CUIVRE
TOTAJ..
500 TROISIÈHI PÀRTIB.
A Taide de ces tableaux, on déterminera facilement les poids des différents métaux qui entrent dans une machine quelconque à balancier, et par suite le prix de la machine (375).
MM. Bataille et JuUien posent ce résultat remarquable , que le poids total des machines, par cheYal, est à peu près constant» quelle que soit ta puissance, et égal à
600 kitog. pour les machines sans détente ni eondeosalion;
700 pour les OMchiMs à dMeote sans condensation ;
SOO pour les machines â condensation avec on sans délenie.
Pour les machines horizontales, ils donnent les poids moy^is relatifs suivants :
foite fer et tAle cait ro.
Machines â balancier 4,00 4,00 4,00
Machines horizontales 4,40 0,84 0,83
577. Modèle de traité à forfait pour la construction éTune machine à vapeur.
Entre les soussignés :
M. A..., filaleur à..., domicilié à..., et M. B..., constructeur de machines, domicUié i..., rui*...,
A été cooTenu ce qui suit :
Art. 4". H. 0..« s'engage i construire pour M. A..., qui l'accepte, une machine i ▼apeur avec son générateur, sa cheminée et tous les accessoires et agrès, le tout monté, mis en place et essayé avant la livraison. Cette machine, destinée à mouvoir la filature de M. A..., sera cotiibrme au plan d'ensemble annexé au présent traité et remplira les conditions suivantes :
4" Sous la pression de 6 atmosphères accusée par le manomètre dans la ebaudière et sous une détente commençant au quart de la course du piston , la machine devra donner au moins 400 chevaux de force, comptés au dynamomètre sur l'arbre de l'usine au point xdu plan cl-joint ;
^ La machine donnera très-uniformément 36 tours d'arbre par minute sans secousses ni points morts sensibles ;
3» La vapeur sorunt du cylindre pourra être à volonté, ou bien déchargée dans Tatmosphére , ou bien conservée et employée dans l'usine ^
ir* Le générateur aura au moins 440 mètres carrés de surface de chauffe divisée en trois chaudières^ dont chacune pourra être aui>esoln isolée des autres et vidée pour être nettoyée ;
5<> La machine et la chaudière seront installées d'une manière commode, avec toute facilité de visite et entretien, dans le bâtiment qui existe actuellement contre Tusine de M. A..., et que M. fi... déclare connaître. Cette installation aura lieu de manière â ce qu'il n'en résulte aucunes secousses ni vibrations pour les bAtimcnts voisins et sao'i compromettre leur durée.
Art. S. La consommation garantie sera par heure de ... kilogrammes de houille de qualité ordindire. Le prix ci-après stipulé sera réduit de ... francs par 50 kilogrammes excédant par heure celle consommaiion, ei augmenté au contraire de ... francs par 50 kilogrammes brûiès en moins de U consommation garantie.
Art. 3. Le coosiriicteur garaniit que l'appareil sera loyalement exécuté dans toutes ses parties avec des matériaux de bonne qualité sans cale ni pièces de remplissage, c'esl-i-dire exempt de tout vice de construction, et qu'il fonctionnera pendant ... années, une ordinairement, sans autre? réparations que celles provenant de l'usure habituello et des avaries survenues par force majeure. Il s'engage en outre, pendant ... mois , à dater du commencement du .service, à faire toutes les réparations nécessaires, sauf celles qui ^urviendraieni par force majeure.
»ÀTXA1JX ▲ VAPEUl. 501
Art. 4. Lef agents et fngénieurs de M. A... auront en outre tonte liberté de mhrrt et surveiller l'eiécution des travaux dans les usines du constructeur.
Art. 5. Les appareils d-dessus seront mis en place et prêts à fonctlooner le... sous peine de... francs par jour de retard ^ lesquels seront imputés sur le premier pajenent échu.
Art. 6. Le prix est fixé à torCsit pour la macbine et le générateur complets et en place, à la somme de ... flranet, sans que les parties puissent prétendre aueonerédnc» tion ni augmentation , même pour les modifications que croirait devoir apporter le eooslructeur ou qui seraient consenties par loi. Le prix des fondations pour la macbine, la cbeminée, le générateur et«tous les accessoires, ainsi que les réparations à effectuer aux bâtiments, sera payé suivant eut , d'après les mémoires, sauf vérification s'il y a lieu.
Art. 7. Le prix d-dessus sera payé à la caisse de... et sous la réserve de l'art. 2, savoir :
4/4 sur-le-cbamp , à titre d'arrbes;
4/4 à rachèvement des travaux cbez le constructeur ,
4/4 à la mise en place complète dans l'usine,
4/4 après la garantie de ... mois.
Art. 8. En cas de contestations, elles seront jugées par le tribunal decommeroe de... Pour la signification des actes et la réception. de leur correspondance, les parties élisent domidie apx adresses ci-dessus , et elles conviennent que renregislrement des présentes sera â la charge de celui qui nécessitera cette mesure.
Fait double à •.«, le •«.
Signaturet des parties.
Très-souvent la cheminée et le fourneau ne sont pas h la charge du mécanicien, qui fournit seulement la machine avec sa roue ou poulie de commande , et la chaudière munie de tous ses accessoires tels que robinets , tube indicateur du niveau , sifflet flotteur, soupapes de sûreté , manomètre et tuyauterie complète , en limitanl à 3 mètres la longueur du tuyau d'échappement de la vapeur. Les accessoires du fourneau tds que grille, sommiers, plaques As fonte, portes..., sont à la charge de l'acquéreur, ou sont fournies par le constructeur à ... francs le kilogramme. Dans ce cas , on modifie en epuséquence Tartide 4*' du traité.
BATBAUX A VAPEUR.
578. Force d'impulsion. La force nécessaire pour faire avancer an bateau dans une eau tranquille d'un espace indéfini est
F force qui soUidte le bateau dans la direcUon du mouvement, en unités de
4000 kilog. (34) ; A maître-couple (plus grande section transversale de la partie plongée du bateau),
en mètres carrés; V vitesse du bateau, en mètres par seconde; k coefficient très-variable dépendant de la forme du bateau.
As=4.40 quand le bateau est un prisme rectangulaire droit dont la longueur est égale â einq où six fois la largeur.
A=s4 quand la proue (avant du bateau) est disposée comme dans le cas précédent , et que la poupe (arrière du bateau) est formée de. deux plans verticaux inclinés à 4S« avec l'axe du bateau. Dans les applications aux bateaux ordinaires , on peut supposer |
502 lioHQiÈks piitiÉ.
sââS éraînté â^éirèuf !lensibld; que lâ dimirruttotf dé H, tfde 1 M poupe, est égale à 1/^0 environ de la valeuf 4,l0 ()iii ëonrienl an prfsrflé:
St les ptan4 verticaux incfîrféà soui placéâ âur \à t)rOué dû batédu ftf fsmatique , au Héù de t'éire sùi* U {>oiit)e c6itiflie dans te caâ prëe^detit^ les âogleâ de Ces plans avec l'axe du bateau étant successivement :
les valeurs retpeotives de h sont :
En ajoutant une poupe, les valeurs précédentes de A diminuent de 4/40 de 4.40, et elles deviennent respectivement :
Une proue cylindrique à axe vertical réduit la valeur 4,40 de A à 4,40 x-^=0,57.
va
En ajoutaoi ane poupe on a A = 0,46.
Si la proue est formée par les prolongements des faees latérales du prisme, etlimîtde en dessous par un plan incliné à 43^ avec Thorison, on a ft=:4,40xO,55r=0,605 \ quand le plan est incliné i S5'^6' i Thorizon, on a A=:^4,40x 0,43 s=: 0,473. En ajoutant une poupe on aurait donc respectivement , pour les deux proues fyrécédeotes, A = 0,495 et A=0,3e3.
Pour les grands vaisseaux, on est arrivé à réduire h à 0,32 ou 0,24.
Pour les bateaux à vapeur, avec le^ formes arrotldles en tous sens qu'on leur donne, k vari« de 0,46 à 0,48 ; en Amérique on est même arrivé à avoir A;=:0,4f.
Dans des essais plus récents , il paraîtrait que Ton serait parvenu à réduire U valeur de A à 0,05 et même à 0,045. '
Les valenrs de k âugftMUletit quand Id bateau se meut dana un espace limité , teî qu'un eanfti.
579. Travail moteur absorbé par la ràarche d'un hàteàu en une seconde Ce travail étaat représenté par Vu^ on a
ÂV*
V espace parcouru par \& puissanee F en une seconde* Les mêmes lettres ont les mêmes significations qu'au vf* 378.
Cette formule fait voir que poUi* un temps donné le travail moteur dépensé est proportionnel au cube de la' vitesse du bateau; mais Texpérience prouve que ce n'est que pour des vitesses qui ue dépassent pas h iï^TQA par seconde; au-dessus de cette limite « des expériences prouvent que le travail croît dans un rapport inférieur à déldi du cube, de la vitesse, ou que la puissance ï* croît daiis un rapport îiiférieur à celui du carré de la vitesse.
Pour un espace parcouru E , le travail dépensé par le moteur ^t
aru=FE=^^E.
BATËAUl i tAPlUâ. 50t
Foi*fflnle qnt tàtt ?oit* que, pcrur on même ^paee pftreMiftl , lè tràTàfl dépensé est proportionnel au carré de la vitesse du bateau.
380. Impulsion au moyen de roues à palette». Représentant par F' la résistance que Teau oppose au mouvement des palettes , on peut Texpridier par une fbrmule analogue ft celle du A* 3t8; maiè CoHolls, en supposant que toute Teau est frappée par leâ p3l6ttes, et en tenant compte des bouilIementÂ, a posé la formule fini vante, qui i^écarte moins de la pratique :
a sebtiôn des roues à paleltes, ou pluiôt surface d'me aube, tMi n'y a qu'une
roue , et surface de deui aubes , s'il y a deui roues ;
V vitesse du bateau ;
V vitesse de rotation du centre de gravité des palettes ; (v— V] vitesse avec laquelle les palettes frappent l'eau ;
k' coefficient dont la valeur varie de 4 à 4^2, mais qui est ôrdinalremêât é^al â 1 ,4 .
Quand le mouvement du bateau est arrivé à Tuniformité, la résisstance que Teau oppose au mouvement des roues est égale à c^le qu'elle oppose au mouvement du bateau ; on a donc (378)
d*où l'on tire
F=r ou k~=k'^{v-^y];
' Formule qui fait voir que la viteâse V dti bateau est proportionnelle à la vitesse de rotation v des palettes, et que si la section a des palettes est très-grande par rapport au maître-couple A , on a V= v; mais que dans je cas contraire , comme cela a toujours lieu dans la pratique » on à V < V. ^
58 i. Travail moteur absorbé par seconde pour communiquer la vitesse relative aux palettes. En représentant ce travail par Vp, comme V — V est l'espace parcouru par la résistance F' en une seconde , on a
582. Force de la machiné d*un bateau recevant ^oii impulsion au moyen de roues à jpàlêttes. Le travail moteur ^m produit par la machine éh uiie seconde éât égal au travail Tu absorbé par la résistance que lé bateau éprouve à avancer (379), et qui est le travail utile, plus le travail Tp absorbé par là résistance que les roues éprouvent à se mouvoir (381), et qui eàt le travail perdu; on a donc
AV» , ^ aV
Tm=tu'\-Tp^k^+k^^[V^\)^,
504 TROISiftMX PAETIE.
OU, en remplaçant v par sa valeur (i)» n** 380, et en transformant,
Cette formule est d'accord avec la pratique et donne exactement la force de la machine pour des vitesses V qui ne dépassent pas à mètres par seconde; au-dessus de cette limite, la force de la machine est moindre que celle donnée par la formule.
385. Rapport du travail utile au travail perdu. Ce rapport est
Expression qui fait voir que ce rapport est d'hantant plus grand que r — V est plus petit, c'est-à-dire que la vitesse du bateau diflfère moins de celle des palettes, et qu'il serait infini, c'est-à-dire que le travail perdu serait nul, si les palettes ne pénétraient pas dans l'eau; car alors on aurait v — V=0.
Ayant
F = F', ou ^^=A:'|l(t?-V), (380)
d'Où l'on tire
V ^ t?— V "" AA •
on a donc aussi
Tu f^ a ^
' \ Tp" k^ A*
Expression qui fait voir que le rapport du travail utile au travail perdu est d'autant plus grand , que la section a des palettes est plus grande par rapport au maître-couple A.
Pour les bateaux voyageant sur mer, le rapport du maître-couple à la section des palettes varie, d'après M. Campaignac, de à»5 à 7, suivant que la force de la machine varie de 12 à 220 chevaux, et il est moyen* nement de 6,7^ pour les bateaux de 80 à 200 chevaux. Sur les cours d'^au, ce rapport varie ordinairement de 3,5 à /i, et il est encoi^e moindre pour les *$etits bateaux de rivières.
9 Sur la haute Seine, le tirant d'eau des bateaux à vide, c'est-à-dife la profondeur à laquelle ils plongent, varie de 0",27 à 0",30; sur la Loire et la Moselle, il est de 0",22 seulement. Pour les bateaux de ûO chevaux environ, le tirant d'eau varie de 0",/iO à 0'",50. '
Supposant a — i^A — U, k'—i et A: = 0,17, on a
«-p. 4X047 ^0,68, et ^ = i±2t«5 = 1,6«.
1X1 -y -y - jp^^ 1
BATBAOX ▲ YAfftItt. 505
Ce qui fait voir que le travail atiie 9V étant rq^résenté par 1, le travail perdu Tp Test par 0,68, et le travail moteur 9V par i,0&
M. GollaiioD, dans des expériences faites à Genève, a trouvé que le travail perdu était les 0,33 du travail moteur pour un bateau, et les 0,31 pour un autre ; c'est un peu moins que ne Tindiquent les rapports précédents.
384. Calcul de la force cTune machine de bateau. Supposons que Ton a V = 3",26, A =0,17, A/=l et A=4a.
Remplaçant les lettres par leurs valeurs dans la formule
