COEFF. G
Le diamètre moyen du volant varie de 3,5 à 4 fois la course des pistons pour les machines à deux cylindres, et de 4 à 4,5 fois pour les machines à un seul cylindre, à haute pression, avec ou sans détente, sans balancier.
848. Maximum de puissance qu'on peut obtenir momentanément d*nne machine à vapeur sans condensation. Pour une machine donDée, ce maximum s'obtient : !• En diminuant ou mieux en supprimant la détente ; 2* en augmentant la pression de la vapeur; 3« en augmentant la production de la vapeur, c'est-à-dire la vitesse du piston.
En supprimant la détente, on peut parfois faire plus que de doubler la force de la machine (791). Mais la consommation de charbon augmente plus que proportionnellement au travail produit; elle peut devenir 6 à 7 fois plus grande.
Dans rindustrie on fait de très grandes chaudières, et Ton se réserve toujours une certaine latitude de pression (789 et 840), dont on peut profiter dans les cas extrêmes, en ouvrant entièrement la valve ou le robinet régulateur, de manière que la pression dans le cylindre soit sensiblement égale à celle de la chaudière. On peut ainsi augmenter momentanément de 15 à 20 p. 100 la puissance de la machine.
Quand le travail le permet, on augmente la vitesse de la machine; ce qui augmente proportionnellement sa puissance, sans que la dépense relative de charbon augmente sensiblement.
Quand on augmente la puissance d'une machine en supprimant !&
MACHINES A VAPEUR SANS CONDENSATION. liOi
détente ou en augmentant la vitesse, la dépense de vapeur devient plus grande, et par suite sa production doit s'accroître d'autant. C'est un résultat qu*on obtient d'une manière satisfaisante dans les machines à tirage par la vapeur, comme dans les locomotives. D'un côté le tirage est proportionnel à la dépense de vapeur, et de l'autre la production de vapeur est proportionnelle au tirage. La pression doit donc se maintenir dans la chaudière, et, théoriquement, on peut dire que la puissance de la machine n'a pas de limite.
849. Puissance d'une machine en fonction. On peut tirer la valeur de n de la formule (a) du n° 843, après avoir remplacé dans celte formule les lettres k, V, P, F, z et z^ par leurs valeurs déduites de l'inspection de la machine.
Le coefficient k dépendant de l'inconnue n (843), on lui assigne une première valeur, de laquelle on déduit la force n, A cette valeur de n correspond une nouvelle valeur de ky laquelle placée dans la formule (a) fournit une nouvelle valeur de n plus exacte que la précédente, et qu'on peut ordinairement adopter pour la valeur cherchée. Si l'on veut une valeur plus approchée encore, il suffit de calculer une autre valeur de 71 à l'aide de la valeur de k correspondant à la dernière valeur de n.
Le volume V = -7- x r x — •
Le diamètre d du piston est pris sur une garniture, s'il en existe une de démontée, ou bien on détermine le diamètre extérieur du cylindre, et l'on en retranche 2 fois ou 6 fois l'épaisseur de la fonte, selon que la machine est sans enveloppe de vapeur ou avec enveloppe.
La vitesse v du piston se déduit de sa course /, qu'on mesure directement, et du nombre N de coups doubles ou de tours de volant par minute, nombre qu'il suffit de compter pendant la marche de la ma-
cmne. On a ©= -^rr*
Le degré — de détente est quelquefois indiqué sur un cadran. Dans
tous les cas, si la machine n'a qu'une vélocité limitée, on peut déterminer approximativement le 'point où commence la détente, en écoutant le bruit du passage de la vapeur sur la valve. Pour cela, on met quelquefois son oreille en communication avec la valve au moyen d'une lige en fer.
Le manomètre donne la pression P dans la chaudière; mais comme cette pression peut, pendant la marche, dépasser celle dans le cylindre de 1 et quelquefois 2 kilog. par centimètre carré (789), on ralentit le feu jusqu'à ce que le mouvement de la machine commence à se ralentir; alors le régulateur est entièrement ouvert, les frottements de la vapeur dans les conduits diminuent seuls la pression, et pour les distances habituelles entre la chaudière et le cylindre, on peut supposer que P est de V^ ^^ kilogramme par centimètre carré moins élevé dans le cylindre que dans la chaudière.
La contre-pression P' est de l^«r,2IO par centimètre carré pour les machines sans condensation (789).
D*autre part, Wœlkers a donné la formule suivante pour la puissance n d'une machine, en chevaux-vapeur efifectifs :
__ svjp^f) szn p—J 1 75 (1 + p.) 30 * 75 * i +
Sf section da cylindre, en centimètres carrés.
V, vitesse du piston, en mètres, par seconde.
p, pression moyenne sur le piston^ en kilog. par centimètre carré (p. 1020).
P, pression absolue de la vapeur, en kilog. par centimètre carré.
D, diamètre du cylindre, en centimètres.
f, frottement k déduite de Teffort direct de la vapeur, dans la marche à vide.
2 5 /"= 0,042 ^+ -^ pour les machines k échappement Ibre.
/•= 0,025 4- 0,050 V^ + -pr-pour les machines k condensation.
(1, coefficient tenant compte des frottements dus aux efforts utiles.
l& = pour les machines k 1 cylindre d'un diamètre supérieur k 1 mètre.
ji= - — -— pour les machines k 1 cylindre d'un diamètre inférieur k 1 mètre.
II. = - — -- pour les machines k 2 cylindres, dont chaque cylindre a un diamètre supérieur à 1 mètre.
pL=:— — -— — pour les machines à 2 cylindres, dont chaque cylindre a un diamètre
moindre d'un mètre.
z , course du piston^ en mètres.
n , nombre de tours ou de coups doubles de piston, par minute.
850. Rendement d*une machine sans condensation. Le rapport j^*
entre la puissance en chevaux effectifs et la puissance indiquée dans le cylindre, est le rendement d'une machine à vapeur. Pour celles sans condensation, Thomas a donné lies chiffres suivants (864) :
Force de la machine
en chevaux-vapeur. Rendement.
MACHINES A VAPEUR A CONDENSATION
851. Machines à vapeur à condensation. Ces machines se distinguent en ce que la vapeur, après son action sur le piston, au lieu de s'échapper dans ratmosphèrc, va se condenser dans un appareil appelé condenseur, d'où Ton extrait Teau provenant de sa condensation et celle
MACHINES A VAPEUR A CONDENSATION
qui a servi à la condenser, ainsi que Tair que laisse dégager cette eau, au moyen d'une pompe spéciale appelée pompe à air,
La contre-pression, au lieu d*être de 1 atmosphère et plus, soit de i^«^,20 environ par centimètre carré (843), se trouve être réduite à la pression dans le condenseur, soit à CstS environ par centimètre carré (789). Le travail produit par la vapeur étant ainsi notablement augmenté, on doit employer les machines à condensation toutes les fois qu'on a de Teau en quantité suffisante sans qu'on soit obligé de Télever d'une trop grande profondeur ou de la faire venir d'une trop grande distance.
La faible contre-pression qui résulte de la condensation permet de marcher à de très faibles pressions, même inférieures à 1 atmosphère. Dans les machines de Watt (785), la pression absolue était ordinairement inférieure à 1*^25. Ces machines à basse pression sans détente ont à peu près disparu, et si l'on en rencontre encore, il convient de mettre à côté une machine à haute pression sans condensation, dont la vapeur, après son action, se rend dans la chaudière de la première machine, d'où elle sort pour agir par détente dans le cylindre de cette première machine.
La condensation de la vapeur s'effectue par injection d'eau froide ou par contact avec des surfaces refroidissantes. Ce dernier mode n'est guère employé que pour la navigation.
