SUR LES ROUES HYDRAULIQUES

que les meules de in>,524 (5 fl.) de diamètre efïectuent ioo révolutions;

Les roues hydrauliques des moulins à farinede Jïrandywine, près W ilmington , tournent avec ta vitesse de io à i5 révolutions par minute ; elles ont généralement 4m,877 ( i6 fL ) de diamètre et les chutes 6™, 096 (20 fl.) de hauteur.

On n'obtient pas dans tous ces établissemens 5o pour cent de la puissance de l’eau employée.

Les roues hydrauliques deFairmount, qui servent à approvisionner d’eau la ville de Philadelphie , ont 4m.877 (16 ft. ) de diamètre , et 4"’, 267 ( i4/L ) de largeur; elles sont mues par une chute de im,524 (5 ft.) et effectuent i3 révolutions par minute, ce qui équivaut à une vitesse de 3", 353 ( 11 fL.) par seconde à leür circonférence.

Les machines employées dans cet établissement témoignent de l’habileté des ouvriers qui les ont construites ; mais si les idées que j’ai exposées relativement au mode d’application de l’eau sont exactes, on verra que seulement la manière dont l’eau est livrée aux roues y cause une grande perte dé puissance.

Si ces roues hydrauliques , telles qu’elles existent maintenant, étaient réduites à ne plus effectuer que 5 révolutions par minute , tout en faisant donner aux pompes le même nombre de coups de piston qu’elles donnent à présent, savoir; r3 allées et autant de venues dans le même temps ; et si l’eau était versée sur les roues au niveau de sa surface dans la digue , chaque roue ferait agir deux des pompes avec l’eau qu’elle dépense maintenant pour en faire marcher une.

Mais si les roues étaient noyées de om,457 ( 18 in. ) dans la marée, les deux tiers de l’eau actuellement dépensée pour faire travailler une pompe en feraient marcher deux avec la même vitesse pendant que la roue serait dégagée de l’eau , et il n’en faudrait pas plus que ce qu’on en dépense maintenant pourunc pompe , pour en faire marcher deux quand le bas de la roue serait noyé. J’espère que l’on reconnaîtra l'évideure de ce

qui précède si l’on considère que la réduction de la vitesse pro ; cwe une augmentation de i5opour ioo sur la quantité d’eau introduite dans la roue, ainsi qu’un avantage résultant de l’action de l’eau descendant avec une vitesse de iœ,25o ( l^fl. ) au lieu de 3m,353 ( 1 1 fi. ) par seconde.

Le *4 septembre i8i5. .

. W. Parkin, ingénieur.

Quand la chuté est assez grande , on devrait toujours utiliser le principe de la gravité de l’eau. Cette conclusion paraît si évidente, qu’il est étonnant qu’on l’ait contestée; la différence reconnue entre les effets des roues en-dessus et ceux des roues en-dessous est une preuve convaincante de la vérité de ce principe. L’entière puissance motrice de l’eau est dérivée de sa gravité, seule cause de sa chute; et quoiqu’en tombant d’une hauteur donnée elle acquière de la vitesse , la gravité reste la même , et tout l’effet que celle-ci aurait produit a été dépensé sur ce liquide seul et n’a faitmouvoir aucun autre corps. La force avec laquelle l’eau frappe quand elle tombe d’une certaine hauteur est calculée de manière à tromper ceux qui ne sont pas bien versés dans les principes de mécanique ; mais il est admis , tant par M. Evans que par M. Ellicot , que l’effet de l’eau sur les roues en-dessus est diminué par l’augmentation de la colonne d’écoulement. La raison donnée pour ménager cette colonne aussi grande qu’ils l’indiquent est fondée sur la nécessité de remplir promptement les augcls ; mais cette nécessité est créé par le trop de vitesse que l’on donne à la roue.

M. Evans a dit, et les constructeurs de moulins croient en général , qu’il est nécessaire de donner une plus grande vitesse à la roue , que celle recommandée par Smeaton et d’autres auteurs, afin de faire aller le moulin plus régulièrement et pour l’empêcher d’être retardé par mie augmentation subite d« résistance ; ou en d’autres termes que la roue hydraulique

SUR LES ROUES HYDRAULIQUES, doit être construite de manière à pouvoir agir comme un volant i ce qui ne saurait avoir lieu si le mouvement était trop ralenti. On peut faire deux objections àce qui précède. En donnant à la circonférence de la roue une vitesse qui excède de beaucoup im,a ig ou xm,5a4 (4 ou par seconde, l’effet de l’eau est réduit considérablement au-dessous du maximum, et cette perte de puissance est continuelle. Pour faire faire à la roue hydraulique l’office de volant, on perd une quantité d’eau qui pourrait être employée à transmettre au moulin une plus grande puissance. Quand un moulin , par lè genre de travail qu’il doit faire , demande l’emploi d’un volant, le choix de la roue hydraulique pour le suppléer est souvent plus mauvais que l’on puisse imaginer, surtout lorsqu’il y a beaucoup d’engrenages dans le moulin.

Un volant n’ajoute rien du tout à la puissance motrice actuelle , mais il sert à emmagasiner l’excès de celte puissance quand lâ résistance diminue ; pour lui faire bien remplir cette destination , on devrait le placer aussi près que possible de la partie travaillante des machines. Dans les moulins à farine, un volant n’est pas nécessaire ; les meules le suppléent de la manière la plus efficace, et l’on peut appliquer la même remarque à toute espèce de moulins sans manivelle ou dans lesquels la résistance est à peu près continue pendant tout la durée du travail.'

Quant à l'avantage obtenu en donnant aux roues en-dessus un mouvement bien moins rapide qu’on ne le fait ordinairement, l’exemple suivaut aura probablement plus d'iitflucnce sur l’esprit de l’ouvrier que tous les raisonnemens qu’on pourrait lui faire; et dans le fait, les raisonnepiens ont peu de valeur, s’ils ne sont pas justifiés par les résultats de l’expérience.

Sun LES AVANTAGES COMPARATIFS DES DIFFÉRENTES ROUES

HYDRAULIQUES ETABLIES DANS LES ÉTATS-UNIS D’AmÉ-

rique par Jacob Perkins , et en Angleterre par • George Manwarjng, ingénieur.

Extrait duTcchnical repository de Londres.

-, M. Perkins a construit, à Newburyport une roue hydraulique de gm,i44 ( 3o ft.) de diamètre, sur le plan que l’on nomme en Amérique Pilch-back et en Angleterre Back~ shut , roue à- augets- par- derrière , c’est-à-dire roue recevant l’eau prés du sommet, mais non pas précisément à ce sommet comme le$ roues, en-dessus. Cette manière de livrer l’eau à une roue est la mieux raisonnée , parce qu’en cas d’inondation la roue se. meut dans la même direction que l’eau , et non dans la direction opposée; et elle n’est pas chargée sur le haut comme les roues en dessus, d’une masse d’eau inutile et qui ne fait qu’ajouter au poids sur les tourillons de l’arbre de la roue, et à la perte de puissance, par l’augmentation du frottement que ces tourillons éprouvent. Dans les roues à-augetspar-derrière , l’eau est livrée en un point où elle agit avec un certain lévier pour donner le mouvcùient à la roue tout en ayant cependant le temps de s’introduire dans les augets avant d’atteindre le niveau de l’axe, où elle agit avec sa plus grande puissance.

La charpente de la roue proprement dite était construite en bois de chêne, et les augets en tôle ; cette roue ét&il armée d’un cercle de dents qui menait un pignon de fer coulé de o^g^ ( 3ft.) de diamètre, lequel donnait le mouvement à un arbre de couche de 27m,43i (go fi.) de longueur, fonné de trois parties de gm, i44 (3o ft.) chacune , et servant à communiquer tous les mouvemens nécessaires à une manufacture de clous.

M. Perkins plaça le pignon qui engrenait avec la roue aussi près que possible en dessous du vannage de l’avant-bec conduisant l’eau à cette roue , et diminua ainsi beaucoup le

COMPARAISON DES ROUES HYDRAULIQUES. 443 poids, sur les tourillons de l’arbre de la roue en le rejetant pour ainsi dire surle pignon, tandis ques’il avait placé, comme on le fait ordinairement , l’axe de ce pignon dans le plan horizontal de celui de la roue et du côté opposé, il aurait doublé la charge des collets, par le poids de l’eau- d’un côté de la roue et par la résistance des machines à faire mouvoir de l’autre. Il eut aussi grand soin que les dents sur la roue et le pignon fussent toujours mouillées ou tournassent dans de l’eau, au lieu d’être graissées comme on le fait ordinairement; et il trouva que ce moyen suffisait pour les faire rouler régulièrement et sans le moindre bruit. La vitesse de la circonférence delà roue était d’à peu près o'",gi4 (3 fi.) par seconde, conformément à la théorie perfectionnée et si bien démontrée par feu le savant Smealon (voyez § 67 et § 68). 11 y avait dix ans que cette roue travaillait au grand contentement des propriétaires , quand elle fut malheureusement détruite par un incendie.

Ils’offritbientôt une occasion de comparer les avantages de cette roue hydraulique avec ceux d’une autre, que les mêmes prqpriétairesfirentconstruire d’après les conseils d’un constructeur de moulins qui trouvait la première roue beaucoup trop grande, assurant qu’il eût mieux valu ne lui donner que 7“, 010 (a3//.) de diamètre et lui livrer l’eau de. côté. Néanmoins, en faisant travailler la machine à fabriquer les clous échappée à l’incendie , l’expérience prouva que, pour produire la même quantité d’ouvrage , la nouvelle roue dépensait le double de l’eau qu’il fallait livrer à la première.

M. Manwaring a aussi eu de son côté occasion de vérifier en Angleterre les avantages d’un système de construction semblable à celui de M. Perkins, sur une roue à-augets-par-derrière. en fer coulé du même diamètre de gm,i44 (3o ft, ) , laquelle était aussi munie d’un cercle denté et menait un pignon de om,gi4 ( 3 //. ) de diamètre posé sur le même côté de la roue, mais pas tout-à-fait aussi haut, n’étant qu’un peu audessus du niveau de l’axe de la roue. Cette roue met en activité

de travail un moulin à farine situé dans le comté de Sussex , et fait tourner six paires de meules et les machines accessoires ; la vitesse de sa circonférence est de om,gi4 ) par seconde. Elle a donné tant de satisfactidn , que M. Mancvaring en construit actuellement une autre pour le même propriétaire ; celle - ci est plus large et est calculée pour mener huit paires de meules.

Nous sommes heureux d’avoir une occasion de communiquer des faits de pratique aussi précieux. Les mêmes résultats ayant été obtenus dans deux pays si éloignés l’un de l’autre que le sont l’Angleterre et les Etats-Unis, ils prouvent que , lorsque leshommes pensentsainertient, leurs idéesse rencontrent.

Quoique l’exempleprécédentsoit relatif à une roue à-augelspar-derrière , il confirme nos idées aussi bien que s’il se râp— portait, à une roue en-dessus; à cause de la similitude qui existe entre une roue en dessus recevant l’eau à son sommet , sous une faible colonne d’écoulement, et une roue à-augets-parderrière telle qu’elle a été construite par M. Perkins ; ainsi qu’entre une roue en dessus établie sous une colonne d’écoulement considérable, et la. roue de ce côté.

Les remarques faites surles roues à-augets-par-derrière sont de nature à fixer l’attention du constructeur de moulins. M. Évans assimile très-judicieusement ces roues, pour ce qui est de leur action, aux roues en-dessus, et M. E/licol pense « qu’une roue en-dessus établie sous la même colonne d’écoulement et sur la même chute qu’une roue à-augets-par-derrière , transmet:une puissance égale, » et n’en dit d’ailleurs que fort peu de chose; par la raison .sans doute que la colonne d’écoulement que l’on croyait nécessaire n’était pas si facile à ménager pour une roue à-augets-par-derrière que pour une roue en-dessus. Mais si l’on admet que l’eau doit être livrée à la hauteur de son niveau dans la digue , à cause que la vitesse de la roue ne doit pas excéder ira,2ig ou ira,524 (4 ou 5/î. ) par seconde, et

COMPARAISON DES ROUES HYDRAULIQUES. 445 . que sa capacité pour contenir l’eau doit être augmentée, la difficulté disparaît entièrement. En sortant des augets d’une roue cn-dessus , l’eau reçoit une impulsion dans une dÎÉ*èétion qui la pousse vers le canal de fuite , et en cas de d’accumulation d’eau en aval , on ne peut pas contester que la roue en sera beaucoup moins gênée.

Pour ce qui ést des roues en-dessous, M. Evans pense qu’elles doivent se mouvoir avec une vitesse presque égale aux '"deux tiers de celle de l’eau, et M. Ellicol estimant cette vitesse précisément aux deux tiers, dit qu’il est peu important que cela ne s’accorde point avec la théorie; mais cela ne s’occorde pas non plus avec l’opinion d’un grand nombre de constructeurs de moulins très-intclligens et très-expérimentés. On a avancé, d’après la théorie que , la puissance d’une roue enîdèssous serait au maximum si la vitesse de ses palettes était égale au tiers de celle de l’eau qui les frappe; la pratique cependant n’a pas confirmé la vérité de cette théorie. Borda a démontré que cetle conclusion n’est pas théoriquement exacte , puisqu’elle n’est seulement applicable qu’au cas où l’eau agit sur une seule palette ; mais que dans faction d un courant sur plusieurs aubes, comme cela a lieu pour une roue de moulin , la vitesse de celle-ci ne doit être que la moitié de .celle de l’eau pour que l’effet soit au maximum. On peut en voir la démonstration à l’article hydrody nanties , dans l’EncycUpédie d’Edimburg. Cela a été entièrement confirmé parlesexpériences de Sw.eaton , qui observe à ce sujet que , dans tous les cas où il a obtenu le plus d’effet produit en proportion de la quantité d’eau dépensée ,.et présentant le plus de circonstances analogues a celles des grandes constructions bien exécutés , le maximum correspond a une vitesse de la roue différant moins de la moitié que du tiers de celle de 1 eau , il lui paraît que cette moitié doit correspondre au Véritable maximum.

Extrait des essais pratiques sur les mécanismes des