NOTB VU. — BATEAUX A VAPEUR
. V lars). Un bon bateau de Test dure, en subissant une refonte, douze à f quinze ans.
La forme des roues à aubes des bateaux à vapeur américains est en général la même, mais elle difTère entièrement de celle des bâtiments à vapeur de nos contrées. Chaque roue est divisée en deux et quelquefois trois compartiments, en ce sens que chaque aube n'occupe que la mcHtié ou le tiers de la largeur totale de la roue, et que les rayons sont rangés en trois ou quatre séries dans des plans parallèles. « Cette construction , dit le docteur lames Renwick » (Traité de la machine à vapeur^ New-York, 1830), fut introduite par M. Ste- 9 vens, de New-York, et peut être décrite en supposant une roue à aubes or-
V dinaire sciée en trois parties par des plans perpendiculaires à son axe. Cha- 9 cune des deux roues additionnelles ainsi formées est alors ramenée en ary rière, jusqu'à ce que leurs aubes divisent Tintervalle des aubes de la roue
V primitive en trois parties égales. Avec cette forme, le choc de chaque aube
V est réduit au tiers de ce qu'il est avec la forme usuelle de la roue ordinaire ; » ces aubes sont séparées par de moindres intervalles de temps, et par là
V elles approchent de plus près d'une résistance constante, tandis que cha-
V cune , suivant la trace de celles appartenant à son propre système , frappe » une eau légèrement troublée. »
Le grand diamètre des roues à aubes américaines ne rend pas nécessaire l'empfoi des aubes cycloïdales de M. Field , ou des aubes excentriques de M. Morgan, actuellement adoptées en Angleterre pour obvier aux désavantages provenant de l'impulsion indirecte et du retour de l'eau, qui affectent si puissamment Taction des roues d'un petit diamètre.
Dans quelques bateaux des eaux de l'ouest , qui sont souvent très chargés, les roues sont construites avec des aubes mobiles, afin que leur hauteur puisse être augmentée ou diminuée suivant le tirant d'eau du navire ; mais cette construction n'est en usage dans aucune autre partie du pays.
Les steamers américains sont mus généralement par une seule machine , et quelquefois on a jugé nécessaire de placer un contre-poids sur les roues à aubes pour aider la machine à franchir ses centres (po'inis morts ). Toutefois la grande longueur de la course du piston contribue suffisamment à porter, dans la plupart des cas, la machine au delà de ses centres; à défaut, les roues à aubes, par leur grand diamètre, y suppléent, et agissent comme les volants sur les machines à vapeur employées à terre pour régulariser le jeu de l'appareil. De même, dans les navires où deux machines sont en usage, les bielles ne sont pas attachées à un seul axe; chaque machine travaille indépendanir
DES ETATS-UNIS b' AMÉRIQUE. 199
ment de Taulre et conduit seulement une des roues à aubes , au lieu que dans / nos contrées les bielles de l'une et de Tautre machine sont attachées au même ( axe par des manivelles placées à angle droit entre elles , de telle sorte qu'une / ^ machine exerce sa pleine puissance au moment même où l'autre machine n'exerce aucun effort , la force motrice étant ainsi employée de la manière la plus avantageuse pour entretenir la vitesse de l'appareil.. La petite course de piston et par suite le faible diamètre des roues à aubes des bateaux d'Europe rendent cette disposition nécessaire pour que les machines soient capables de franchir leurs points morts.
L'agitation produite dans l'eau par le passage des rapides steamers américains est excessivement faible ^ l'eau , à la distance de 12 pouces ( 30 centimètres) sur l'avant de leurs proues, présente une surface parfaitement unie et tranquille. Une feuille mince ou éclaboussure , composée de petits globules d'eau de |îj à ^ de pouce de diamètre, s'élève à peu près perpendiculairement en avant du taille-mer à la hauteur de trois et tout au plus de quatre.pieds, et retombe ensuite dans l'eau de chaque côté. du navire. Il y 2( peu ou point de commotion à l'étambot, et les vagues dnrergentes qui accompagnent constamment les steamers d'Europe et qui se brisent avec une violence considérable sur les bords de nos rivières ne sont point produites par les rapides bateaux d'Amérique. Les vagues, par le travers de ces bateaux, sont très légères et paraissent être à peu près parallèles , de sorte que la trace marquée par le sillage du navire disparaît à une faible distance. Ces faits sont entièrement d'accord avec les résultats de quelques expériences de M. Russel, d'après lesquelles il a été porté à conclure que « la commotion produite par un V navire se mouvant à travers un fluide est beaucoup plus grande pour des y
9 vitesses moindres que celle de la vague (laquelle est proportionnelle à la » profondeur de l'eau) que pour des vitesses supérieures à celle de cette der- 9 nière. » ( Recherches sur C hydrodynamique , publiées dans les Transactions de la Société royale d'Edimbourg pour 1837, par J.ohn Scott RusseL)
EATEADX A VAPECR
Dimentiont de quelque! bateaux à vapeur américain* naviguant en 1837, donne'ei par M. DwiB STEVinson.
ut ■
DcWiit Clinion.
Proïiilcnoe.
An Clan biluu ni
N'iw-Yurket Albi
ADci«ii balpao na
NEi-Vorli et Vio'
ChauipUin.
Erie,
Norlh America.
ladependencc.
Albany .
Lcsin[;loii-
R.-L. Sieyens.
Bunkcrliill.
Higlibniler.
Narraganseii.
[Massachusetls.
RhoJe Islaûtl.
Swallow.
jRoqlii'Sicr.
Giralïe.
|Dlica.
iWinoosky.
îlew-York.
ii; ô
trt >ew-Yoît ri Alb»7.
ml quatre chauJicri:* plan sur les drrcnM'i, âea\ it ■nue cMi \ ils brûlent 55 on 40
Navifi. entre rien-York et AtbiDj.
Mpi-YotkeiProTÎdcnce.
Kew-Ynik et Uartforij.
Hnr-Yorfc et Nvwborgh.
New-York et Praiidi
Ni v-Orlrins el Uobitr.
Neii-York et Albanj.
siir le lac Cfaimplain.
Nun-YofkclNew-Baïei
DES ÉTATS-UNIS d' AMÉRIQUE. 201
Les Steamers des eaux de Touest sont mus par une seule machine, et quelquefois par deux. Lorsqu'on emploie deux machines , leurs bielles sont attachées sur le même axe des roues , par des manivelles à angle droit entre elles» comme dans les steamers d'Europe. Lorsqu'on n'emploie qu'une seule machine, ce qui a le plus généralement lieu , un grand volant de 10 à 15 pieds de diamètre est fixé sur l'arbre de la roue à aubes, pour régulariser le jeu de l'appareil. Les cylindres sont invariablement placés dans une position horizontale, et les machines sont toujours construites sur le principe de la haute pression.
Le Saint-Louis, l'un des bateaux les plus récents sur le Mississipi, a 230 pieds de longueur au pont, et 28 pieds de largeur au bau. Il tire 8 pieds d'eau et porte environ 1000 tonneaux. Ce navire est mû par deux machines avec des cylindres de 30 pouces de diamètre et 10 pieds de longueur de course , fonctionnant avec de la vapeur ayant une pression de 100 livres anglaises par pouce carré.
Les steamers naviguant sur les lacs^t le fleuve Saint-Laurent difiërent matériellement de ceux des eaux de l'esSet de l'ouest, et ressemblent davantage par leur construction et leur apparence aux steamers d'Europe.
Les steamers des lacs sont solidement construits , munis de mâts et de voiles , et mus par de puissantes machines dont quelques unes sont à haute pression et quelques autres sur le principe de la basse pression. ^
Le plus grand steamer sur les lacs , en 1837, était le James Madison. Il a 181 pieds de longueur sur le pont, 30 pieds de largeur au bau, et 12 pieds 6 pouces de profondeur de cale. Il porte environ 700 tonneaux de marchandises, et tire à peu près 10 pieds d'eau. Il navigue entre Bufialo sur le lac Erié, .et Chicago sur le lac Michigan , distance de 950 milles.
Le plus grand steamer sur le fleuve Saint-Laurent a 210 pieds de longueur au pont, 33 pieds 6 pouces de. largeur au bau, et tire 10 pieds d'eau. Il est mû par deux machines à condensation, ayant des cylindres de 60 pouces de diamètre et 8 pieds de longueur de course. Ce steamer est principalement employé à remorquer les navires. Il a une petite machine de la force d'environ 3 chevaux pour alimenter d'eau les chaudières lorsque le bâtiment est arrêté.
NOTE Vin.
MÉTHODE EHPLOTÉB EN FRANGE POUR ÉYALUER LA FORGE DES HACHIlfES A TAPEUR,
D'APRÈS M. PONGBLET.
1. F représente la force de la machine exprimée en chevaux-vapeur» dont THnité est égale à 4,500 kilograifiètres par minute ou 76 kilogramètres par seconde.
d est le diamètre du piston du cylindre à vapeur exprimé en mètres.
71, rapport de la circonrérence au diamètre, est égal à 3.1416.
N est le nombre de mètres parcourus par le piston pendant une minute.
c est la longueur de la course du piston , exprimée en mètres.
n est le nombre de coups ou de doi^les courses dii piston par minute.
t; est la vitesse du piston en mètres par seconde.
p est la pression de la vapeur dans la chaudière, exprimée en kilogrammes par unité de surface ; elle se déduit de la tension indiquée par le manomètre de la chaudière, en observant que la pression atmosphérique, qui équivaut au poids de 1.033 kilogrammes par centimètre carré ou 10330 kilogrammes par mètre carré de surface, fait équilibre à une colonne de mercure de 76 centimètres de hauteur.
p' est la pression de la vapeur après qu'elle a produit son effet sur le piston, soit dans le condenseur, soit en s'échappant dans l'atmosphère; elle est aussi exprimée en kilogrammes par unité de surface. Dans les machines à condensation , elle se déduit du degré de vide indiqué par le'baromètre du condéhseur, ou, à défaut, de la température de Teau de condensation au moyen de la table de MM. Arago et Dulong indiquant les forces élastiques de la vapeur d'eau correspondantes aux températures ; elle est estimée moyennement à 0.15 kilogrammes par centimètre carré de surface, ou 1,600 kilogrammes par mètre carré. Dans les machines sans condensation , p' est égal à la pression atmosphérique, c'est-à-dire à 1.033 kilogrammes par centimètre carré , ou 10,330 kilogrammes par mètre carré.
est le volume après la détente d'un mètre cube de vapeur prise à la tension d'une atmosphère.
NOTE VIll. — CALCUL DE L4 FORCE DES MACHINES A VAPEUK. 203
Q est la quantité de travail correspondante à ce volume , laquelle est égale à 10,330 kilogramètres quand il n'y a pas de détente ou que 0=1. (Voyez à la fin de cette note les valeurs correspondantes de et Q calculées par M. Poncelet.)
f représente le coefficient de correction de la formule théorique déduit de Texpérience pour obtenir le travail mécanique ou effet utile , en tenant compte des résistances nuisibles produites par les frottements , etc.
Formules générales.
1^ Qasse. — Machines sans détente.
ÂâÔÔ ^'~ 75 ^f'
2* Classe. — Machines avec détente.
A un seul cylindre :
à deux cylindres :
F— ^5 Xf.
c étant la course du petit piston pendant laquelle la vapeur est admise , et fin n n étant égal à — ^^ si la course C du grand piston correspond à la vitesse de
la manivelle , ou à Textrémité du balancier.
Applications aux divers systèmes de machines.
lo Machines à basse pression , à condensation et sans détente, dites machines de Watt.
^ 0.785a£PN(;>— y) ^^^ 0.785/t6Pp(p--;)0 ,^ ^~ 4500 ^'~ 76 ^''
p OU la tension de la vapeur dans la chaudière correspond , en général , à une atmosphère et quart pour les machines à basse pression , ou à une hauteur de 19 centimètres de mercure au manomètre, et pest alors égal à 1.2912 kilog. par centimètre carré ou 12912 kilog. par mètre carré. — p^ ou la ten-
ROTE VlII. — MÉTHODE POUR ÉVALUER LA FORCE
sion dans le condenseur est eslimée moyennement à 0.15 kilog. par centimètre carré ou 1500 kilog. par mètre carré.
Valeurs de f ou du coefficient de correction pour les machines
à basse pression.
Force des machines
En très bon éUt
En état ordinaire
en cheraia de 75kB.
d'entretien.
d'entretien.
2o Machines à moyenne pression , sans condensation et sans détente , dites à haute pression de Watt.
Même formule que la précédente , en remplaçant j^ = 1500 par p' = 10330, et en donnant à p sa valeur correspondante à la pression dans la chaudière -, même coèflicient de correction.
3^ Machines à moyenne pression , à condensation et avec détente.
A un seul cylindre :
Xf=
