DES SURFACES

réelles

: relit-* «le In VOKMUL£.

1 il O 78 0.50 0.53i 0.59 0.57 0.70 0.00 1.14

moyenne.

* On voit qnc la surface des soupapes est généralement inferieure à celle qui est donnée dans la formule, et ceb» dans le rapport de 3 à

Pour qu'on puisse se rendre compte des inconvénieus que petit produire cette diminution de la surface d’écoulement sur celle indiquée pur l'administration, “nous rechercherons quelle quantité de vapeur peut s'échapper parles soupapes ainsi calculées. La surface de 1 c. 48 se réduit à 0,93, en sqpposant un coefficient de contraction de o,65.La vitesse d’écoulement de la vapeur à la tension de 5 atmosphères absolues est de 562“>- par heurt ( page 207 ). Le poids du mètre cube de vapeur à cettie tension est de a* 5;; la quantité vapeur éroulcc par heure, et pay cet orifice est doue de O.onl 48 X 0,65 X 562 X 36oo X 2k- 5-7 — Ur U production ordinaire

Dioitlzed l

.Oglc

■le vapeur est de 3o k. dansles iiiaehiues fixes; c'est donc lG lois autant de surface qu'il. n’est nécessaire, et même 3 » fois, puisque deux soupapes sont exigées. Il y a doue grand excès; mais l’exagération de dimension des soupapes est motivée, dans les machines fixes, par l’indépendance complète qui existe entre la productiou de la vapeur et le tirage, et ensuite à cause des productions instantanées de vupeur, qui ont lieu quand une mauvaise alimentation laisse decouvertes pendant un certain temps des parties chauffées par la flamme.

Dans les machiqes locomotives , la production de vapeur, par surface élémentaire, dépasse de beaucoup celle qui est fournie parles machines fixes, puisqu’elle s’élève jusqu'à 80 k. par mètre quarré de surface totale, et jusqu'à aoo k. pjtr m. q. de surface île chauffe réduite. Mais cette force de vaporisation n’existe qu’à la condition que la presque totalité de la vapeur passe par la cheminée et produise un tirage très énergique. Quand ce tirage cesse d'exister , et que la vapeur inutile ne passe pas par le tuyau d'échappement contenu dans la chcntiuée , cplle-ci a des dimensions tellement rétrécies, que la -combustion est immédiatement arrêtée ou diminue dans un grand rapport.

Ou comprend alors que les dimensions adoptées pour les soupapes de éûreté soient suffisantes, et que les explosions sur les machines locomotives soient extrêmement rares.

La soupape desûreté , dans les machines locomotives , sert encore de manomètre; lit balance qui coulieut le ressort pouvant être serrée ou desserrée à volonté-, le mécanicien peut déterminer à chaque instant la pression qui existe daus la chaudière. Cependant il est rare que ces balances soient réglées assez rigoureusement pour que l'ou puisse y avoir confiance. Dans le cas où l oti 1 vaudrait faire des expériences, il faudrait faire usage du manomètre à mercure, et comparer ses indications à celles de la balance. Les pressions indiquées par la soupape ne présentent quelque exactitude qu’uulaut que la vapeur commence à s'échapper autour de la circonférence. Daus le cas, en effet , où la soupape est complètement fermée, il peut y avoir une certaine adhérence eutre sa surface eu contact et le siège métallique sur lequel elle repose, et cela modifie considérablement la pression réelle; quand, au contraire, la vapeur s’échappe avec force et ce qu’on appelle à giteulc-bée , la surface réelle de la- soupape s’angmeute de celle des rebords qui reçoit dans ce cas la pression de la chaudière., et les indications de la balance ne sont plus exactes.

Une cause d’erreur non moins importante que la précédente, c’est la nécessité où l'ou s’est ironvé dcmployer nn ccsso'rl au lieu de poids, comme daus.les balances ordinaifes.'Ce ressort doit seromp.-iuffcr pour que la sou-

Oigitized

pape se soulève; et quand celle-ci s'ouvre beaucoup, le ressort par la résistance toujours croissante qu’il oppose à la traction augmente naturellement la tension de la vapeur.

Les graduations de la balance adoptées par les constructeurs anglais indiquent les pressions en livres anglaises par police quarré.

Beaucoup d’entre eux donnent exactement au rapport des deux leviers des soupapes un nombre de pouces linéaires égal au nombre de pouces quarrés contenus dans la surface de la soupape, de ni nière que la balance est réglée comme un peson ordinaire.

D’autres constructeurs, tout en adoptant cette manière de graduer, changent le rapport des leviers de manière que les chiffres d'indication sont purement proportionnels (Bury est de ce nombre).

En France on doit les régler seulement en atmosphères.

En ne tenant pas compte du poids des leviers , de la balance ni de la soupape elle-même, la formule qui détermine la tension du ressort en kilogrammes suivant la surface de la soupape, la pression et le rapport des leviers est la suivante: * V ’* ‘ W ’vfc» \ Si >

SnXtko3

S étant la surface de la soupape en centimètres quarrés, « *

N la pression effective en atmosphères, . 4

R le rapport du grand levier au petit levier,

tl‘,o3 est d’ailleurs la pression d’nn atmosphère par centimètre quarré.

Il y a plusieurs corrections à faire à cette tension pour tenir compte du poids constant de la soupape, du levier et de la balance. Ces poids s’exercent sur la soupape et doivent être retranchés du poids donné par la formule puisqu'il forment pression.

Si 1 on part de la formule précédente, on tient compte du poids de la soupape en le divisant par le rapport des leviers pour-avoir le moment de ce poids à I extrémité du levier elle retrancher directement de la valeur T. Le poids du levier est supposé concentré à son centre de gravité et reporté à 1 extrémité en raison inverse des distances au pbint de rotation. Enfin le poids de la balance doit se dednirc directement. De sorte qu’en appelant T’ la

somme de tous ces poids on aura : T’=P+ —4. - . P était le poids de la ba-

lance , P le poids du levier, r’ le rapport de la longueur du grand levier à la distance du centre de gravité du levier au centre de rotation, P” le poids

(t) la formule anglaise «1 T T étant la icnsiondu maori u primée en lifre» anglaise!; a la • orface d« U soupape en pouces carré» ; r le rapport des lerîars.

-Hg*241 Ü*=

de la soupape et r étant comme dans la formule précédente le rapport des longueurs du grand et du petit levier. Ce poids constant peut s’obtenir soitpar la formule, soit en se servant de la balance à ressort elle-même en suspendant le levier et la soupape à cette balance, eu observant à quel point s’arrête l’aiguille, et soustrayant ensuite le poids de la balance directement.

Sn X t k. o3

Dans tous les cas on aura T+T’=

Ainsi s, r et T’ étant connus on pourra obtenir les tensions du ressort T correspondant ii chaque pression.

Une autre méthode est aussi appliquée quelquefois, et de la manière suivante : prenons pour exemple numérique la soupapede la machine de Jackson (la Versailles),

son c^iamètre est o,m-o<)o, surface =»o, m' 1* oo6358, son grand levier ■= o, 725, petit levier = 0,077.

Pour avoir le poids qui devra être appliqué directement sur la soupape suivant les diverses pressions, il faudra multiplier 63,58 par i,o3 pour chaque atmosphère , en sorte que pour 4 atmosphères la soupape devra être pressée par un poids égala 63,58X4k' déifia, 95.

Avant de réduire ce poids en raison inverse des bras du levier, on commence par soustraire directement le poids de la soupape elle-même. Ce poids est environ ik ao. Pour tenir compte du poids du levier on suspend à une balance rnmaine le levier par son point de contact avec la soupape elle-même, afin d’avoir le moment du poids qui presse directement sur la soupape : on trouve 10 k-

On retranche donc la somme de ces deux poids : de 262,95 on obtient 2.5o,75.

Ce poids reporté k l'extrémité du levier doit être diminué dans le rapport inverse des bras de levier. On posera donc la proportion :

11 suffit ensuite de prendre le poids de la balance et de la soustraire directement de x , on aura de cette manière le poids qui devrait être suspendu à l’extrémité du levier; et à l'aide d'une balance romaine graduée on marquera le point de division sur la balance à ressort de la soupape.

On passera par la même série d’opérations pour graduer la balance depuis o jusqu'à 4 atmosphères.