GG

supprimé le déversoir pour pouvoir disposer de la totalité de la chute ordinaire.

3ot3

Pour calculer le volume d’eau écoulé en i ,f on a pris pour

o,3io

coefficient de la dépense relative aux orifices de la turbine 0,86.

33oa

Pour calculer le volume d’eau écoulé en on a pris pour

coefficient de la dépense relative aux orifices de ia turbine 0,83.

On a augmenté la hauteur dont la turbine était noyée, ^tu

moyen d’un barrage placé dans le canal de fuite.

K* jTx

11 . Discussion et représentation graphique des résultats contenus dans ce tableau. Pour examiner et discaler les résultats contenus dans ce tableau, on a construit des courbes (PI. II) dont les abscisses sont les nombres de tours faits par la roue en i' et dont les ordonnées représentent les rapports de l’effet utile mesuré par le frein, ou du travail disponible, au travail absolu du moteur.

En faisant passer parmi tous les points ainsi déterminés, pour chaque série, des courbes, tracées de manière à représenter le mieux possible l'ensemble des résultats, on a obtenu une loi graphique continue de ces résultats dégagée des anomalies accidentelles de l’observation. C’est d'après l’examen de ces courbes que nous allons discuter les conséquences de ces expériences.

La courbe (Fig. i, PI. II) , relative à la série où la levée de la vanne de la turbine était moyennement de o",o 5 o, montre que le maximum d’effet correspond à une vitesse de 1 35 tours en i', et qu’alors le rapport de l’effet utile au travail absolu du moteur était égal à o,Gi environ, quoique le calcul immédiat de l’expérience correspondante ait donné o, 6 a 5 . Mais on voit que, depuis la vitesse de ioo tours jusqu’à celle de 170 tours en 1', ce rapport a toujours été compris entre o ,565 et 0,610, de sorte qu’entre ces limites étendues , il n’a varié que de V T de sa valeur moyenne 0 , 587 .

La courbe (Fig. 2) , relative à la série d’expériences , où la levée de la vanne de la 'turbine était de o“,o7i, montre que le maximum d’effet corrgspond à la vitesse de 190 tours en I* et qu’alors le rapport de l’effet utile au travail absolu du moteur était égal à 0,680 , quoique le calcul immédiat de l’c^péiience ait donné 0,696. On voit aussi que , depuis la vitesse de i 3 o tours jusqu’à celle de lio tours en 1 ', ce rapport a toujours été compris entre 0,62.5 et 0,680 ; de sorte qu’entre ces limites étendues il n’a varié que de ~ environ de sa valeur moyenne 0 , 652 .

La courbe (Fig. 3 ) , relative aux séries où la levée de la vanne de la turbine, a été de o™,o86 et de o",io7, qu’on a réunies pour obtenir un tracé plus exact , mais dont on a distingué les points par des signes particuliers, montre que le maximum d’effet correspond à la vitesse de 180 à 190 tours en 1', et qu’alors le rapport de l’effet utile au travail absolu du moteur était égal à 0,690. On voit aussi que, depuis la vitesse de i4o tours en l' jusqu’à celle de 23 o tours en t', ce rapport a toujours été

EXPÉRIENCES SUR LES TURBINES, compris entre o, 65 o et 0,690; de sorte qu'entre ces limites étendues , il n’a yarié que de 77 de sa valeur moyenne 0,675.

Il suit évidemment de cette discussion que cette roue jouit de la propriété fort remarquable et avantageuse de marcher à des vitesses extrêmement différentes , sans que son effet utile varie notablement. Or il est important de faire ressortir tout ce que cette faculté a de précieux , surtout pour ce moteur qui est propre à fonctionner sous l’eau.

12 . Observation sur l’avantage que présente cette roue de pouvoir marcher à des vitesses très-différentes. Dans beaucoup de fabrications la vitesse de l’outil , et par conséquent celle du récepteur, doit varier avec le degré d’avancement du travail , et comme il importe toujours de réaliser le maximum d’effet relatif à chaque cas , l’avantage signalé est évident pour ces usines. Mais il n'est pas moins grand pour celles où la vitesse doit rester constante, quoique la hauteur de la chute disponible puisse varier notablement, soit par l’abaissement du niveau supérieur, soit par l’exhaussement du niveau inférieur ; car la vitesse de la roue correspondante au maximum d’effet dépendant de la hauteur totale de cette chute , il s’ensuivrait que pour obtenir ce maximum , il faudrait à la rigueur, faire varier la vitesse de la roue avec la chute , ce que , par hypothèse , la nature de la fabrication ne permet pas. Tandis que, par la propriété qu’ont les turbines de pouvoir marcher 5 des vitesses très-différentes de celle qui correspond au maximum d’effet , sans que l’effet utile s’éloigne notablement de cette limite , on voit que l’on pourra toujours conserver aux outils la vitesse convenable au travail, sans perdre une partie considérable du travail moteur. On verra par les expériences que nous rapportons plus loin que cette constance de l'effet utile a lieu pour des chutes très- différentes de celle de Moussay.

15 . liemarque relative aux expériences dans lesquelles la turbine a été noyée. On observera aussi que dans les expériences consignées au tableau précédent, le niveau des eaux d’aval s’est élevé, pour les premières séries à o", 3 oo au-dessus de la couronne inférieure de la turbine, et pour la dernière série , à près d’un mètre , et que cependant l’effet utile observé dans cette dernière série n’en a pas moins été encore plus grand que dans les précédentes. Ce résultat confirme ceux qui ont été observés sur la turbine d’Inval, et montre de nouveau que ces roues peuvent marcher noyées , sans que leur effet utile soit notablement diminué par la résistance du liquide qui les entoure.

14 . Observation sur l accroissement de l’effet utile à mesure que la levée de vanne augmente. Nous ferons observer que l'effet utile est notablement plus grand pour les levées de vanne qui se rapprochent de la hauteur de la turbine , que pour les plus petites ; mais comme cet effet s’est manifesté d’une manière plus sensible aux expériences faites à Müllbach , nous nous réservons d’en rechercher l’explication à leur sujet. Cependant on remarquera qu’à la levée de vanne de o",o 5 o, moitié à peu près de la hauteur de la turbine, l’effet utile est environ 0,61 du travail absolu du moteur et se rapproche beaucoup de la valeur 0,69 qu’il atteint à la levée de o“,i07.

15 . Résumé des conséquences tirées de ces expériences. En résumé on voit :

1” Que la roue du tissage mécanique de Moussay, qui n’a que o ",85 environ de diamètre extérieur, et o“, 11 de hauteur de couronne peut, sous la chute de 7”,So , débiter un volume d’eau de o ”“,738 et plus , et qu'elle transmet alors un effet utile net, ou un travail disponible, de plus de 45 chevaux de 75 kilogrammes élevés à 1 mètre en 1" ;

2 * Qu’à la vitesse 180 à 190 tours en 1' elle rend en travail disponible 0,69 du travail absolu dépensé par le moteur ;

3 ° Que la vitesse de la roue peut varier dans des limites taVétenducs, sans que l’effet utile s’éloigne de plus de -j à de sa valeur maximum;

4 ° Que le rapport de l’effet utile au travail dépensé ne diminue pas, qu&nd la roue est noyée par les eaux d’aval.

EXPÉRIENCES SUR LA TERRINE DU T1SSACE MÉCANIQUE DE MUULDACa (baS-RRIN).

16 . Description sommaire. Le tissage mécanique que l’on a construit, en 1837, à Müllbach (département du Bas-Rhin), a pour moteur une turbine de deux mètres environ de diamètre, et dont la force moyenne devait être de 45 chevaux de 75 kilogrammes élevés à 1 “ en 1". Sur le désir que j’en ai manifesté à MM. Sellière , Heevoot et compagnie , ces fabricans éclairés ont consenti avec empressement à faire toutes les dispositions nécessaires pour soumettre cette roue à l’expérience. M. Schedecker, leur associé, directeur de la filature de Lutzelhauscn et de ce tissage , a bien voulu se charger de faire faire les préparatifs convenables, et les 28 , 29 et 3 o juillet dernier , les expériences ont été exécutées avec le

concours particulier de M. Scbedecker et de M. Fournsyron, en présence de plusieurs fabricans et ingénieurs civils.

La turbipe est placée à l'extrémité du canal d’arrivée, dans une chambre de 6“,55 sur 5”, 70 , sur le plancher de laquelle est posé le cylindre qui contient le vanage. Un tuyau creux qui s’élève verticalement , soutient par son extrémité inférieure le plateau sur lequel sont fixées les courbes directrices , et se lie par son extrémité supérieure à l'appareil qui sert à lever la vanne et qui reçoit le support de l’extrémité de l’arbre de couche.

L’arbre de la turbine passe dans ce cylindre et en sort par le haut, où il reçoit une roue d’angle, qui transmet le mouvement à l’arbre de couche de l’atelier, dans lequel cet arbre pénètre un peu au-dessous du plafond du rez-de-chaussée.

La turbine est placée sous le plancher de la chambre d’eau , de sorte que, quand cette chambre est pleine, on ne voit ni le vannage ni la roue. Le canal de fuite, dont la direction est perpendiculaire à celle du canal d’arrivée, a 6 ", 4 o de largeur et est voûté jusqu’à une vingtaine de mètres au-delà du bâtiment du tissage sous lequel il passe.

L’usine est alimentée par les eaux de la Brusche, et la chute totale doit être habituellement de 4”>5o ; mais à l’époque où les expériences ont été faites , le barrage qui doit détourner les eaux de la rivière dans le canal d’arrivée, n'était pas encore exécuté, jet la plus grande chute dont nous ayons pu disposer, n’a été que de 3 l *, 7 o. Lors des grandes crues, la roue est exposée à être noyée en aval, et elle l’a été pendant toutes les expériences à des hauteurs qui ont varié de o“,5ao à o“,<)oo environ.

17. Jaugeage de la dépense d'eau. Pour opérer facilement et exactement le jaugeage de la dépense d’eau , on a établi à l’extrémité de la voûte du canal de fuite , un barrage en déversoir de 5*,oi4 de largeur , dont le seuil formé par une planche mince de o“,o 27 d'épaisseur , était à o“,5o ou o m , 6 o du fond, et dont les côtés verticaux étaient à o ”,70 de chacun des bords de ce canal. Des lignes horizontales de repère, établies avec soin, permettaient de mesurer facilement à chaque expérience, la hauteur du niveau du réservoir à o", 6 o en amont et dans les angles du canal au-dessus du seuil. D’après les circonstances de l'établissement de ce déversoir et les résultats des expériences récentes faites à Toulouse et

Sî EXPÉRIENCES SUR LES TURBINES.

dont une partie a été publiée par M. d'Aubuisson , on a .pris pour calculer

la dépense d’eau en i" la formule

Q = o,4» LU \f-igll *,

dont la notation a été indiquée au n° 7 .

Mais la chambre d’eau ayant son fond et l'une de ses parois en charpente , les bois desséchés par la chaleur de la saison n’avaient pas eu le temps de se gonfler suffisamment depuis qu’elle était pleine , et il se faisait par les joints des pertes notables, dont il était nécessaire de tenir compte. C’est ce que l’on a fait au commencement de chaque série d’expériences , en observant la charge d’eau qui existait sur le déversoir de jauge , quand la vanne de la turbine était fermée. Les résultats de ces observations sur les fuites sont indiqués au tableau des expériences et le volume d’ean ainsi écoulé en pure perte a été retranché de celui qui correspond à la charge observée sur le déversoir pendant les expériences.

18. Dispositions prises pour la mesure des données principales. Pour obtenir la chute totale, on a disposé une ligne horizontale de repère à une hauteur connue au-dessus du plateau du vannage et en contre-bas de de laquelle on mesurait simultanément la hauteur d’eau en amont, dans la chambre de la turbine, et la hauteur en aval, dans le canal de fuite. La différence donnait pour chaque expérience la chute disponible et l’excès de la hauteur de la ligné de repère au-dessus du plateau de vannage sur l’élévation de la même ligne au-dessus du niveau d’aval , donnait la hauteur dont la couronne inférieure de la turbine était noyée.

19. Du frein employé. Le frein formé par une poulie de i”,a5 de diamètre et de o“, 2 ii environ de largeur à la' gorge , avait été tourné avec soin, ainsi que scs rebords, calé et bien centré sur l’extrémité supérieure de l’arbre de la turbine , qui n’avait pas encore reçu l’engrenage que l’on devait y placer. Les deux mâchoires de ce frein étaient en bois , la longueur du levier mesurée perpendiculairement à la direction de la corde à laquelle la charge était suspendue , a été trouvée de 2 ", 99 .

* Je crois devoir foire remarquer que dans les expériences que j'ai publiées précédemment sur la roue de cdlé de la taillerie de Baccarat, j'avais adopte la formule Q ~ 0,395 LU|/ ^tl, ne connaissant pas alors les expériences de Toulouse, ce qui m'a conduit à estimer la dépense k ^ environ au-dessous do sa valeur.

Une corde fixée au faîte de la charpente à 6 ou 7 * de hauteur, soutenait le bout du levier et un fil i plomb indiquait la position qu'il devait conserver , pour que sa. longueur fût perpendiculaire à la direction de la corde qui , passant sur une poulie de renvoi , soutenait la charge.

20. Précautions prises pour assurer la régularité du mouvement. Pour maintenir les surfaces dans un même état d'humidité, on amena prés de la roue la pompe à incendie de l'établissement , et un arrosoir fut suspendu au-dessus du coussinet du frein , dans lequel était pratiquée une entaille où l’on versait l’eau. Des hommes en manœuvrant la pompe , dirigèrent un courant continu et régulier sur les surfaces frottantes , qui se trouvèrent ainsi constamment rafraîchies et lubrifiées au même degré. On obtint de la sorte une telle régularité dans l’action du frein, que sous la même charge , il a quelquefois marché plus d'une demi-heure sans éprouver la moindre oscillation , et sans que l’ouvrier chargé de le manœuvrer eût pour ainsi dire besoin d’agir sur les écrous. Dans aucune des expériences que l’on rapporte, les oscillations du levier au-dessous de la verticale du fil à plomb, n’ont dépassé o“,o 2 à o“,o3, de part et d’autre , et les pièces d’arrêt disposées par précaution n’ont servi que pour les momens d’interruption.

On n’a pas usé un kilogramme de graisse pour l’exécution de toutes ces expériences, et quoique j’aie déjà bien souvent employé cet appareil dynamométrique avec succès, je ne l’avais jamais vu marcher avec une aussi parfaite régularité. Aussi à l'aide de ces moyens, faciles et peu dispendieux , je regarde comme désormais tout à fait superflues toutes les modifications proposées ou adoptées par divers ingénieurs au dispositif simple , primitivement employé par M. de Prony.

21. Observation de la vitesse de la roue. L’observation de la vitesse de la roue a été faite presque toujours par deux personnes et à plusieurs reprises en comptant avec des montres à secondes le nombre de tours faits en 1 ' par l’arbre de la roue.

Les résultats des expériences et ceux que l’on en déduit par le calcul sont consignés dans le tableau suivant.

Expébiexces faites en juillet 1837 sur la turbine du tissage

mécanique de Müllbach (département du Bas -Rhin).