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S 5. COMPARAISON DE LA MÉTHODE ANGLAISE A CELLE PROPOSEE EN FRANGE POUR ÉVALUER LA FORCE DES MACHINES A BASSE PRESSION.
L'unilé de travail des machines à vapeur généralement admise en France étant égale à 4800kilognniétres par minute ou 76 kilogramètres par seconde, la formule qui donne la force en chevaui-vapeur des machines à basse pression (note VIII«, art. 1) est
ou
F— 75 xn
dans laquelle p eîprime la pression de la vapeur qui arrive sur le piston ,
cette pression étant égale à 1.033 kil^ramme par centimètre carré quand le manomètre est i zéro, et à 1.2912 kilogramme quand le manomètre marque 19 centimètres ou une pression ûei \ atmosphère ; p' représente la pression dans le condenseur, estimée moyennement par M. Poncelet à O.IS kilogramme par centimètre carré; / est le coefficient de correction de la formule théorique pour obtenir le travail ou Teffet utile de la machine- en tenant compte des résistances nuisibles produites par les frottements , etc.
Les valeurs suivantes de font été proposées par M. Poncelet pour les
machines à basse pression , d'a{Nrès les résultats d'expériences directes faites
au moyen du frein dynanométrique.
Force da maehiiiet
en
ebevauz-vapeur.
En très bon état d'entretien.
d'entretien.
ft à 8
30 à liO
S8 CHAP. II. — APPAREILS A VAPEUR UARIirS.
Remplaçant p et p' par leurs valeurs p= 1.2912 kilogramme, p'^=0.15 kilogramme, on a
Ii500
En prenant pour fle& plus petites valeurs qui correspondent à téiat ordi naire d* entretien , cette formule devient
„. 0.376 XfiPXN , ,. , ., o u
F' = TTTTr-^^ — ' pour les machmes de 4 a 8 chevaux :
F'' = ^ — rf^- > pour les machines de 10 à 20 clievaux ;
F''' =-: — ^ , pour les machines de 30 à SO chevaux ;
F'^ = - — ?^ ^ , pour les machines de 60 à 100 chevaux. Et Ton aurait , d'apfès les dimensions des machines de la Table 3%
Forée nomiiiale
cheraux-vapenr.
Diamètre
do cyUndre
en centimètrea.
Nombre de mètres
ptreouma
par le pialon
dans une minute.
r Moe réttie
chefWEK-vapeur.
ffif
GOAP. II. — APPAREILS A VAPEUR MARIIIS. 59
Si i*oii en excepte les petites machines, on voit qu'avec le même diamètre de cylindre la force réelle ou effective est estimée beaucoup plus haut que par la méthode anglaise. Les valeurs du coefficient de correction f^ qui varie suivant la force nominale des machines, ont été déduites d'un très petit nombre d'expériences dont l'exactitude peut paraître douteuse , eu égard aux difficultés que présente l'emploi du frein dynanométrique. Un grand nombre d'applications, au contraire, ont servi de base à la méthode de Watt, qui admet que le coefficient de correction reste le même quelle que soit la force nominale de la machine. Et en effet , si les grandes machines sont plus avantageuses que les petites , parce qu'elles ont des course^ de piston plus longues et que les pertes occasionnées par les résistances nuisibles y sont proportionnellement moindres , d'un autre côté aussi leur application aux arts , principalement à la navigation maritime , où l'on ne peut fiiire usage d'engrenages , exige que le piston, qui doit battre un nombre suffisant et déterminé de coups, se meuve avec une vitesse absolue croissant en proportion de la longueur de sa course , et que par conséquent , dans les grandes machines , il se dérobe avec plus de rapidité à l'action de la vapeur que dans les petites; de telle sorte que la pression effective exercée par la vapeur sur chaque unité de surface du piston conserve à très peu prés la même valeur , quelle que soit la puissance des machines. (Note YIII, art. 2.)
Nous pensons donc que la méthode pratique adoptée en Angleterre pour mesurer la force des machines à vapeur à basse pression est plus rationnelle et présente plus d'exactitude que la nôtre. Par la première aussi, les diamètres des cylindres correspondants aux forces nominales seront plus grands, et les conditions des traités avec les fabricants offriront par conséquent plus d'avantages aux acquéreurs de ces machines.
Pour montrer en quels termes les fabricants anglais stipulent les conditions de force de leurs machines, nous prendrons pour exemple l'appareil d'un bâtiment à vapeur de 100 chevaux , construit pour notre marine royale. Les conditions suivantes sont extraites d'un marché pour cette fourniture :
« L'appareil sera composé de deux machines à vapeur à basse pression et à double effet, complètes et de la force de 50 chevaux chacune.
V La force des machines sera évaluée, suivant les usages de la pratique en Angleterre , à raison de 33,000 livres élevées à 1 pied de hauteur par minute pour la force d'un cheval , et la pression sur le. piston à raison de 7 livres par pouce carré de sa surface.
f Le dianiètre des roues sera de 14 pieds 8 pouces; la longueur des aubes
60 CHAP. II. — APPAREILS A VAPEUR MARIlfS.
de 7 pieds, et leur largeur de 20 pouces; les aubes seront au nombce de 12.
» La tension de la vapeur dans le cylindre principal faisant équilibre à une colonne de mercure de 6 pouces de hauteur , en sus de la pression atmosphérique, les chaudières devront fournir assez de vapeur pour que, en réglant convenablement la résistance , le piston puisse prendre une vitesse de 190 pieds par minute.
» Les cylindres auront environ 40 pouces de diamètre ^ et ta longueur de la course des pistons sera de 3 pieds 6 pouces.
9 La chaudière sera d'une force suffisante pour supporter une pression de 8 livres par pouce carré j cependant elle ne devra agir habituelletaent que sous une pression de 4 livrés par pouce carré ^ suivant Tusage adopté en Angleterre pour les machines à basse pression, w
Lorsque le fabricant, d'accord avec le constructeur du navire, en accepte le plan, il garantit la vitesse de sillage en temps calme, quMl fixerait, dans cette exemple, à 8 à 9 nœuds ou milles nautiques par heure.
En faisant (i = 40 pouces et N =190 pieds, la fornriule de la page 53 donne pour la force promise de chacune des deux machines F=:S0.6S chevauxvapeur.
S 6. DE LA DÉTENTE DE LA VAPEUR, ET DE L'AVANCE DU TIROIR DANS LES KAGHINfiS
