de la lance de va-
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i12 APPAREILS A JET
peur par rapport à la chambre C ; la quantité y commence donc par être très grande, el la vitesse du mélange est insufSFante pour produire le refoulement ; la veine, au lieu de pénétrer dans la tuyère, est rejetée à l'extérieur, et avec elle la quantité de chaleur interne amenée par la vapeur et par le travail de condensation ; on diminue peu à peu la quantité d'eau teoiAe jusqu'à ce que, par l'augmentation de y, l'injecteur s'amorce .
Dans une expérience faite par Reech, et rapportée par plusieurs auteurs, on a mesuré expérimentalement y et 6; on a donc pu déterminer, pour 1 kilogramme de vapeur dépensée dans des conditions données de pression, la valeur de R ; on a trouvé :
R = 0,866, arec y = 16
D'autres expériences ont été beaucoup moins favorables à l'injecteur; lorsque l'on compare cet appareil à une pompe alimentaire mue par un moteur à vapeur (soit un moteur spécial, ou, ce qui vaut mieux, au point de vue du rendement, le moteur principal), on lui trouve théoriquement une grande supériorité provenant de ce que, dans le moteur, la chaleur versée au réfrigérant est perdue ('); cette chaleur représente au moins les 0,9 de celle empruntée à la chaudière; mais, dans l'application, les pertes de l'injecteur annulent cet avantage dans la plupart des cas.
81. — Éjecteur ou éjectewr-injecleur employé pour Vèlévation des eaux ('). — La chaleur, communiquée à l'eau refoulée est ici entièrement perdue pour l'effet que l'on veut produire ; en supposant que l'appareil soit placé, ainsi que la chaudière, au niveau de la nappe à aspirer, le travail utile effectué sera, pour chaque kilogramme de vapeur dépensé :
Nous supposerons que l'iiy'ection est réglée de manière à ce que — corresponde à la hauteur d'élévation ; s'il n'en était pas ainsi, l'eau arriverait au niveau supérieur animée d'une certaine force vive, qui serait évidemment perdue.
1. II n'est pas impossible, cependant, d'employer l'échappement du petit moteur pour échauffer l'eau de la pompe, mais cette disposition n'est pas usitôe. 3. Voir > Fascicule.
ÉJBGTBUR 113
La chaleur dépensée est celle nécessaire pour remplacer, dans la chaudière, le kilogramme de vapeur disparu, c'esl-à-dire, puisqu'Q faut d'abord le refouler de la pression p^ à la pression de la chaudière :
A (p, - Pa) « -\-Jl' Idt + r, X,
A (1 +ff) ^
OU, en tenant compte de l'équation (a) :
(1 + y)/,' 'dt
A(p. -pa)u+f^'Udt + r,^,
On peut trouver des valeurs de R en opérant comme nous l'avons fait au n" 79 : on forme ainsi le tableau suivant, calculé en négligeant le terme A (p, — p^ u qvà est très faible, et en supposant que x, := 1.
l, = I33-,9I(3'-.iii.)
SO
On constate que le rendement est toujours extrêmement faible ; dans
les meilleures conditions du tableau ci-dessus, il n'est que le -g- de
celui d'une pompe actionnée par un bon moteur à vapeur à condensation.
Il est vrai qu'on trouve avantage, dans le cas qui nous occupe, à faire
K&OaINU THIKHICJUBS. 8
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