ENÏRB LA HARGHB DU PISTON ET CELLE DU TIROIR
ques de frotleinent, ce qui a plus géDéralemenllieu), on accroît la diOërence entre les hauteurs des bandes et les hauteurs des orifices correspondants du cylindre, et par conséquent Tintervaile entre les ouvertures de condensation et d'admission ; la courbe de relations des mouvements du tiroir et du piston refecraera plutôt Touverture d'admission de vapeur, et la durée de Texpansion augmentera relativement à la course du piston. Le contraire aurait lieu en diminuant les hauteurs des bandes du tiroir.
En changeant la position du toc d'excentrique sur Tarbre de couche, on fait varier l'avance à la condensation pour chaque fin de course du piston , et en même temps la durée de l'expansion varie aussi par suite de ce changement* de position du toc , puisque la courbe afiecte alors une situation plus ou moins inclinée par rapport aux arêtes d'ouvertures d'admission et de condensation , tracées sur le même dessin parallèlement à l'axe des chemins du piston. Ainsi donc l'expansion dépend nécessairement de l'excédant de la hauteur de la bande du tiroir sur la hauteur de l'orifice correspondant du cylindre, et sa durée, ou l'étendue de la course du piston pendant laquelle la vapeur se détend, dépend aussi , d'une manière «econe/atre , de la position relative du toc d'excentrique sur l'arbre de couche, qui détermine l'étendue de l'avance à la condensation.
Ce tracé doit devenir le complément indispensable de l'indicateur de Watt et du frein de Prony dans toutes les expériences où il s'agira de déterminer de la manière la plus rigoureuse les différents effets des machines à vapeur. Il donnera la description exacte du mécanisme de distribution qui constitue l'emploi le plus avantageux de la force élastique de la vapeur pour produire la puissance motrice mesurée par l'indicateur, tandis que l'effet utile de cette puissance sur la résistanceà vaincre ou le travail mécanique sera mesuré par le frein dynamométrique.
Déêailsdu relevé delà régulation de vapeur des machines de 80 chevaux chacune du paquebot des postes l'Eurotas, construites par MM.Maudslayfils et Field^ de Londres. (PI. I, fig. 2, machine de tribord.)
On a découvert les boîtes à vapeur et enlevé les tiroirs, dont on a mesuré exactement les dimensions , ainsi que celles des orifices d'introduction des cylindres.
2sa
HOTB !• — RKLEVi DB BiGOLAIION DE LA TAPEIIK
Hantenr de la baode supérieDre des tiroirs. ISS"™
id. infërieare id. 169
Distance entre leurs bords extérieurs. 179$
Hanienr égale des orifices sup^rietir e( inférieur des cylindres. lOS
Largeur id. id. A70
Distance entre lenrs bords extérieurs. - 1795
Ptmr m^lno^rttl devant tenir au plac»mtnld4t<Hm«rtur«ii'adi»(iii»ndtvaft%r«idteoad»iuation, lur la Inic^ dtt courbe» dt retationâ entra la ntarehe ilu pitton et eilla du tiroir.
Quantité en hauteur dont l'orifice supérieur e»t déjà ouvert à la cosdensatioD lorsque le piston arrive au point le plus bas de sa course,
Machine bâbord, 68 ^""1
Machine tribord, 70. }
Nota. — On verra plus bas comment on détermine cette qoantïté ax, eu même temps qu'on relève les coordonnées des courbes de relations.
Pétition du UrtyirtorêqueU piéton ttt au pointu plmbmde ta aum*. Hachlne de blbord. Hachins iê Mbecd.
BIS mCHIintS DE L*BUR0T1S FAE MU. MAUDSLIT.
Beîêvi àêi eowhei reprisenumi U$ reUUUmi enire la marche 4u piitùn ei eeUe au Urair.
Après avoir remis les tiroirs en place et les avoir attachés aux manivelles et aux .bras d'excentriques, on a fait £aiire aux roues une révolution complète , divisée en 16 parties à peu près égales ou stations , ayant soin ée faire correspondre ces divisions aux points morts des pistons et des tiroirs des deux machines. On a mesuré à chaque station les chemins parcourus par un point de la tige du piston et par un point de la tige du tiroir (le dessous de la douille de leur traverse, par exemple). Ces chemins sont évidemment les mêmes que ceux parcourus par le piston «t le tiroir. On a obtenu ainsi pour chaque machine deux séries de nombres exprimant les abscisses et les ordonnées d'une courbe qui représente les relations entre la marche du piston et celle du tiroir.
Machine de bâbordt
Machine de tribord.
Numéros dasfUtioiit.
1 (bis de la course) =
Chemins dB piston.
millia.
Chemins du tiroir.
millim.
Chemins du piston.
millia.
Chemhis du tiroir.
alillim.
» (bai
1 de la course)
(bas de la
course)
0aB(bu de la courte)
10 (haut de la coorse) course :
278 « course (haot de la coqrse) 1174
278» id
td.
264l(haot
de la course) coursées 1369
id.
HiO
278iBcourM;(haiit<]
17 (ea 1 ) (bas de la course) a=
18 (entre 3 et 4)
224 NOTB X. — RELEVÉ DE LA RiGULATlON DE VAPEUR
IPlacement detouverturet comparatives éPadmisHon de vapeur et de condensation, sur les tracés
des courbes de relations,
Si| pendant le relevé qui a élé fait des coordonnées des courbes pour lesdeux machines I les boîtes à tiroir sont restées découvertes, on a pu mesurer la quantité en hauteur dont la bande supérieure de chaque tiroir ouvre la communication avec le condenseur lorsque le piston est au point le plus bas de sa course.
Cette quantité
|68i— bâbord
(70 tribord
qui a été annotée plus haut pour mémoire , a servi , en la combinant avec les hauteurs des bandes et des orifices et les distances entre eux , à calculer les degrés d'ouverture ou de fermeture d'admission de vapeur et de condensation correspondantes à un point delà courbe de relations » celui x où le piston est à l'extrémité inférieure de la course; et il est évident que les positions comparatives de ces ouvertures ou de ces fermetui'es senties mêmes pour tous les autres points de la courbe.
La position de l'ouverture de condensation pour le dessus du piston est déterminée par la distance ax. L'arête aa de cette ouverture se confond avec l'arête a^a' de l'ouverture de condensation pour le dessous du piston , parce que dans les machines de CEurotas la dislance 1795 prise extérieurement aux bandes des tiroirs est précisément égale à la distance prise extérieurement aux orifices des cylindres. Si la première de ces deux distances était supérieure à la seconde , les deux ouvertures de condensation seraient séparées d'une quantité égale à la différence , et elles se croiseraient de la même quantité dans le cas contraire , comme cela a lieu pour les machines du Sphinx. L'ouverture d'admission de vapeur pour le dessus du piston est couverte et
débordée de
( 150 î bâbord
^~(162 tribord
d'où
(152 —70 tnbord)
On trouverait de même
im , r, ( 68 i— 2 i bâbord j ^^
(70 —li tribord)
DES MACHINES DE l'eUROTAS PAR MM. MAUDSLAT. 225.
Ainsi , dans tous les cas, et comme aussi le raisonnement rindiquCi les ouvertures de vapeur et de condensation pour le dessus et pour le dessous du piston sont respectivement séparées entre elles par un intervalUqui est précisément égal à la différence entre les hauteurs correspondantes de la bande du tiroir et de l'orifice du cylindre.
On doit remarquer aussi que, en général, les constructeurs règlent leurs machines de manière à donner un degré d'ouverture, pour t avance à la condensation , à peu près égal à Texcédanl de la hauteur de la bande sur celle de Forifice, afin que l'admission de vapeur commence dans le voisinage du point mort du piston , ou qu'il n'y ait pas, à proprement parler, d'avance à l'intro^ duction de vapeur dans le cylindre.
Observation des circonstances représentées par le tracé géométrique de la régulation de vapeur. (PI. I, fig. 1 et 2.)
En considérant une période du mouvement du piston , on observe les phénomènes suivants:
l^Du point le plus basa; jusqu'en c, l'orifice inférieur du cylindre est onvert à la vapeur, et l'orifice supérieur au condenseur; le piston monte.
2<> De c en a, l'orifice inférieur est fermé, mais l'orifice supérieur est encore ouvert au condenseur; le piston est poussé par la force expansive de la vapeur.
30 De a en a^ les' deux orifices sont fermés , et le piston est encore poussé par la force expansive de la vapeur pendant un très petit instant (régulation du Sphinx , fig. 1); mais ( régulation de l'Eurotas^ fig. 2) a et a' se confondent, et l'effet suivant (4») a lieu immédiatement après celui qui précède.
40 De a^ en b, Forifice inférieur est ouvert au condenseur, Forifice supérieur est fermé; le piston monte en vertu de la vitesse acquise jusqu'au haut de sa course b, où il reçoit au même instant la nouvelle impulsion de la force motrice.
5^ De b en e', l'onfice supérieur est ouvert à la vapeur, et Forifice inférieur ouvert au condenseur ; le piston descend.
60 De c' en a', Forifice supérieur est fermé, mais Forifice inférieur est encore ouvert au condenseur; le piston est poussé par la force expansive de la vapeur.
70 De a' en a, les deux orifices sont fermés, et le piston est encore poussé
•226 NOTB X. — COMPARAISON DBS RÉGULATIONS DE TAPEUR
par la force expaiisive de la vapeur ( régulation du Sphinx^ fig. 1 ) ; nais ( régulation del^EwTûtaSj fig. 2) a' se confond avec a, et l'effet auÎYani (8^) a lieu immédiatement après reffet(6<>).
SPDeaenb' y rorifice supérieur est ouvert au condenseur, Torifice in* férieur est fermé ; le piston descend en vertu de la vitesse aoquise.
9<> De 6^ en a: , Torifioe inférieur s'ouvre ; la vapeur commence à pénétrer dans le bas du cylindre et amortit la vitesse du piston jusqu'à ce^ue ceiui-ci soit arrivé en x » point le plus bas de la course.
Comparaison des systèmes de régulation de vapeur des maekines marines construites par M. Fawcelt {modèle Sphinx de 160 chevaux)^ et par MM. M audslay et Field (modèle Eurotas de 160 chevaux). [PI. I.]
Fig. 1. MachiM de tribord du Spnmx.[BTtsi, iS33}. Données pour la détermination des positions relatives des oaYertares à la Yapear et à la condensation.
Hauteur des orifice^ supérieur et inférieur du cylindre. S?***
Distance entre eux (prise extérieurement à ces oriGces). 1807
Largeur de ces orifices. S83
Hauteur des bandes supérieure et inférieure du tiroir. 128
Distance entre elles (prise extérieurement à ces bandes). 1808 aa'=1808 — 1807=1— i aA=<ï'i'=128— 97 = M— .
Uouverture à la condensation dans la partie supérieure du cylindre, au moment où le piston est au point le plus bas de sa course, est de aâ?=30**".5.
Fig. S. Machine de kibord de l'Eitrotas. (Toolon, 1857.) Données pour la détermination dea peaitions relaUves des ouTertores à la Tapeur et à la condenaalioD.
Hauteur des orifices supérieur et inférieur du cylindre. 108"^
Distance entre eux (prise extérieurement à ces orifices). 1795
Largeur de ces orifices. ft70
Hauteur de la bande supérieure du tiroir. 185
id. inférieure id. 169
Distance entre elles (prise extérieurement à ces bandes). 1795
aa'=1795— 1795=0 ;ai= 185 —103 =82—; a'A'=169— 103=66~.
L'ouverture à la condensation dans la partie supérieure du cylindre, au moment où le piston est au point le plus bas de sa course, est de aâ?=68.5 pour b&bord =:70 pour tribord.
BBS VACHIRIS MARINES DD SPHINX ET DE l'eUBOTAS.
RéiDlfeto da tracé poar les machines de tribord da Sphin» et de VEuratag,
^ k l'admîtsioii d« tapeur.
Longueur de la'
, course du pirton ( à Texpansion de tapeur. ^
corresponoante f I ^ S
à la cessation de force motrice. ' «
Longueor teiate de la eentse dn piston^
Sphinx
Buroias
am
iS
ma
de l'admission de tapeur.
Rapport à la longueur totale de la course dn { de rexpansion de tapeur, piston ,
de la cessation de la force motrice.
SpMax
BnrolM
^inx
Baiolas
mm
mm
mm
mm
arse ndante.
Sphinx.
Eorotas.
iô08 - ^-^ ,^-0.905
sbO. i05
15tt9
Ainsi les dépenses de vapeur^ par coup de piston, des machines de 160 chevaux système Fawcett , et des machines de 160 chevaux système Maudsiay , sont dans le rapport de 905 : 705 ou environ : : 5 : U. Il est à remarquer que les surfaces do chaufle ou les puissances évaporaioires des chaudières Fawcett et des chaudières Maudsiay sont dans le même rapport que les dépenses de vapeur de leurs machines , c'est-à-dire comme 5 : U. Les chaudières de 160 Fawcett seraient donc suflisantes pour des machines de 300 chevaux réglées suivant le système Maudsiay.
Régulation de vapeur des machines marines de 460 chevaux pour paquebots transatlantiques (PI. II), relevée sur les plans de ces machines.
On n*a pas tenu compte des variations d'obliquité de la bielle d'eicen trique, à peine appréciables sur une petite échelle , à cause de la grande longueur de cette bielle relativement à l'excentricité.
Ihnnéei pour la détermination deê eoordonnéet de la eowrhê de régulation, et det ouvertures à la vapeur et à la eondênsation T on T' ef C, relative» à la courbe^
Course du piston.
Course du tiroir.
Rayon du balancier.
Régulation diaprés les plans Régulation
de M. Schneider. proposée.
Tiroir.
228 NOTE X. -— BÉ6ULATI0N DE VAPEUR DES MACHINES DE iSO CHEYAUX.
Longueur de la grande bielle.
Hauteur des orifices du cylindre.
Hauteur des bandes du tiroir.
Différence (ab) entre ces deux hauteurs , ou cosinus de l'angle d'excentricité avec la manivelle au point mort, déterminant l'avance à la condensation. 0.0ft5
L'intervalle entre les orifices et l'intervalle entre les bandes, mesurés extérieurement, sont égaux.
Régulation proposée. La largeur de ces orifices étant de 0".8(K) , et la hauteur du maximum d'ouverture pour l'admissiGn de vapeur étant de 0".100, l'aire de ce maximum d'ouverture sera de 80000 millimètres carrés ou de
^--—-=355.5555 millimètres carrés par force de cheval. Dans les machines
de 160 Miller on a 324.1875 millimètres carrés , par cheval, et dans celles de 160 Maudsiay 381.87S0 millimètres carrés.
Expansion variable. Les développements des contours des cames et les durées correspondantes d'admission de vapeur dépendent nécessairement les uns des autres. Avec la condition que ces durées d'admission soient les mômes pour la course ascendante du piston que pour la course descendante , les développements des cames seront différents. Si au contraire, et suivant l'usage habituel, les développements des cames sont tracés dé manière à correspondre à des fractions de leur diamètre, les durées d'admission ne seront pas égales pour les deux courses du piston , ainsi que cela a lieu dans la distribution de -vapeur produite par le tiroir seulement.
Résultats du tracé.
Réfpilation «Taprèfl les plans de M. Schneider. Duré« de Tadinission de tapeur en fraction de la coone do piston.
Do expansion.
D*> atance k la condensation
do
LiOTO S.S8
