J COÏTS DE DELIER
BAUTELR
DIAMÈTRE de la colonne d'ascension.
EAU
dépensée •a i'.
EAU
élevée en l'.
RAPPORT de l'effet utile è l'effet dépensé.
de chute.
d'élérat.
litre*.
Htm.
Le ptemier des béliers de ce tÿbleau est celui que Honlgolfler avait établi dans son habitation b Paris;
Le deuxième est celui de Mello , cité plus haut ;
Le troisième a été établi à Lyon par M. Fay-Salhonay, ancien maire de Lyon; la longueur du tuyau d’ascension est de 227 mètres ;
Le quatrième est construit A la blanchisserie de M. Turquct, près de Senlis ;
Le cinquième sc trouve prés de Clermont-Oise , dans la sous-préfecture de M. Larochefoucaull; la longueur du tuyau d’ascension est de 420 mètres.
212. Pompes. Les pompes sont dites à simple effet , lorsqu’elles n’élèvent l’eau que pendant la montée ou pendant la descente du piston (tig. 39 et 40), et a double effet, lorsque l’eau est élevée pendant la montée et pendant la descente du piston.
Lorsqu»; le piston s’élève au-dessus du niveau de l'eau dans le puisard, on dit que la pompe est aspirante.
Une pompe élévatoire est celle qui élève l'eau pendant la montée du piston (fig. 39 , et une pompe foulante est relie qui l'élève pendant la descente du piston fig. 40). Une pompe à double effet est à la fois foulante et. élévatoire.
Une pompe peut être aspirante et élévatoire , ou aspirante et foulante , ou encore aspirante , foulante et élévatoire ; l'un do ces cas se réalise toutes les fois que le piston s'élève à un niveau supérieur à celui de l’eau dans le puisard, ce qui a lieu généralement.
Le piston n'est quelquefois qu'un simple morceau de bois de charme, qu’il convient de faire bouillir dans l'huile; mais pour les pompes de quelque importance , il est en fonte ou en bronze. La garniture est en cuir, pt elle forme sur les faces du piston un godet a contour flexible que l'eau comprimée applique contre les parois du corps de pompe , ce qui donne une garniture autoclave.
Souvent, comme dans la figure 41 , le piston est un cylindre métallique plein ou creux, d'une longueur un peu supérieure à sa course, et d'un diamètre de 0“,01 il 0",02 plus petit que celui du corps de pompe. Ce piston , appelé plunger par les Anglais, plonge dans le corps de pompe et prend la place de l’eau qui s’y trouve, en l'obligeant de s’élever dans le tuyau d'ascension ; en se retirant , il laisse un vide qui produit l'aspiration. La garniture de ce piston est fixe et sert de stuffenbox.
Une pompe h simple effet exige l'emploi de deux soupapes : l'une dite soupape d'aspiration , placée sur le tuyau d'aspiration , le plus près possible du point inférieur de la course du piston; l’autre, appelée soupape de retenue, placée sur le tuyau d'ascension. L’une de ces soupapes peut être placée sur le piston (fig. 39) , qui est alors percé d’un orifice convenable pour le passage de l’eau ; la soupape fixe prend le nom de soupape dormante. Une pompe à double effet est garnie de quatre soupapes dormantes; le piston non porte pas.
Afin de pouvoir vérifier facilement l'état des soupapes et en rendre rapides les réparations, il convient de renfler les tuyaux aux points où elles se trouvent (fig. 41) ; ces rendements, que l'on nomme chapelles, portent une grande ouverture que l'on ferme par une plaque de foute boulonnée.
MACHINES A ELEVEIt L EAl’.
La figure 41 représente à l’échelle de t /20 la coupe par l’axe d’une pompe h piston plongeur.
Fig. «I. •
A corps do pompe ;
Il piston , au Tond duquel est boulonnée une oreille à laquelle s'articule la tige de U pompe.
En fixant la tige au bas du piston, on diminue son obliquité, et par suite le frottement du piston dans son stuffing-box ; bc , bc’ lignes représentant les positions de l'axe de la tige dans ses plut grands écarts;
a cioupes du slufTing-box;
o coussinet en bronze retenant les
étoupes ;
F, F' chapelles;
D tuyau d'ascension;
C tuyau d’aspiration ;
E lanterne ;
d soupape de retenue;
d' soupape d’aspiration.
Si le piston faisait un vide parfait , l’eau s’élèverait dans la colonne, d’aspiration à une hau- . tour de 10”, 33 au-dessus du niveau du puisard, hauteur faisant équilibre à la pression atmosphérique au point où se trouve la pompe; mais dans la pra- , tique, quand le piston est au bas de sa course, la pression de l’air qui occupe l’espace compris entre le piston et la soupape d'aspiration étant, en négligeant le poids de la soupape, égale à la pression atmosphérique, quand
le piston est en haut de sa course la pression de cet air devient
h pression atmosphérique;
q espace nuisible ou volume de l'air lorsque le piston est au bas de sa course ;
Q volume engendré par le piston dans une levée;
Q -f- q volume occupe par l'air lorsque Je piston est en haut de sa course.
Pour qu’après un plus ou moins grand nombre de coups de pistou
la pompe puisse s'amorcer, c’est-à-dire pour que l'eau puisse entrer dans le corps de pompe, il faut donc que l'on ait au maximum , en désignant par x la hauteur de la soupape d'aspiration au-dessus du puisard, et en négligeant le poids de cette soupape,
'Au + ? K1 ü+q)’
U ne faut pas seulement que l'eau puisse pénétrer dans la partie inférieure du corps de pompe, mais aussi quelle puisse atteindre le point le plus èlevédela course du piston , lequel, en négligeant le poids des soupapes et la force élastique de l’air et de la vapeur que dégage l’eau soumise à une faible pression, peut se trouvera une hauteur h— 10", 33 au-dessus du niveau du puisard. Dans la pratiqué, il est rare que l'eau puisse s’élever à 9 mètres de hauteur; il convient de considérer 8 mètres à 8»,50 comme hauteur moyenne d’élévation maximum. l,a hauteur de la colonne d'aspiration ne se prend guère que de 5, 6 ou 7 mètres.
La vitesse avec laquelle l'eau peut entrer dans le corps de pompe, lorsque le piston occupe un point quelconque de sa course, est, en négligeant le poids des soupapes , leur frottement et celui de l’eau contre le tuyau d'aspiration.
v = \/ig[h—h'}‘
u vitesse de l’eiii dans U soupape d’aspiralion ; h pression atmosphérique, exprimée en eau que l'on élève;
A' hauteur du point où se trouve te piston au-dessus du niveau du puisard. Cela
suppose que l’eau ne dégage ni air ni vapeur, et qu'elle atteint le piston; s'il n'en était pas ainsi, A' serait égale à ia hauteur du niveau de l’eau dans le corps de pompe, au-dessus du puisard, augmentée de la pression de l'air et de ia vapeur qui séparent l'eau du piston.
Pour que le piston fonctionne sans choc, il suffit que l'eau arrive en même temps que lui au point supérieur de sa course. Supposant la vitesse du piston uniforme, il suffira donc que l'on ait
kirv = SX, d’où
kv
k coefficient de la dépense (139); a section de la soupape d'aspiration ;
v vitesse de l'eau dans celle soupape , quand son niveau arrive au point supérieur
de la course du pislon ; v a alors sa plus petite valeur (a) ;
S section du piston ;
V vitesse du piston.
Si le piston est mù par une manivelle ou par un excentrique, sa v itesse n’est pas uniforme ; dans ce cas, pour s’assurer que le corps de pompe sera plein quand le piston arrivera en haut de sa course, on déterminera d’abord par tâtonnement lo point où l'eau peut commencer à ne plus suivre le piston ; pour ce point, on aura
MACHINES A KI.KYER l'ëAU.
te» — SV,
U et V ayant les valeurs qui correspondent à ce point, v su détermine par la formule (a), et V est donnée, d'une manière approchée, à loidr d'une épure représentant le mouvement du pistou par rapport à celui du bouton de la manivello. Pendant que la manivelle termine le reste do sa course, il faut que le volume d'eau qui s'introduit dans le corps de pompe soit égal au volume engendré par Ic'piaton pour arriver il la fin de sa course.
Ce volume est (n* 169, formule (e)) , ' ’ 1 •'
A| . différence de chargo sur les deux faces de la soupape d’aspiralioo, au coinoien- , cernent du temps T; elle est égale à h diminuée de la hauteur du poinl ml l'eau commence i ne plus suivre le piilon, au-dessus du puisard.
Au u° 169, la section » de la soupape représente la section de l'orifice d'écoulement , et la section S du corps de pompe, la section A du bassiu qui se remplit.
Pour que le piston ne choque pas l'eau quand il change de direction, ou doit avoir, au minimum,
pourQ', mais aussi que l’eau accompagne le piston pendant toute sa course. On devra donc prendre s pour lo cas où lés valeurs, correspondantes entre elles, de V et do v exigent la valeur maximum do s.
Les diamètres des tuyaux d’aspiration et d’ascension sont ordinairement compris entre la t/2 et les 2/3 de celui du corps de pompe ; il ne convient pas de les prendre de moins do la moitié, et quelquefois ils sont égaux il celai du piston.
Pour une pompe quelconque, l’équilibre dynamique donne, en négligeant toutes les résistances passives (49),
l>ans la pratique, l’effet utile est diminué par lo frottement do la garniture du piston contre les parois du corps de pompe, par celui de la titre du piston danslcsluffing-box, et par celui de l'eau contre les
0’ volume d’eau qui s’introduit dans le corps de pompe pendant le reste de la
course du piston;
