MACHINES À VAPEUR A CONDENSATION SANS DÉTENTE

.%6i. Les machines à condensation sans détente sont les machines dites de Watt, dans lesquelles la pression delà vapeur est ordinairement inférieure à 1,25 atmosphère.

MACHiNBd A VàPEUA à COIfBBNSATION SANS DÉTENTE.

La ûg. 71 est la coupe par Taxe d*une de ces machines. OuoiquMl n'y a peut-être pas deux constructeurs qui composent leurs machines identiquement Tun comme Tautre , quand on aura bien compris là description suivante , on ne sera nullement embarrassé pour s'expliquer le mécanisme d'une machine à vapeur quand on la verra toute montée ou en dessin , quel que soit du reste le système de la machine.

A cylindre i vapeur, entouré d'une enreloppe en fonte pour diminuer le refk-oi-

diisement; B piiton; ^

C tige; D grandes chapes du parallélogramme ; ellcs's'articulent aree le balancier et avec

un petit axe qui porte un manchon dans lequel te fixe le haut de la tige C • X chapes de la pompe à air et de la pompe alimentaire ; elles sont reliées au milieu

de leur longueur par un axe auquel sont flxées les tiges des pompes à air et à

eau froide ; r guides formant un parallélogramme avec l'ue du biUncier et les chapes ; ils

t'articulent i' leurs extrémités avec des axes, dont Tun est percé d'une lunette

pour laisser passer les tiges de pompes ;

480 TROISlfen PAHTa. ,

I» vontre-^idei oa contre^^mlaneien ; ila f'arUculMt à aoe eitréinilè ivee le peiil tze i lunetla dont il vient d'être question , et à Tantre à dos petiu axes flzés i l'entablement de la machine. Le mouvement horixontal de ces contre-guides étant contraire à celui du balancier, il en résulte que la tige G et celles des pompes se menvent verticalement ;

E balancier; il communique le moevement i la manivelle G , par l'intermédiaire de la bielle ; «

G manivelle fliée sur Tarbre moteur ;

JI volant monté sur l'arbre moteur ;

L bacbe en fonte dans et sur laquelle sont fixés les différents organes de la machine;

M entablement en tonte;

a tuyau qui amène la vapeur; il est garni d'une valve destinée à régler l'arrivée de la vapeur;

h caisse en fbnte, dite hoUe à vapeur, dans laquelle arrive la vapeur;

clele canaux établissant la communication entre la caisse 6 et le haut et le bas du cylindre ;

0 canal communiquant avec le condenseur;

e tiroir destiné i distribuer la vapeur. Le piston B étant arrivé en haut de sa course, supposons que la tige 2 fasse baisser le tiroir, le canal d débouché dans la caisse 6 et la vapeur arrive sur le piston , tandis que le canal o se met en comniUnication avec celui e et la vapeur qui est sons le piston va au con« dcnseur. Le pistou étant arrivé au bas de sa course, la tige 2 soulève le tiroir, le canal e communique avec la botte 6, celui d avec le condenseur, le piston B remonte , et ainsi de suite ;

f tuyau par lequel la vapeur se rend du canal o dans le condenseur ;

f condenseur ; un robinet dont la lige s'élève au-dessus' du niveau de Teau dans la bacbe L règle l'entrée de l'eau dans le condenseur;

h pompe à aùr; elle est destinée i retirer l'eau chaude du condenseur. La pompe d'alimentation de la chaudière étant placée à côté de la pompe é air, elle est invisible dans le dessin ; elle foule une partie de l'eau chaude du condenseur dans la chaudière;

t réservoir dans lequel la pompe à air élève l'eau ;

H tuyau de départ de l'eau du réservoir t;

K pompe élévatoire fournissant toute l'eau froide nécessaire an service de la mt- ^ chine;

t tuyau d'aspiration de l'eau froide;

n' pendule conique (433);

s levier coudé recevant le mouvement du manchon inférieur du pendule et le transmetunt , par l'intermédiaire d'une tige, à la valve régulatrice a ;

1 aie du pendule conique ;

m courroie passant sur l'arbre moteur et transmettant, par rintermédiaire de roues coniques, le mouvement à l'axe { du pendule conique.

Le fond et le couvercle du cylindre le garnissent de robinets.

562. Effet d^wne machine à vapeur à condensation sans détente. D'après ce qui a été dit f355), l'effet théorique T'm produit dans une telle machine, par la vapeur dépensée en une seconde, est, en représentant par h' la pression due au vide imparfait derrière le piston,

Vm = Y(h — AO = TThj{h — A').

Le travail pratique dont on peut disposer sur Tarbre du volant est

MACHIlfBS A YÀPBim À C0NDBH8ATI0N SAKS DtTBNTB. 481

T« = Ar'«=«r^Ap(A-.A')- (a)

Les diffèroDtes lettres de ces rormiiles oot les mèines sigoiflcalions qu'aux n** 365 el 3B7,

TABLBAU des vaieum moyffmes dit cœffidemi lu

rORCB DI LA HACHim.

De 4 i 8 chertiiz.

De 40 i )0 id.

De 30 A 50 id.

De 60 A 400 id»

S6S. Calcul des dimensions d'ujie machine à condensation sans dé^ tente. Soit à déterminer les dimensions d*une machine capable de faire fonctionner 62 machines à lainer les draps, semblables à celles de rétablissement de la Vierge, à Sedan, où, d*après M. Poncetet, une machine de 20 chevaux en fait fonctionner 50.

La force de la machine est de 25 chevaux environ. Supposons la près* sion absolue de la vapeur dans le cylindre égale à une atmosphère, la pression derrière le piston à 1/7 d^atmosphère, et la vitesse moyenne du piston à i mètre par seconde.

On a Aî=0,70, A = 10*,833, A'=i-,476 et «=1 mètre.

Remplaçant les lettres par leurs valeurs dans la formule préoé^ dente (a) , on a

d^où Ton tire r = 0",31, et par suite le diamètre du piston d = 0*^62. Le volume de vapeur dépensé par seconde est

wrH)=3,14 X 0,31 X 0,31 X 1 = 0»«»* ,302 ;

ce qui fait par heure

0,302 X 3600 = 1086 mètres cubes.

A 1 atmosphère, la densité de la yi^or étant 0,00058955 (n* 272), le poids de vapeur dépensé par heure est

0,58955 X 1086:=s 640 kilogrammes.

Dans une bonne machine de ce genre, il faut augmenter cette dépense de vapeur de i/iO pour tenir compte des pertes qui ont lieu dans les tiroirs, entre les fonds du cylindre et le piston, par les fuites et par le refroidissement ; de sorte que la dépense réelle de vapeur est de 704 kilog. par heure.

4S9 nonntn pahtii.

En alimentant avec de Teau à 40*, i kilog. de hoaille produisant fa-

eilement 6 Idlog. de vapeur (308) , on en brûlera --r^ = 117,33 kilog.

pour obtenir la force de 25 chevaux ; ce qui fait 4,70 kilog. par force de cheval et par heure. Dans la pratique, cette consommation est ordinairement de 5 à 6 kilog. pour les petites machines , et de 4^,50 à 5 kilog. pour les grandes.

Supposant que chaque mètre carré de surface de chauffe produise

25 kilog. devapeuràllieure(l07), cette surface sera de -r— - = 28,16 mè-

très carrés , ce qui fait 1^*^,13 par force de cheval; souvent on ne prend qu un mètre carré par force de cheval , et quelquefois on va jusqu'à l"%/iO.

La surface refroidissante du cylindre est la plus petite possible, pour le même volume, quand la hauteur du cylindre est égale à son diamètre (358 j. En enveloppant le cylindre d'un corps mauvais conducteur de U chaleur, 'on rendrait presque nul le refroidissement extérieur. La chemise que Ton met au cylindre empêche la vapeur de se condenser contre ses parois, chaque fois qu'il est mis en communication avec le condenseur. Le rapport de la longueur au diamètre du cylindre, adopté par Watt et boulton , a varié de 1,75 jusqu'à 3 ; n^ais la valeur la plus commune est 2,7.

La vitesse du piston varie de 0",90 à i",iO par seconde; on va à 1",30 pour les fortes machines de 70 chevaux. Le nombre de tours de volant varie de 20 à 28 par minute.

La condensation permet de marcher à de très-basses pressions; ainsi, dans les machines de Watt, avec chaudière en tombeau, la pression absolue de la vapeur dans la chaudière varie ordinairement de 1 atmosphère i/4 à 1 atmosphère 1/3, et la pression dans le cylindre est quelquefois inférieure à 1 atmosphère, mais le plus souvent elle est 1 atmosphère. La pression absolue de la vapeur dans le cylindre étant 1 atmosphère, il convient de timbrer la chaudière ^ 1 atmosphère 1/^.

Le diamètre du tuyau qui conduit la vapeur de la chaudière aux tiroirs est le 1/5 au moins de celui du cylindre, d'où il résulte que la vitesse du piston est à celle de la vapeur dans ce tuyau comme i est à 25. ba^ section de tous les passages et orifices de circulation de la vapeur est aussi égale au 1/25 de celle du piston. La valve régulatrice ne doit intercepter que les 0,25 de ce passage dans sa position normale. La largeur des lumières se prend environ égale à quatre ou cinq fois leur hauteur, et l'ouverture réellement démasquée par le tiroir ne peut pas .être sensiblement moindre que 1/25 de la surface du piston.

Les passages et tuyaux de départ de vapeur doivent avoir des sections au moins égales à celles des orifices et tuyaux d'admission.

MAcmiin A TAPsim a coimmaahon sans Dtrnmi.

;4tS

064. QuanHU d^^au nèoetsaire à lacondenêaH&m de la vapeur. Capacité du condenseur et de la pompe à air. Pompe de puiU*

Le poids d*eaa néoessaire pour condenser ,1a viqieur dépensée est donné par 1» fonaule

d*où Ton tire

Q poMt 4*0» B^eesuirè;

P poids de Tapeur dépensé;

S50 nombre d'anilés de chaleur eontenu dans un kllogramiiie de Tapenr (309);

I température de l'eau arant la eondensation ;

I' température de l'eau après U eondenaation.

Supposant P=:i kilog., ^=10* et ^==50% on a 650-50

r=i€kll08.;

ce qui fait à peu près 15 litres.

TABLE JV dé U fuamiiU âfmu, à dêfférmUê iempérOktrêê , nieeuâhê p^m condenser un kU^gramme de vajmer^ eidela prestion dun$ U eondemeyr, m négligeant la force élastique de Voir que laisêe dégager Veau, force iUuiîq^ qid t'ajoute à celle de la vapeur (974).

TBMVCaAIVaB d« l'MV

aTiDt la oondeiuatlOB.

fiMPteATinui

de reaa la eondeoutloA.

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d*«a« amployé.

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Id.

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