MACHINES A VAPEUR
La plupart des constructeurs se bornent à copier des ma> chines déjà construites. Nous allons montrer, par un exemple, ce qu^on peut faire dans cette voie. Dans ce but, je me proposerai 1^ problème suivant :
Une machine à vapeur étant donnée, en construire une autre marchant à la même vitesse , et faisant le même traitait ai^ec moins de dépense.
Je prendrai pour exemple la machine à vapeur de M. C. , filateur à la Louvière-lezrLille.
DOIENSICmS DES PRINCIPAUX ORGANES DE LA MACHINE.
RayoD du petit cylindre r = o™, 1 7 ,
Rayon du grand cylindre r, = 0^,276,
Section droite du petit cylindre a = ô"*i,09o8,
Section droite du grand cylindre «1= 0^*1,2393 ,
Course du piston du petit cylindre. ... / = i'",o6,
Course du piston du grand cylindre. . . /, = i",52i ,
Course d'admission de la vapeur /' = /,
Liberté du. petit cylindre c == o",o8,
Liberté du grand cylindre c, =^ o™,o8,
Pression d'admission P=r3- atm=^ 36172*^*',
Pression dans le condenseur cr = — alm = 2176^'*,
Nombre des courses par minute N = 62 .
%iS QUIHKIÈME LEÇOH.
Si ronmégligejes volumes dee boites à vapeur eft conduits aboufcissaiits, les fctrmules (no), ('17), '(tp) du numëro prëcédent^ devieanènt respeotiveineiit
— N' --f-t» «i/. --a.rjog— ^1- — ),
\q l\ ^ 'al^a,c,'\-ac ]
i^^\ c ^ (w -4- 7 P) <y (/^ -4- g) fl| (/. -f- c.) — aaxcc,{n 4- lycr)
aJi-j- OiCi-^ ac
Si dans les deux dernières formules, on substitue les données précédentes, et qu'on se rappelle qu'Ici /'=/, on trouve les résultats suivants :
Force totale de la machine = 8o*^,565,
Vaporisation p^ir heure ...'... = 6i9**',8.
En supposant que i kilogramme de charbon produise 6 kilogrammes de vapeur, on a
Gomommâtion de trombustible par heure. . =r it>3^'' .
La machine ci-dessus brûle en 12 heures i5 hedoliires de charbon. Or i hectolitre de charbon, tel qu'on remploie à Lille, pèse environ 89 kilogrammes; par conséquent la machine de M. C. brûlé par heure environ m kilogrammes. On peut remarquer que ce résultat s'écarte peu de celui fourni par le calcul .
Adoptons maintenant pour la nouvelle machine :
Les mêmes courses des pistons;
Les mêmes libertés des cylindres ;
Le même rapport entre les sections des cylindres, et supposons de plus que la pression d'admission soit de 5 atmosphères.
Si l'on réduit la formule (20) à son premier terme , on trouve d'abord
DE LA DÉTBHTB DU «ÂXIMUM D^EFFET. aSo
On a ensuite, pour déterDiiiier a et Ui : i^. L'équation
a°. L'équation (ûi), qu'on peut écrire sous la forme
(24) Ma — M'fl, =T«.
De là on tire
Mais ici
"■ Mt — M''
la
Mf — m"
partant
a =r o*'^,i72o, d'où r='0"»,234,
!?,= 0*^,4533, d*où r.= o",38b.
On obtient ensuite par la formule (22)
Vaporisation par heure 44^^*^^^f
Économie d'eau par heure. • . . 17 1^*^ environ 27 pour 100.
On calculerait de la même manière les dimensions des cylindres d'une machine, marchant a la même vitesse que la machine ci -dessus, et qui, pour la même dépense, ferait beaucoup plus de fotx;e.
THÉORIE DE LA MACHINE A VAPEUR, EN TENANT COMPTE DES CONDENSATIONS QUI SE FONT PENDANT LA DÉTENTE.
60. J'ai exposé, dans ce qui précède, la théorie de la machiDe à sapeur en leiiaut compte de tous les espaces libres •du système distributeur. Mais cette ibéoric suppose que la vapeur n'éprouve pas de condeusalioiis pendant qu'elle se détend dans la maehine; or celte hypothèse, qui paraît sensiblement exacte pour les machines munies de l'enveloppe de Watt, cesse de l'être quand elles en sont dépourvues. Rechercher l'influence de ce nouvel élémeut perturbateur, tel est le but que je me suis proposé dans cette leçon.
MACHINES A SEtlI. CVLINDHE!
S' étant toujours le volume d( et sous la pression P, on aura
S" étant aussi le volume Je vapeur pendant la détente, ei quand le piston est à la distance z de l'extrémité du cylindre par où arrive la vapeur, on aura pareillement
hijp
- VP
Enfin, si l'on désigne par S le volume d'eau capable de produire S* sous la pression d'admission P, et par e un coeflîcieni fonction de z dépendant de l'état ibcrmal du cylindre,
THÉORIE DE LA MÂCHIIIE A VAPEUR. ^k^l
on aura les deux nouvelles relations
Gomme la loi de la condensation de la vapeur pendant la détente est inconnue , il nous reste à faire une hypothèse qui ne puisse s'écarter beaucoup de la vérité, et il nous a paru quon poux^ait admettre F uniformité de la condensation pen^ dant la détente. Diaprés cela, si Ton nomme 5 le volume deau qui résulte de la vapeur condensée en une course, ce volume deviendra
lorsque le piston sera, dans le cylindre, à la hauteur z . Mais la quantité de vapeur condensée est aussi équivalente à
égalant ces deux valeurs, et résolvant Téquation résultante par
s rapport à e, il vient en posant, pour abréger, m = — - — -;t,
On tire des deux équations (3) et (4),
Substituant dans cette relation les valeurs (i) et (a) de S' et de S", on trouve
^^'-*l az + p + 6 9'
et en inetlaiit pour
'aleur,
Si l'on fait fJans celle formule
lite on remplace m p
cur, il vient
Si <laiis celle écpialion on nu conserve que le terme multiplié pari — l"P)) ^^ qu'ensuite on résolte réqualion résultante
par rapport à -, on tronvo à irès-peu près " + ?"• «M
' ' S „ 4- 9 P fl/' + flc -H p + 6
lafjiiellc servira à (k-Lciminer - par l'oliservation de ;:' et de V. Si dans l'équation (g) on fait encore ït'^ bj, on aura jniur déierminflr la course d'admissio» du maximum d'effet
J or+p + fl g/' + oc + p -|- 6 n -t- //n S al -h ac+p~i-9
Jlemarquons mainlenant que le liavail do la vapeur, rclati
