CONDENSATION

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Condensation,

134. — Nous avons développé au n" il8 les considérations qui permetlent d'envisager le fonctionnement du condenseur, abstraction faite de la pompe à air ; mais celle-ci est nécessaire, dans les condenseurs par surface, pour maintenir le vide malgré les rentrées d|alr accidentelles, qu'il est impossible d'éviter d'une manière absolue. Dans les condenseurs à injection, on doit se préoccuper, en outre, de l'air amené en dissolution dans l'eau froide, et qui se dégage partiellement à cause de l'élévation de température et de la chute de pression maintenue dans le condenseur.

On sait que la vapeur se forme, dans une enceinte renfermant de l'air, comme dans le vide ; sa tension, qui dépend de la température de l'eau, s'ajoute à la pression de l'air.

Lorsque la pression de l'air est celle de l'atmosphère, il n'y a aucun avantage à condenser la vapeur, car, en supposant même que le refroidissement soit tel que la tension de la vapeur devint négligeable, la contrepression dans le cylindre devrait être égale à la pression atmosphérique ; les machines sans condensation peuvent être envisagées comme des machines dans lesquelles la condensation s'opérerait à la température de 100°, malgré que l'atmosphère se trouve à une temp^ rature beaucoup plus basse.

II résulte de ces remarques que la température inférieure à considérer dans le cycle peut être supérieure à celle du réfrigérant, non seulement pour les raisons exposées aux numéros 13â et 133, mais encore parce que le condenseur renferme une certaine quantité d'air qui relève la tension dans ce récipient; comme la vapeur doit s'écouler néanmoins du cylindre vers le condenseur, la pression dans le cylindre, pendant l'échappement, doit être au moins égale à la tension de la vapeur dans le condenseur (celle qui correspond à T',), augmentée de la tension de l'air.

Ainsi, supposons que le condenseur se trouve à la température de 40", la pression correspondante est 0 k. 0747 par centimètre carré ; si la teo-

BioQ de l'air est en même temps de Ok. 10, la température dans le cylindre, en négligeant toute perte par étranglement, ne pourra être inférieure à 51° environ, qui donne pour la vapeur saturée une pression égale à la somme des valeurs ci-dessus.

Comme le rendement des cycles est affecté par la diminution de l'écart des températures, surtout lorsqu'elle provient de l'élévation de la température inférieure, il en résulte que la présence de l'air au condenseur est une cause fort importante de perle d'effet utile.

La pression qui s'établit au condenseur dépend à la fois du poids d'air qui pénètre dans ce récipient et du volume extrait par la pompe à air; le régime qui s'établit est tel que le poids d'air qui se dégaj^ dans le condenseur par suite des fuites et du gaz dissout, est égal au poids extrait par la pompe. Cette question sera du reste examinée avec plus de détails dans un autre fascicule.

135.—- Dans le calcul de la quantité d'eau à injecter ('), on raisonne d'ordinaire comme si le mélange qui remplit le cylindre à l'extrémité de la course du piston était condensé sous la pression correspondante; or il n'en est ainsi que lorsque la détente est complète; dans ce cas, en effet, la condensation s'opère à la température constante qui correspond à la saturation, et le travail du piston réintroduit dans le mélange la chaleur latente externe; le condenseur doit, par conséquent, enlever au kilogramme de vapeur qui se condense la chaleur de vaporisation r^ si l'on injecte l'eau froide peu à peu, et en la mélangeant à l'eau chaude du condenseur, de manière à ne pas créer de chute de température, on aura finalement échauffé de tg à t, toute l'eau d'injection ; si on appelle P le poids d'eau iroide introduit, on devra avoir, en supposant égale à l'unité la chaleur spécifique de l'eau :

et l'équation est correcte lorsque le phénomène de condensation se produit comme nous l'avons imaginé.

La quantité de chaleur qui a été employée à échauffer l'eau est du reste représentée, comme nous l'avons vu depuis longtemps, par le rectangle K c (fig. 91). En supposant le titre égal à l'unité, ce qui peut à la

1, Ou de 1& quantité de chaleur à enlever aux condenseurs par surf&ce.

326 MACHINES A TAPBUR

Le TOliime reste constanL, et l'on a par conséquent :

D'ailleurs, la quantité de chaleur enlevée pendant la IransformalioD C"£ est égale àr,a;";ona donc, en tenant compte des deux expressions qui précèdent :

p ((, — (o)= î' — î. + [»■' — Ap' («' — »)]*' + Ap, {t^ - u) x'

Lorsque l'on fait a^ = l et que l'on néglige le dernier tenne, dont l'influence n'est pas grande, on trouve ;

P 9'-g. + p' tt-ta

et, en se servant de la valeur de p donnée au numéro 47 :

tandis que la formule que l'on applique ordinairement, est :

■ t,~ta

Comme on le voit, l'écart entre les deux valeurs n'est pas très considérable ('). Ce calcul nécessiterait du reste encore une correction à cause de l'étranglement à l'échappement, du frottement dans la conduite reliant le cyUndre au condenseur, et de la tension de l'air du con-

Lorsque l'on tient compte de l'influence des parois, il faut ajouter à la chaleur dont nous avons fait te calcul, celle qui est communiquée à la vapeur, pendant l'échappement, par les parois du cylindre ; les théories exposées au numéro i26nousonL donné l'expression graphique de cette