XI

io3,86

94% ao

On se tromperait beaucoup si l'on pensait avoir même une valeur approchée de FefFet utile produit avec les machines à vapeur, au moyen des tableaux, pages 376 et 378. Ils don-

nent simplement un maximum qui malheureusement surpasse de beaucoup la réalité des choses. D après le tableau ci-dessus^ si ron veut

DOUZiiÏME LBÇOIf. 37^

calculer le combustible dépensé et TefTet produit par une machine à vapeur agissant sous la pression d'une atmosphère et un quart , cette machine ayant la force de dix chevaux , d'après le système de Watt, et produisant en vingtquatre heures ime force de 78 dynames , on trouvera que la quantité de combustible consommée en vingt-quatre heures est de 1 . 1 00 kilogrammes.

Chaque kilogramme de charbon peut donner 7.060 thermes, lesquels divisés par 65o,>qui sont nécessaires à la production d'un kilor^ gramme de vapeur, donnent i o*''^'*'',94 de vapeur, et ceux-ci, multipliés par i.ioo, donnent i2.o34 kilogrammes de vapeur.

La production de mille kilogrammes de vapeur , à une atmosphère et un quart, permet de disposer d'une force représentée par 17,89 dynames. Il faut donc multiplier ce nombre par 12.034 9 ce qui donne pour produit 215,29 dynames; tandis que la puissance réellement produite est seulement de 73 dynames. Ainsi, les deux tiers de la force, telle que la théorie l'indique , sont* perdus dans le jeu des machines. Par exemple, au lieu de 12.034 kilogrammes de vapeur pi:*oduite , le système de fourneaux et de chaudière de Watt n^en produit au plus que 5.8tX), c'est-à-dire, un peu moins que la moitié de la chaleur déve-

38o DYNAMIE.

ioppée par la combustion du charbon. Les autres déperditions de force sont effectuées dans le cylindi^ , par la condensation avec l'eau réfrigérante, par l'échappement de la vapeur au piston , par les pompes de service employées pour l'extraction de l'eau chaude et de l'air qui sortent dit réfrigérant , par les frottements , etc.

Il faut donc regarder les tableaux précédents comme des indicateurs bons en eux-mêmes, pour nous éclairer sur la production de la chaleur et sur l'effort absolu qu'elle est susceptible de produire, et comme donnant des termes de comparaison susceptibles d'indiquer jusqu'à quel point, dans la pratique, on s'approche des effets rationnels-

Si l'on considère dans leur ensemble les différentes manières d'employer la force de la vapeur , on verra d'abord qu'on peut l'employer à basse pression, par la seule puissance qui résulte de la production de la vapeur à loo degrés, sans détente ni condensation. Lorsqu'on laisse ensuite la détente produire son effet , on ajoute une nouvelle force k la première, ainsi que Watt l'a remarqué, et suivant les proportions qu'il a indiquées.

Lorsqu'on produit la vapeur à une pression supérieure à celle de la simple «atmosphère , on peut, profiter simplement de la force de la vapeur sans condensation, en laissant perdre

DOUZIÈME LEÇON. 38l

à chaque fois la vapeur produite. On peut ensuite ne laisser échapper cette vapeur qu'après ravoir laissée se détendre jusqu'à la simple pression d'une atmosphère. On peut encore ajouter à cet effet , en condensant la vapeur produite. Enfin , on peut porter plus lo'în l'effet utile, en poussant la détente au-dessous de la pression atmosphérique. Ces différentes combinaisons , dont chacune ajoute au résultat total , son effet particulier , donnent lieu à diverses combinaisons de machines. Nous montrerons , dans la XIIP. leçon, comment, avec le système de Watt, on opère à basse pression et même à une pression qui peut aller jusqu'à une atmosphère et demie, en profitant à la fois de la détente et de la condensation. Dans la XI\X leçon , nous parlerons des combinaisons qui ont Ueu pour ce qu'on appelle les moyennes pressions et qui vont jusqu'à quatre et cinq atmosphères^ et pour les machines à haute pression qui agissent à un plus grand nombre d'atmosphères.

M. Christian a fait, mir la production de la vapeur, des expériences que nous allons rapporter succinctement. Il s'est servi d'une chaudière de fonte fort-épaisse , exactement fermée par un couvercle de même matière, rodé sur ses bords avec ceux de la chaudière, œt solidement fixé par plusieurs boulons. On a pris toutes

382 DTNAlilE.

les précautions pour que la fermeture dé ce couvercle fût parfaite. Un thermomètre centigrade pénétrait dans l'intérieur de la chaudière par une boite à étoupes ajustée avec soin sur le couvercle. Un court tuyau coulé du même jet avec le (Couvercle, s'élevait au milieu de celui-ci ; il portait une bride sur laquelle on fixait successivement des plaques de cuivre présentant des orifices de diverses figures et de diverses dimensions. Un petit cylindre solide en cuivre, suspendu au bout d'un fil de cuivre très-fin et fixé à un levier d'équilibre , servait de flotteur et faisait connaître le niveau de l'eau dans la chaudière ; ce qui {permettait d'apprécier les quantités d'eau évaporée. Un petit manchon de toile métallique recevait le flotteur dans l'intérieur de la chaudière et le maintenait en repos ^ malgré les secousses de l'ébullition. Un autre tuyau , débouchant près du fond de la chaudière, traversait le couvercle sur lequel il était bien joint par une bride à vis et à garniture; il communiquait avec un corps de pompe foulante destinée à fournfc de l'eau à la chaudière. Surface totale intérieure de la chaudière, 3.640 centimètres quarrés. Les 10 litres d'eau, qui d'ordinaire formaient la charge de la chaudière, étaient en contact avec une portion de surface intérieure de cette chaudière, égale à 1 .895""' '''"'",82. Le foyer était aussi grand que la

chaudière pouvait le comporter par ses dimensions, et disposé de manière que la flamme circulât à l'entour de la chaudière , avant de passer dans la cheminée. Ije tirage du fourneau était parfait; on le modérait à volonté et fort-aisément. Sans eau , le fond de la chaudière aurait pu roqgir très-fortement , avec le feu qu'on était le maître de faire durant les expériences. Quand le feu était poussé le plus possible, le tuyau de tôle formant la base de cheminée était constamment rouge, dans une hauteur d'environ 4 décimètres.

Première série (inexpériences ^ pour déterminer la production de la vapeur et son dégagement par divers orifices, avec le feu le plus fort qu'on pût entretenir, dans le fourneau et quon maintenait avec soin à ce degré d'intensité. Hauteur du baromètrç, 760 millimètres : i®. ouverture rectangulaire ayant 1 2 millimètres de long sur 3 de large. Il résulte de douze expériences, que la température de l'eau et de la vapeur est restée dans la chaudière à io5 ^ degrés. Avec la chaleur qu'on employait , un litre ou kilogramme d'eau se vaporisait en 3 minutes. *

2® Ouverture rectangulaire ayant 6 millimètres de long sur 3 de large ; température maximum dans la chaudière, ii5 degfés; un litre d'eau s'est vaporisé en 3 minutes.

3**. Ouverture rectangulaire ayant 3 millimi-

384 DYNAMIE.

très (le long sur 3 de large; température maximum de l'eau dans la chaudière, i38 degrés; un litre d'eau s'est vaporisé en 3 minutes.

4». Ouverture circulaire de ^5 millimètres de diamètre,; température maximum loo degrés ; un litre d'eau s'est vaporisé en 3 minutes.

•5°. Ouverture circulaire de 12 ^ miljimètres de diamètre : tempe'rature dans la chaudière roi degrés; un litre d'eau s'est vaporisé en 3 minutes.

G®. Ouverture circulaire 6""^*,25 de diamètre; température maximum dans la chaudière, iia degrés ; un litre d'eau s'est vaporisé en 5 minutes.

7p. Le couvercle de la chaudière étant ôté, température dans la chaudière jod degrés; 9 litres d'eau vaporisés en 27 ^ minutes.

Il résulte de cette première série d'expérience^ que la production de la vapeur exige la même quantité de combustible, quel que soit le degré de tension auquel on porte cette vapeur.

Ces expériences montrent en même temps comment on détermine la moindre ouverture des orifices pour obtenir de la vapeur à une tension donnée ou simplement de la vapeur à lOO degrés.

De ces expériences M. Christian conclut que la surface d'ouverture la plus petite possible dans ime chaudière, pour ne produire en jet continu que île la vapeur à 100 degrés, doit être

DOUZIEME LHCON. 385

à peu près la i.ooo'. ou la iiaoo*. partie de la surface de Feau exposée au feu.

Rapport de la surface de Elévation de la température r orifice à la surface de de là vapeur^ en sortant

Teau exposée au feu, par cet orifice,

i.ooo à laoo loo degrés.