MACHINES A ÉLEVER L'EAU
deux machines, système Cornouailles, d'une puissance qui dépasse tout ce qui avait été fait, même en Angleterre.
Le piston à vapeur de chaque machine a 2", 67 dd diamètre et une course de 3", 66. •
• Les pistons des pompes ont le même diamètre que ceux à vapeur,
maissculeuient2“, 86 de course. Avec ces dimensions, on a dit employer les soupapes il double siège ou a lanternes, qui sont beaucoup plus faciles à soulever, une partie de la pression de l'eau n'agissant pas sur la soupape.' , .. '
Les machines peuvent donner facilement 7 levées par minute; elles sont ii haute pression, a détente et a condensation. Kn supprimant la détente, chaque machine pourrait donner une puissance de 700 a 800 chevaux.
Dans des expériences faites avec soin, la profondeur d’épulsemen n'étant encore que de 7t“,50, et la détente ayant lieu aux 0,19 de 1 course, l'effet utile moyen a été de 234 chevaux, et la consommation de combustible , de t‘,45 par cheval utile et par heure. Le volume d’eau élevé a été un peu supérieur a celui engendré par les pistons.
Pour les pompes à incendie, il y a deux pistons qui ont ordinairement 0”,I2 de course , et qui ne s’élèvent, dans les mouvements les plus rapides, que 60 fois par minute, ce qui correspond a 0“,24 de vitesse. Les pistons, quisont en bronze, ont environ O”, 60 de longueui et 0“,12 de diamètre. Le récipient d’air, que l'on place entre les deux corps de pompe, a ordinairement 0“,!>5 de hauteur sur 0",2!> de diamètre; il est destiné ii rendre constant le jet d'eau. Le long ajutage ou lance qu’on dirige vers le feu à éteindre il environ 0“,016 de diamètre à l'orifice. Avec les proportions et la vitesse précédentes, huit pompiers obtiennent un jet' de 26 mètres de hauteur (188).
• Pour les grandes pompes, afin de rendre, autant que possible, le mouvement de l'eau constant dans la colonne d'ascension, et même dans celle, d'aspiration quand elle est longue, il convient do munir chacune d'elles d'un récipient d’air placé il la partie inférieure ; ces récipients ont encore l'avantage de rendre moins violents les chocs des soupapes.
Quand les eaux tiennent en suspension des corps étrangers, on garnit le bas du tube plongeur d'une caisse percée de petits trons , appelée lanterne , beau arrive dans la colonne d'aspiration en passant par ces petits trous où elle subit, en quelque sorte, une filtration.
Pompe centrifuge d'Appold. Cette pompe n’est autre chose qu'un ventilateur k axe horizontal et à ailes courbes dans lequel l'eau arrive par les deux joues. La hauteur d’élévation de l'eau est proportionnelle au carré de la vitesse du ventilateur, innis l'effet utile baisse à mesure que cette hauteur augmente. Une de ces pompes , dont le ventilateur a 0“,230 de diamètre extérieur et 0*,tlS de diamètre in-
Ui
tértwvf, dont les sites ont 0".075 parallèlement a l'ave et 0“' 057!» suivant le rayon, a donné un rendement de 0,00 pour une hauteurd’étèvntînn de- 2”; mais ee rendement a baissé, à O.tO pour des hauteurs plus grandes. La caisse dans laquelle se meut le Ventilateur n’a que tr,07.» de largeifr en regard des ailes, plus le jeu nécessaire au mouvement do eeües-fi ; puis va en s’élargissant de manière à former un canal rectangulaire de 0“,:t00 de largeur. Le pourtour des ailes est e* contact avec ce canal en un point , et de ce point la paroi de !a caisse va en s’éloignant du ventilateur jusqu'au niveau de l'axe de celui-ci;, puis s’élève verticalement pour se raccorder avec le tuyau d'ascension qui a 0***,30’ de diamètre intérieur. Il y a 6 ailes courbes mcHnéra à W sur Ta circonférence intérieure et it 22" sur la circonférence; extérieure ; les rayons passant par les extrémités d'une même aube fontentre eus un angle de ai".
ai. t p rejtne hydraulique. Quoique eette mactrine ne soit pas employée à élever l'eau , sa manière de fonctionner lui l'ait naturellement prendre place a côté de» pompes. La pression théorique que peut transmettre le plateau lixéawgtandpistpnd'ane presse hydraulique est
PLD* ld‘ ’
o pression iransmi'c;
r* force motrice ; un homme agissant sur un levier sans faire usage du poids do son corpt donne moyennement ktlog.7c( même P = 50 kilog., si le travail
n'6*l ryne d’un instant;
i> bras de levier de la puissance P, ou distance du point d'application de celte force à Pose de rotation de son levier;
TV* . diamètre du grand piston ;
*t diamètre du petit piéton ;
/ bras de levier d« la résistance f|ti?oppo*« le petit piston an mouvement du levier » do la puissance P; celte résistance est égale à la pression de l’eau sur le petit
piston, ou oncoro à
Supposant P'^SSltilog., L = 1™,IM), D = &<*,20, / = O"\03 et rf=0n!.03I on ;t
25 x 1 xO.Ot
= 37037 kil.
Les diverses résistances passives de la machine, et .surtout le frottement de la garniture, font que la pression réelle Q' que l'on peut o Ldi '.ni r dans la pratique u>sl que les (>,80 de Q pour des efforts modérés; elle atteint les 0.85 de Q pnnr de grands efforts.
Le rapport de la vitesse du grand piston à celle du petit est égal an rapport inverse des acct ions ou des carres des diainétresdrees pistons;
pour 1 exemple precedent, ce rapport est donc. = - - — =
M^CIII.N&S ,\ Él.EVER' l'eau.
Los pistons sont pleins et ils se iucua enldans un stuffing-box or(U- * naire dont les é tempos sont remplacées par dos rondelles de cuir; la garniture du grand piston a 0“,04 de hauteur, et il convient, afin de la rendre bien étanche, de la disposer de manière que non-seulement la pression du stuffing-box l’applique, en l'élargissant, contre le piston et le renflement du corps de pompe, mais aussi qu’elle fasse fermeture autoclave.
Qn„sc rendrait compte du frottement de la garniture des pistons a laide, soit de la formule, du n°6o, dauS laquelle/ \ arierait de 1/S a 1/6, soit de celle de Langsdorf (page 242).
Dimensions des presses à fourrage employées en Algérie et construites ù Liverpooly ainsi que de celtes qui ont servi à élever les tubes du pont Dritannia.
Alféri*. Uritannla.
Diamètre D du piston 0*,Î795 0",5I0
Diamètre intérieur du corp» de pompe. .* • 0m,309 0 0*,560
Epaisseur de la .foule,. ^ j. ...» 0ro,lo1 5 0*,453
, Pression intérieure sur un centimètre carre. ,•.*,» • • 1078k,7 S69k,7
Pression sur toute la surface du piston. • • C60 4 40k 4 ICI 5O01
Effort de rupture des cylindres par millimètre carré. . . 4 S*, 36 6kf83
La fonte travaillant à une charge voisine die celle de rupture (4 90V , elle <n a résisté que parce qu'on l’a.obttmue par un, mélange. dd fûntes choisit*, et encore un cylindre d'Algérie s’ostrompu brusquement de haut en bas.
&J4. Chapelet incliné. Celte machine eu .compose d une série de
palette* .rectangulaires fixées à une chaîne sans ilin, et se mouvant de has ,
en haut dans .une auge inclinée en hois. Celle auge plonge dans. le puisard et s’élève jusqu'à la ■hauteur à laquelle il oon- Viieut de intonter l'eau.
Le jeu laissé entre les bords latéraux des palettes et les parois de l’auge est de O”, 006 environ. Pour une même section de palette, le développement de la, partie de son contour en contact avec l’auge est minimum, ainsi que la quantité d’eau qu’elle laisse échapper, quand sa hauteur est moitié de sa longueur; cependant, dans la pratique, la hauteur est quelquefois les 4/5 de la longueur. L'écartement des palettes varie de 4 fois à 4 fois 1/2 leur hauteur, et leur vitesse, de 1 mètre à i",B0 par seconde.
Un homme exerçant sur une manivelle un effort de 8 kilog. avec une vitesse de 0“,75 par seconde peut produire, en 8 heures, un effet
utile moyen équivalant h 80 ou 90 mètres cubes d’eau élevés à t mètre de hauteur; mais on ne, doit compter, en général, que sur un effet utile égal aux 0,40 du travail dépensé; ce faible rendement fait que cette machine est à peu prés abandonnée.
Chapelet vertical. Cette machine ne diffère de la précédente qu'en ce que l'auge inclinée est remplacée par un tuyau vertical , appelé buse, a section carrée ou cylindrique. Les palettes ont la même forme, et de 0",13 à 0“,t6 de côté ou de diamètre; leur jeu dans la buse est moins grand que pour les chapelets inclinés , et , afin de diminuer encore les pertes d'eau, on rend ce jeu le plus petit possible en plaçant au bas de la buse un tuyau métallique bien dressé, de la section des palettes et d'une longueur excédant un peu la distance de deux palettes consécutives. Souvent les palettes sont formées d'une rondelle en cuir gras serrée entre deux plaques de tôle ; celte rondelle fait garniture et rend les pertes d’eau aussi petites que posssible.
Le chapelet vertical convient surtout pour les épuisements où il faut élever l'eau à plus de 4 mètres de hauteur. La longueur de la buse est en général comprise entre 4 et 0 mètres.
On emploie du 4 a 8 hommes appliqués à des manivelles de 0“,40 de rayon et faisant de 20 à 30 tours par minute pour manœuvrer1 un chapelet vertical. Ces hommes travaillant 8 heures par jour, et par relais de deux heures, produisent chacun un effet utile journalieréquivalant à 1 10 ou 120 mètres cubes d’eau élevés k 1 mètre. En général, on peut compter que l’effet utile moyen est égal aux 0,65 de l'effet dépensé , et que la quantité d’eau élevée est les 5/6 de l'eau d’abord puisée.
Les chapelets peuvent être mus non-seulement par des hommes , mais aussi par des chevaux k l’aide if un manège, et même par des roues hydrauliques et des machinent vapeur.
Fig «.
MACHINES A ÉI.KVEn l.’EAI .
'li'6. Noria. Celle machine n’esl autre chose qu’un chapelet vertical
Fi„ , dans lequel la buse et les pa- .
lottes sont remplacées par des seaux fixés a une chaîne sans fin, et dont la capacité est ordinairement de 7 a 8 litres, et va quelquefois h 15 litres.
Dans une noria, afin que les seaux puissent se vider, on est obligé de monter l’eau a un niveau supérieur a celui auquel on veut l’élever; de la il résulte que pour obtenir un travail utile PA, on est oblige, abstraction faite des diffèrén- • les résistances passives , de produire un travail
P pold» d’cxu élevé ;
A hauteur A laquelle ou veut élever l’eau ;
A’ excès de hauteur auquel on est obligé d’élever l’eau pour que les seaux versent à un nireau convenable; sa valeur est ordinairement égale A O*, 75; c’est le rajon du eercle circouscrit i l'hexagone qui sert de tambour, augmenté de 0“,I0 i O-.SO.
l.a valeur de A’ restant constante, quelle que soit celle, de A, le rapport de l'efTct utile au travail dépensé augmentera à mesure que la hauteur A sera plus grande; c'est du reste ce que confirment les résultats pratiques du tableau suivant, obtenus avec une noria dans laquelle on avait A’ = 0“,75. La machine était mue par de forts ouvriers produisant sur des manivelles un effort de 9 kilog. avec une vitesse de 0“,75 à 0“,80 par seconde.
Taloor de A. Rapport Us l'edel aille k l'effet dépense
l-.OO A 5", 00 0,48
line bonne noria, établie par M. Abadie, près de Toulouse, a pour
us
tambour une lanterne à 6 fuseaux en fer de 0“,03 de diamètre; ces fuseaux sont espacés dc0*,45 et relient deux plateaux en fonte dont l'écartement est de 0“,43. l/axe du tambour est en fer, et a 0“,054 d'équarrissage. La chaîne a 13", 72 de longueur, et elle est formée de 28 -chaînons portant chacun un seau en feuilles dccuiire de 13 litres de capacité. .
La surface tin bassin qui reçoit l'eau est àtT.OT nu-dessous de l’axe du tambour, et li il", 13 au-dessus du niveau de l'eau dans le puisard, lia cheval ordinaire de jardinier fait fonctionner cette machine, cl produit un elfet utile équivalant à 118 métros cubes d'eau élevés à un mètre de hauteur par heure; admettant, avec M. d’Aubuisson , que ilausce mémo temps le travail produit par un cheval attelé à un manège équivaut à 1 44 mètres cubes d'eau élevés h 1 mètre , l'effet utile est donc les 0,82 du travail dépensé.
D'après Nai ier, une noria maimmvree par deux chevaux auraitélcic 70, 1 2 mètres cubes d'eau à3“,60 de hauteur, rr qui équivaut ii 126 mètres cubes à 1 mètre pur cheval ; l'effet utile serait donc les 0.88 du travail dépensé. Il convient de ne compter que sur un effet utile égal aux 0,70 ou 0.80 du travail dépensé.
Outre l'effet utile considérable rendu par la noria, elle a encore l'a- \antago de pouvoir servir à élever les eaux bourbeuses, comme le sont généralement les eaux d'épuisement, ce qui est impossible avec les chapelets.
14 Iti. Houes élémtoircs. Ces roues, (pii sont à palettes planes., agissent li la manière des chapelets , mais en se mouvant dans un coursier circulaire. Nous nous contenterons de donner les dimensions des parties principales de celle qui a été établie, pour élever les eaux de la Seine dans la gare de Sainl-Oticn.
Diamôtrc extérieur de 11 roue. .........
Diamètre intérieur-.
longueur des tubes
Hauteur des arrhes , mesurée suivant res aubes, qui sont un peu inclinées sur le, rayon. . . . Hauteur des aubes, -mesurée suivent le rsj'OO. . « Nombre d'aubes
I0~,6*i- 1“,0l8=9“,024 1“,!lfl
'D'après les observations faites par M. IV aller de Saint-Ange , cette roue élève 2300 mètres cubes d'eau h 4 mètres de hanleur en une heure ; la force de la machine étant supposée être de 45 chevaux , le rapport de l'effet utile à l’effet dépensé est 0,82 ; mais il eût été convenable d’évaluer exactement la force de la machine.
217. Roues à seaux ou à godets. Ces roues, employées fréquemment aux irrigations étaux usages domestiques h cause de leur grande sim-, licitè et de leur peu d'entretien, sont à aubes planes, dont un plus ou
