EFFETS MÉCANIQUES DE LA VAPEUR

balles, en frappant contre une plaque de fonte. à 100 pieds de distance, ne s ‘aplatissaient plus comme auparavant, mais se réduisaient en parcelles qu’on avait peine à-retrouver. Quelquefois , dans les canons ordinaires, on voit des effets de la force de la vapeur. Ainsi, quand ils sont très échauffés après plusiéurs coups tirés: de suite, l’eécouvillon mouillé qu’on y introduit pour les rafraïchir est violemment repoussé, s’il remplit trop exactement le calibre, Vauban, en comparant la force. de la vapeur à celle de la poudre, a vu que 140 livres d’eau réduite en vapeur pouvaient soulever une masse de 77 milliers, tandis qu’il fallait près de 260 livres de poudre pour produire le même effet. Il est infiniment probable que la force de la vapeur joue un très grand rôle dans les explosions volcaniques et dans les tremblements de terre; c’est elle évidemment qui, près de l’Hécla, en Irlande, lance ces jets immenses d’eau bouillante, connus sous le nom de Geysers.

1044. Pour. nous faire idée des machines à vapeur proprement dites, considérons un corps de pompe AB, dans lequel peut jouer le piston P. La vapeur, provenant d’une chaudière fermée, entre par le tuyau T dans Ja boîte à tiroir M, et de là par { pénètre dans la partie supérieure du corps de pompe. Si la force de cette vapeur est de plus d’une atmosphère, l'air qui est au-dessous du piston sera refoulé dans la boîte par le tuyau t', et de à chassé au dehors par l’ouverture T’. Si l'instant d'après on lève la tige du tiroir, la vapeur changera de route : arrivant toujours par T, elle passera par #’ dans la partie inférieure du corps de pompe, et pourra faire remonter le piston, parce que la vapeur qui est au-dessus n’a plus que la force d’une atmosphère, à cause de la communication qui s’établit alors avec l'air extérieur par le tuyau !’, le tiroir N et l’ouverture T'. Ainsi, en intervertissant convenablement les communications par le moyen du tireir ou de tout autre système de robinets ou de soupapes, on fera alternativement monter, et descendre le piston avec une force aussi grande qu’on voudra, puisqu'on est maître d'augmenter sa surface et la tension de la vapeur. La tige L, qui est rigide, se

Machines à vapeur propremen dites,

Fig. 320.

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trouve de la sorte animée d’un mouvement de va et vient, qu ’on transforme ordinairement en mouvement de rotation, comme nous le verrons tout à l’heure.

Condenseur 1045. Dans certaines machines, le tuyau T', au lieu RUE de s’ouvrir dans l'air, aboutit à un vase vide d’air où jaillit continuellement de l’eau froide. La vapeur, en arrivant dans cet espace, se liquéfie et perd à peu près complétement sa force élastique dans toute son étendue (1005), de sorte qu'il n’y à plus sur le piston qu’une contre-pression très faible. | Machines à 1046, On appelle machines à basse pression celles où la Re MU force de la vapeur ne dépasse güère une atmosphère ; il = leur faut nécessairement un condenseur. Dans lés machines à haute pression, la force de la vapeur va jusqu’à 6 ou 7 atmosphères; le plus ordinairement elles sont sans condensation, de sorte. qu’on les reconnaît aux bouffées de vapeur qu’elles lancent à chaque coup de piston dans l'atmosphère. Les machines à basse pression se reconnaissent à l'énorme quantité d’eau chaude qu’elles versent au dehors. Cette éau provient du condenseur où on la renouvelle continuellement, à mesure qu’elle s’échauffe par la vapeur qui s’y liquéfe. | 1047, Autrefois on laissait arriver la vapeur jusqu’à ce que le piston fût au bout dé sa course; maintenant on en interrompt' l’arrivée quand il en a parcouru seulement une partie ; son mouvement s'achève par la vitesse acquise et par la détente de la vapeur. En effet, la vapeur introduite est commé un ressort qui se détend à mesure que l’espace augmente, mais qui néanmoins pousse encore le piston avec une certaine force. On admet que la vapeur, en se détendant, suit la loi de Mariotte (1002), de sorte qu’en la supposant d’abord à 5 atmosphères quand le volume était 0,6, on voit par la proportion (514),

Machines à detente...

+ MARDIA EDS

que la force est encore de 5 atmosphères à là fin de la course. La détente se règle avec un robinet gradué, de

IDÉE DES MACHINES A VAPEUR. 87 sorte qu’on a plus ou moins de force suivant les différents cas. pot | we Li 1048. Le piston, dans les machines à basse pression, se compose de deux plaques circulaires de fonte, entre lesquelles on comprime fortement de la filasse imprégnée de suif, Dans les machines à haute pression, où la température va jusqu’à 170°, le piston est entièrement métallique :. d’un côté il présente 3 segments’ A B C, poussés par des ressorts qui s'appuient contre lés coins à b c, de sorte qu'ils s’appliquent toujours exactement contre les parois du cylindre ; de l’autre côté il y a un appareil tout semblable, mais les jonctions des segments inférieurs répondent aux pleins des supérieurs , afin que la vapeur ne puisse pas passer, même quad par AR les jonctions deviennent imparfaites. D

1049. La chaudière qui fournit la vapeur est ordinairement un cylindre en fonte de 2 ou 3 pieds de diamètre sur 15 à 20 pieds de long, terminé par deux hémisphères; inférieurement elle communique avec deux cylindres plus étroits appelés bouilleurs, ‘qui plongent immédiatement dans la flamme du fourneau. En O se trouve une large ouverturé ovale qu’on appelle le trou d'homme, et par laquelle on descend'dans la chaudière pour la nettoyer. Elle se ferme comme la marmite autoclave (1040); T est le tuyau qui donne issue à la vapeur. En S sont les soupapes de sûreté (512) et les rondelles fusibles faites pour se fondre, l'une à 10 et l’autre à 20 degrés, au-dessus de la température à laquelle See Ja machine. - | | 1050. F estle flotteur qui stat latin éiatioe, ( ivitsa dire l’introduction de l’eau. C’est ordinairement une pierre équilibrée par ün contre-poids P, de manière à plonger en partie; le fil qui la soutient traverse une boîte à étoupes, qui ne permet pas la sortie de la vapeur. Ce fil porte un bouchon métallique 6, qui ferme le tuyau { quand le flotteur et par conséquent le niveau se trouvent à la hauteur convenable. Si l’eau vient à manquer, le flotteur baisse, et la parlie supérieure du bouchon qui est échancrée laisse un

Pistons,

Fig. 391.

Chaudière.

Fig. 322.

Alimentation continue,

passage libre dans le tuyau d'alimentation. Si la machine est à haute pression, il faut nécessairement que l’eau soit foulée dans ce tuyau par une pompe. La pompe, mise en mouvement par la machine même, marche continuellement; mais quand le passage n’est pas libre en b, l'eau retourne dans le réservoir en soulevant une soupape qui présente assez de résistance pour ne pas cédér à la vapeur, quand la communication avec la chaudière est

Alimentation OuYérte. Mais le plus ordinairement l'alimentation est

intermiente. révlée par-un ouvrier qui, de temps en temps, d’après les indications du flotteur, tourne un robinet pour laisser arriver l’eau foulée par la pompe alimentaire.

Accessoires. 1051, La. chaudière présente encore quelques parties accessoires , comme un manomètre, un tuyau pour porter au dehors l’excès de vapeur. Quelquefois il y a un petit bouilleur où l’eau d’alimentation s’'échauffe, afin d’arriver dans la chaudière à la même température que celle qui s’y trouve déjà. G est une soupape à air qui s’ouvrirait par la pression extérieure, s’il se faisait. un vide dans R chaudière dont on prévieñt ainsi la déformation.

Dépôt dans 1052, On a indiqué, comme cause d’explosion, le dépôt

les chaudières. Qui se forme dans-les chaudières, Ce dépôt, dû principalement au Carbonate et au sulfate de chaux que- les eaux contiennent, constitue souvent une croûte très: épaisse qui gêne le passage de la chaleur, de sorte que la fonte doit être portée presque au rouge pourque l’eaü en contact avec la couche calcaire s’échauffe suffisamment, Si par hasard le dépôt vient à se briser, le liquide tombe sur la paroi incandescente, d’où résulte le développement subit d’une Moyen de le grande quantité de vapeur. On prévient la formation du prévenir, dépôt en rendant l’eau visqueuse, ét le moyen le plus économique pour cela est d'ajouter une certaine safe de pommes de terre, |

Cause remare . 1053. Un fait bien remarquable, c’est que L'ouvaitiits

sg d'explo- d’une soupape peut devenir une cause occasionnelle d’explosion. Lorsque par une alimentation imparfaite l’eau se trouve en trop petite quantité » les parties latérales et supérieures de la chaudière peuvent prendre ‘une tem-

PRODUCTION DE LA VAPEUR. 89 pérature beaucoup plus élevée que celle du liquide. La pression de la vapeur n’est pas plus forte pour cela: elle ne peut être que justement égale à la tension du liquide (1005), de sorte que dès qu’on ouvre la soupape, une ébullition tumultueuse lance de l'eau, comparativement froide, au milieu de la vapeur formée, qui par cela même perd brusquement une partie considérable de sa force élastique, comme l’a fait voir M. Dulong. Alors, Peau qui est au fond de la chaudière, moins pressée en dessus qu’elle ne l’est en dessous, se trouve projetée en masse contre les parois incandéscentes qui peuvent céder à ce choc et à la tension de l’énorme quantité de vapeur formée instantanément au contact. Les parois d’ailleurs sont dans les conditions les plus favorables pour une rupture, à cause

des variations brusques et opposées qui viennent d’avoir

lieu dans la pression intérieure.

1054. D'après une ordonnance royale, les chaudières éont essayées sous une pression 5 fois aussi forte que celle qu’elles doivent supporter. Pour cet essai, qui se fait à froid, on y comprime de l’eau avec une pompe foulante, après avoir chargé convenablement les soupapes.

1055. Maintenant que nous savons comment la-vapeur est produite et alternativement introduite au-dessous et au-dessus du piston, nous pouvons examiner le jeu des pièces quitransmettent etrégularisentle mouvement. Latige dupistonest articulée à l'extrémité H du balancier CC'qui est un énorme levier. du premier genre à bras égaux, de sorte qu'il ne sert qu’à transmettre le mouvement. L' extrémité H décrit un arc de cercle dont le centre est au point d'appui; mais on conserve la verticalité de la tige du piston ‘au moyen du parallélogramme articulé H H k'h'. Si le balancier tend à incliner la tige à gauche, la barre À H, mobile autour du point À qui est fixe, tend à l’incliner à droite en faisant reculer la charnière H', de sorte qu’il y a compensation. L’autre bras du balancier, articulé avec la hielle F F, fait tourner une manivelle N, et lemouvement de va et vient du piston se trouve ainsi changé en un mouvement de rotation, Quand la manivelle est en ligne droite avec

Essai des chaudières,

Jeu d'une machine à vapeur.

Fig. 323.

Balancier.

Parallelogramme articule,

Manivelle,

90 LV. Vis CHALEUR.

la bielle, le mouvement du balancier ne tend plus à la faire . tourner; mais ces positions se trouvent dépassées en vertu Volant. de la vitesse acquise, surtout à cause du volant D D, qui fait corps âvec l'arbre. de couche. A la rigueur le mouvement ne peut pas être uniforme, puisque le balancier passe périodiquement par divers degrés de vitesse; mais avec un volant très lourd on rend tout-à-fait insensibles les variations qui ont lieu pendant chaque révolution. Régulateurà 1056, Une corde sans fin C CC, mise en mouvement force centri- “+ 3 : .

fuge. par l'arbre , passe sur les poulies de renvoi p, et fait tourner l'axe P du régulateur à force centrifuge. Si la rotation est trop rapide, les boules s’écartent, la couronne b s’abaisse, l'extrémité .Q se relève et ferme en partie le robinet R qui règle l’introduction de la vapeur; alors le mouvement du piston se ralentit, et par suite celui de l’arbre. 1057. L’engrenage s, qui. porte un excentrique , fait monter et descendre la tige T du tiroir; la barre t, qui transmet le mouvement, le reçoit de l’arbre par un engrenage semblable à celui qu’on voit en s. C’est par le tuyau E que la vapeur arrive au tiroir ; elle sort par le tube K qui aboutit au condenseur O, où la petite vanne W introduit à chaque instant un jet d’eau froide. N Pompe ali- 1058, Le balancier fait marcher à la fois trois pompes : Hpvirss 1° la pompe alimentaire dont la bielle est articulée en C, et dont on voit le corps en M. Son piston est un long cylindre: plein, qui aspire l’eau chaûde V provenant du condenseur, et la foule dans la chaudière par le tuyau g, lorsque Pompe à air. Je robinet r est ouvert; 2° la pompe à air dont la bielle s’é- | tend de C’ en p'; elle aspire tout.ce qui se trouve dans le condenseur; le piston monte l’eau chaude dans le vase V qui fournit à l’alimentation , l’excédant s'écoule au dehors ; 83° la pompe à eau froide qu’on ne voit pasici, et dont la Pompe à eau bielle est cachée derrière C/; elle amène l’eau d’un puits froide. A 5 5 dans la bâche BB, qui s’ouvre dans le condenseur, Systèmes die 1059. Le système que nous venons de décrire ne doit être Apr considéré que comme un exemple, car il yen a une infinité d’autres, Ainsi, dansle système de Wolf, il ya deux cylindres dont l’un a une section triple ou quadruple de l’autre; les

Jeu du airoir,