BÉLIER HYDRAULIQUE

Parmi les machines fondées sur les principes de l'hydrodynamique, les roues et le bélier hydrauliques sont les plus importantes. Nous ne décrirons que cette dernière machine, car l'examen des diverses espèces de roues hydrauliques exigerait des développements qui dépassent le cadre trop restreint de cet ouvrage.

Le bélier hydraulique, inventé par Montgolfier, est une application très-ingénieuse du choc que les liquides en mouvement exercent, en vertu de leur inertie, contre les obstacles qui se trouvent sur leur passage. Cette machine est destinée à élever l'eau. Elle consiste d'abord en un long tuyau C (fig. 472 ci-après), nommé le corps du bélier, et par lequel arrive l'eau d'un réservoir plus ou moins élevé. A l'extrémité opposée au réservoir, se trouve la tête du bélier, composée de plusieurs parties : 1** la soupape d^arrét E s'ouvrant de haut en bas et formée d'une matière dont la densité est à peu près double de celle de Icau ;

2i2 BELIER HYDRAULIQUE.

Fig. i72.

^'^ un tube F qui fait suite au tuyau C et est muni d'une soupape G^ qui s'ouvre de manière à permettre à Feau d'entrer dans le récipient en fonte H ; S"" un tuyau I par lequel passe l'eau qui doit être élevée. Voici maintenant comment fonctionne cette machine : lorsque l'eau commence à s'écouler par le tuyau G , la soupape Ë est abaissée par son poids. Mais à mesure que l'écoulement se prolonge, la vitesse du liquide va en croissant, et avant qu'elle ait atteint son maximum, l'eau frappe le dessous de la soupape E avec assez de force pour la soulever et la tenir appliquée contre son ouverture, qui se trouve alors fermée. L'écoulement se trouve ainsi brusquement interrompu, et il en résulte, à cause de l'inertie et de la vitesse acquise de l'eau dans la conduite C, un choc ou coup de bélier^ qui s'exerce, d'une part, contre les parois de la conduite qu'il écarte légèrement, et, d'une autre part, contre la soupape G qu'il ouvre; aussitôt que ce dernier effet est produit, une partie de l'eau passe dans le récipient H, et de là dans le tuyau d'ascension I. Immédiatement après, la vitesse étant détruite, les parois de la conduite C reviennent par leur élasticité, l'eau est refoulée vers le réservoir, il se forme une espèce de vide, les soupapes retombent, et l'eau recommence à s'écouler par l'orifice DD; sa vitesse augmente graduellement, et bientôt la soupape E est soulevée de nouveau, et l'eau de la conduite C, après avoir ouvert la soupape G, va choquer la colonne qui se trouve dans le tuyau d'ascension et la pousse à une hauteur qui dépend, non de l'élévation du réservoir, mais de la quantité de mouvement de la masse affluente. Plus cette masse sera grande, plus l'effet sera énergique. Dès que le mouvement de l'eau est détruit, la soupape E retombe, l'écoulement recommence, un nouveau coup de bélier se produit, qui lance une nouvelle quantité d'eau dans le tuyau I, et ainsi de suite.

DBS GAZOmItRES. 3i3

Le récipient H renferme de lair destiné à rendre l'ascension de Teau plus régulière. Cet air se comprime pendant chaque coup de bélier , et dans Fintervalle il agit par sa force élastique pour continuer à pousser l'eau dans le tuyau d'ascension I. Une soupape à piston e est destinée à renouveler l'air que l'eau entraine peu à peu^ soit en le dissolvant y soit mécaniquement. Cette soupape est composée d'un prisme triangulaire mobile dans un tuyau circulaire, terminé aux deux extrémités par deux plaques percées, au centre, de deux orifices que le piston prismatique ferme alternativement. Après chaque coup de bélier, la pression de l'air précipite le petit piston vers l'intérieur, et permet l'introduction d'une certaine quantité d'air, qui passe ensuite du tuyau F dans lequel il se rend d'abord, dans le réservoir H, au coup de bélier suivant.

Le bélier hydraulique donne plus de 60 pour cent d'effet utile ; mais il ne peut être exécuté sur une 'trop grande échelle, à cause des secousses qui tendent à produire la dislocation des pièces de la mar chine, d'autant plus promptement que ses dimensions sont plus considérables. D'après M. Daguin, l'un des plus grands béliers hydrauliques existe à Senlis ; le corps a 0"*,205 de diamètre intérieur, et 8" de longueur. La chute n'est que de 0"*,976, et il élève 269 litres d'eau par minute à une hauteur de 4'",55; et comme la source fournit 1,987 litres, l'effet utile est à peu près 0,63. (H. V.)

fc VII. — AERODYNAMIQUE OU DYNAMIQUE DES FLUIDES ELASTIQUES.

Quand un gaz, renfermé dans un réservoir percé d'un orifice, possède une force élastique plus grande que la pression extérieure, ce gaz s'échappe par l'orifice avec une vitesse qui dépend de la différence des pressions intérieure et extérieure. Comme pour les liquides, l'écoulement peut avoir lieu par des orifices en minces parois, par des ajutages ou par des tuyaux; il peut également avoir lieu sous des pressions constantes ou sous des pressions variables. Les appareils au moyen desquels on obtient des écoulements constants se nomment des gazo-mètres.