VII. De la distribution de la Tapeur

Tous les appareils qui sont destinés à distribuer la vapeur dans les cylindres des machines , ont l'inconvénient de ne découvrir les ouvertures qui doivent lui ouvrir passage , que d une manière graduelle et relative au mouvement de la machine. Comme la même ouverture par où la vapeur s'introduit dans le cylindre doit également servir à la conduire soit dans l'air , soit au condenseur , le temps employé à son entrée est exactement égal à celui qu'elle met à sortir.

Tous les calculs par lesquels on cherche à s'assurer que les communications que l'on ménage entre la chaudière et les cylindres seront assez grandes pour permettre à la vapeur de se mettre sensiblement et partout à la même pression , pendant le mouvement du piston , tendent à faire croire que les ouvertures sont , en général , dans toutes les machines , bien au-dessus du besoin.

La pratique cependant démon Ire qu'il en est tout autrement. 11 se passe alors , ainsi que je l'ai fait remarquer, page 225, un

Ehénomène inconnu qui complique les résultats , et force à lisser àr la vapeur de vastes ouvertures , et à adopter , pour lui permettre d'exercer toute son action sur les pistons , des dispositions que la pratique seule a pu faire découvrir. > Pour fixer un peu les idées sur celte question , nous allons examiner les circonstances qui accompagnent le passage de la vapeur , de la chaudière dans les cylindres d'une machine

3ui marche avec une vitesse de 15 mètres par seconde , le iamètre des roues étant de l m ,53, et la course du piston de 0 m ,40. Lorsque le piston est au milieu du cylindre, sa vitesse devient

la section des tiroirs qui laisse alors passage à la vapeur étant Yi environ ' de celle du cylindre , la vitesse de la vapeur sera

1 G. d« Pambour , Traité des locomotives, p. 882.

II suit de là que la vapeur ne commence à exercer son action sur le piston que passé la limite de tension , répondant à la vitesse qu elle doit prendre dans les passages et ouvertures qu'elle parcourt , pour suivre le mouvement du piston.

Nous venons de voir que cette vitesse est au chemin de Manchester de 46 mètres. En reprenant l'équation

qui exprime l'espace parcouru en fonction de la vitesse , nous aurons

c = lô Œ ^o L==105m ' 80 '

c'est-à-dire qu'il faudrait le poids d'une colonne d'air de 105 m ,80 de hauteur, pour représenter une vitesse de 46 mètres.

Le poids de l'air , comparé à celui du mercure , étant dans le rapport de 10, 366 à 1 , cette pression serait représentée par une colonne de mercure de

ce qui n'atteint pas la deux centième partie du ressort de la vapeur pendant la marche. Mais il est vrai de dire que la perte de force due à cette cause est nécessairement augmentée par le ralentissement que la vapeur éprouve dans sa marche, en traversant des passages dont la section est irrégulière , et qui sont alternativement ouverts et étranglés par le tiroir, au point de distribution , jusqu'à interruption complète.

L'intermittence du mouvement dans les machines à mouvement alternatif, force, à chaque oscillation delà machine, la masse de la vapeur à se mettre en mouvement et à revenir au repos immédiatement après. Mais comme les corps, sans en excepter probablement les gaz, ne peuvent acquérir de la vitesse que par des gradations insensibles , ei en suivant une loi dans laquelle entrent nécessairement les carrés des temps écoulés depuis l'origine du mouvement, il est probable que le temps employé par la vapeur pour se mettre en mouvement, ne lui permet pas d'exercer sur le piston qui fuit devant elle toute la pression mesurée par son ressort. La vitesse de la machine étant calculée sur le pied de 15 mè- Ires par seconde, et les roues développant par seconde

1 B ,53 X3,U = 4",80 la machine devra faire

«=3,125 tours par seconde;

mais comme le piston fait deux mouvements pendant un tour de roues, le nombre des oscillations simples sera de

3,125 X 2 = 6,250 ; et le temps employé à lune de ces oscillations, de

A * de seconde ; soit 0",16 ou 9 ",6

dix tierces environ.

La détermination des circonstances qui accompagnent ce phénomène pourrait aider à expliquer les résultats auxquels a amené la pratique. J'ignore même s'il n'a pas été fait quelque travail pour éclairer cette question ; mais comme sa solution s'éloigne de mon sujet , il me sulîira de l avoir indiquée en y appelant l'attention.

Les ouvertures qui établissent la communication entre la chaudière et le cylindre ne sont mises à découvert par le tiroir, que successivement et à mesure que la machine fait sou mouvement. Il s'ensuit cjue si la machine était réglée de manière à ce que le pistou fût exactement au milieu de sa course lorsque la manivelle de l'arbre est perpendiculaire au cyliudre, et que l'on négligeât l'épaisseur du recouvrement du tiroir sur le bord des ouvertures , la vapeur ne commencerait à s'introduire sur le piston qu'à l'instant même où il vient d'atteindre le fond du cylindre pour commencer à faire un autre mouvement dans un sens opposé. Or , l'expérience a appris que cette disposition n'est pas la plus favorable pour obtenir des machines le plus grand effet , et qu'il faut au contraire que le tiroir devance le mouvement du piston de manière à ce que l'ouverture qu'il laisse à la vapeur pour s'introduire dans le cylindre ait déjà acquis une certaine étendue, lorsque le piston commence son mouvement.

11 résulte de là deux inconvénients : le premier , c'est que la vapeur commence déjà à presser sur le piston en sens contraire de sa marche , un peu avant son arrivée au fond du cylindre ; le second , c'est que la vapeur est elle-même interceptée un peu avant l'arrivée du piston au fond opposé. Mais comme l'expérience a constaté que ces deux quantités

sont plus que rachetées par les avantages de la disposition qui offre à la vapeur un passage déjà assez grand pour qu'elle puisse exercer librement son action sur le piston à l'origine de son mouvement , il est permis de croire que la difficulté qu'elle éprouve à s'introduire à travers les ouvertures avec une vitesse suffisante , doit être prise en considération pour déterminer quelle étendue on doit donner à ces ouvertures afin d'obtenir de la vapeur le meilleur effet possible.

Cette disposition , que Ton appelle avance du tiroir , a été décrite , et ses effets ont été calculés par M. de Pambour , d'une manière très-dé vcloppée 1 ; je renverrai donc à sou ouvrage pour tous les détails que l'on pourrait désirer sur ce sujet.