CONDENSEURS

§ 1. — Des condenseurs & injection et & surface. Fonctionnement des condenseurs.

157. — Nécessité du condenseur^ pour la bonne utilisation de la vapeur. — Nous avons été conduit à réunir, dans un chapitre unique, tout ce qui est relatif au condenseur et à la condensation, en considérant que Tensemble des appareils de condensation, dansune machine marine, forme un organe distinct, au même titre que la chaudière elle-même. La séparalion du condenseur et de la machine se trouve même réalisée matériellement sur quelques bâtiments nouveaux, qui sont munis d^une chambre de condensation aussi bien que d'une chambre des chaudières. Le chapitre des condenseurs trouve sa place naturelle à la fin de la deuxième partie de cet ouvrage, parce que l'étude de leur fonctionnement exige d*assez longs développements, tandis que leur construction est très simple.

Bien que la nécessité du condenseur et même Timportance du vide aient été implicitement établies dans les chapitres 1 et III, il n'est pas inutile de consacrer à ce sujet un numéro spécial. 11 y a eu, en effet, chez quelques praticiens, une tendance à croire que les lois du régime économique des machines avaient été bouleversées, par l'élévation des pressions, depuis le temps de James Watt, et que, en présence de la facilité d'ajouter plusieurs kilogrammes à la pression, la perfection du vide avait perdu son importance dans les machines marines. L'examen des diagrammes théoriques, déjà esquissé à ce point de vue au n^ 41, montre de suite que la perfection du vide est restée indispensable à la bonne utilisation de la vapeur.

Considérons d'abord le diagramme dynamique, en représentant la courbe de détente par une hyperbole équilatère. Traçons en TE la ligne de pression atmosphérique ; soient OA la pression absolue à la chaudière, et TA le timbre. Il est clair que le maximum du travail, que peut

donner le volume AD de vapeur, serait représenté par l'aire ADET, si la machine n'avait pas de condenseur. Toute augmentation du volume du cylindre au delà de OF donnerait alors lieu à une diminution de la puissance.

L'addition d'un condenseur, où nous supposerons d'abord le vide absolu, produit deux effets distincts.

1® Dans le cylindre à vapeur limité au volume OF, l'ordonnée moyenne est accrue de OT, ou de 1S033.

~ iiinimijinïïnnniïïnrv

Fig. 251.

2** Le volume du cylindre peut être utilement accru, en vue d'utiliser l'aire du diagramme théorique située à droite de EF.

Pour nous rendre compte de l'importance du premier résultat, il faut nous reporter au tableau VU des valeurs de l'ordonnée moyenne théorique n, page 67. Pour Po = 10 kilogrammes et a = 10, nous avons,

en portant la pression aux chaudières à 20 kilogrammes, le produit initial Po Vo restant le même, ce qui donne a = 20 pour le même volume de cylindre, nous avons,

Cet accroissement de II est inférieur, de 0'',3, à l'augmentation que donne le condenseur. Pour porter n à 4^3, il faudrait, sans condenseur, élever Po à 30 kilogrammes environ. Ainsi l'adoption du condenseur équivaut à un accroissement de pression de 20 kilogrammes aux chaudières.

L'importance du second résultat se résume dans la possibilité d'obtenir, par une augmentation illimitée du* volume du cylindre, et par suite de la détente a, autant de travail utile qu'on en pourrait avoir, en portant la pression Po à l'infini, le volume du cylindre restant invariable.

En pratique, on réalise partiellement, à l'aide du condenseur, les deux avantages indiqués par le diagramme dynamique, Taccroissement d'ordonnée et celui de volume final.

Si nous considérons maintenant le diagramme entropique, où nous supposons la détente adiabatique et complète, nous y trouvons exprimés, plus simplement encore, les deux avantages précédents, qui superposent leurs effets dans l'adjonction d'une surface unique.

Dans une machine à 10 kilogrammes sans condenseur, la quantité de chaleur transformable en travail est représentée par le trapèze ADGl

2otf^

isoV-

Fig. 252.

Situé au-dessus de l'horizontale de 100° C. En ajoutant un condenseur à W de température, cette surface est accrue de IGGT, égale aux deux tiers environ de ADGl. Pour obtenir un résultat équivalent par une élévation de température à la chaudière, il aurait fallu monter au-dessus de 228° de température, ce qui correspond à plus de 30 kilogrammes de pression. La figure 282 suppose que l'augmentation de détente accompagne rabaissement de température d'évacuation, la ligne DG descendant verticalement de G en G*, sans s'infléchir par un crochet de détente incomplète comme sur la figure 14, page 32.

Le condenseur qui fonctionnerait à — 273°, avec des cylindres de volume approprié, assurerait, comme on sait, une utilisation de chaleur

égale à runité . Sans viser à cet idéal irréalisable, on peut descendre au-dessous de 50^ de température.

168. — Du vide et de la contre-pression^ au condenseur et dans le cylindre. — Un appareil moteur à condensation forme un ensemble entièrement fermé à la pression extérieure. L'ordonnée moyenne sur les pistons et le travail de la vapeur ne dépendent donc que des pressions absolues, pression absolue à la chaudière, pression absolue au condenseur ou contre^pression. Les manomètres, au contraire, pour le condenseur comme pour la chaudière, ne mesurent que la différence de pression par rapport à l'atmosphère ; le manomètre placé sur le condenseur marque donc le vide, et non la contre- pression ; le vide indiqué, pour une même contre-pression, augmente ou diminue, par conséquent, dans le même sens que la pression atmosphérique et de la même quantité. De même, à l'intérieur des cylindres, l'indicateur de Walt ne donne, comme ligne de repère horizontale, que la ligne de pression horizontale, dont la position dans le diagramme varie avec la pression atmosphérique, sans que l'ordonnée moyenne du diagramme se trouve par là modifiée.

Pour connaître la valeur des contre-pressions qui intéressent seules le rendement de la machine, ou plutôt l'utilisation, il faut joindre les indications du baromètre à celles des manomètres et des indicateurs de Watt. La différence, entre la pression barométrique et le vide marqué sur le manomètre indicateur de vide^ représente la contre-pression au condenseur. L'ordonnée du diagramme pendant l'évacuation, mesurée au-dessus de la ligne du zéro des pressions établie diaprés la pression barométrique, donne la contre-pression sous le piston.

L'influence des changements dans la contre-pression au condenseur, c'est-à-dire dans la perfection de cet appareil, sur le rendement économique des machines, est toujours appréciable ; elle varie beaucoup avec l'allure de la machine. Aux allures lentes, la contre-pression au condenseur même, ci, forme la partie principale de la contre-pression dans le cylindre, tandis qu'aux allures rapides, la perte de charge à révacuation du cylindre au condenseur, h^ — ct, est beaucoup plus importante. On peut en juger, par les nombres suivants, qui sont des moyennes pour la marche à toute puissance et au quart de la puissance, des six bâtiments déjà considérés, tableau X, page 89.

ContrepressiOD an condensear

Contre-pression sous le piston

période course d'évacuation complète h hi

Différence

h — CT

Tonte paîssanoe

Quart de paissance ....

Différence

0>^,ll 0, 11

Ainsi, quand la machine développe quatre fois plus de chevaux, la chute de pression moyenne h^ — ct, du cylindre au condenseur, est également multipliée par quatre et au delà ; la perte de travail correspondante est plus que quadruplée, le nombre de tours ayant augmenté. L'ordonnée moyenne croît, au contraire, beaucoup moins vite que le travail ; elle est multipliée par 2,6 environ quand le travail est quadruplé.

11 est facile de calculer qu'aux allures lentes, quand l'ordonnée moyenne ne dépasse pas 0^,5, le travail d'une machine peut varier du dixième et au delà, selon le degré de perfection du vide au condenseur.

La contre-pression au condenseur est, comme nous avons dit, indépendante de la pression atmosphérique. Dans les condenseurs à surface surtout, elle ne dépend que de la température intérieure du condenseur, conformément au tableau suivant, qui complète le tableau 1 bis de la page 7.

Tableau XXXIV Pression et température correspondantes dans les condenseurs.

UfS

159. — Rôle du condenseur comme appareil régénérateur d^ eau douce. — L'utilité du condenseur au point de vue économique est générale ; elle s'étend à toutes les machines. Dans les machines marines, en particulier, le condenseur a un second rôle à remplir, celui d'appareil distillatoire fournissant l'eau douce aux chaudières.

Aux pressions actuelles, non seulement les chaudières marines ne

peuvent pas être alimentées à l'eau de mer,'mais elles redoutent la présence de la moindre quantité d'eau de mer dans l'alimentation, ainsi qu'il a été dit aux n"* 75 et 76 des Chaudières marines. Les condenseurs doivent donc être des appareils de distillation parfaits. Ils ne donnent naturellement lieu à aucune perte de vapeur ni d'eau douce ; ils doivent, de plus, ne laisser place à aucune rentrée d'eau de mer, ce qui est difficile à obtenir.

Le danger de l'eau de mer tient surtout, comme nous l'avons vu, à la présence des chlorures, qui donnent naissance dans certaines circonstances à un dégagement d'acide chlorhydrique. Ce danger n'a été reconnu qu'à une époque récente ; précédemment, on se préoccupait surtout d'éviter les incrustations calcaires dues à la précipitation du sulfate de chaux, dont l'eau de mer renferme un millième et demi de son poids, et qui devient totalement insoluble à la température de 138**, c'est-à-dire à la pression de 3^,8. Jusque vers 1870, la pression aux chaudières ne dépassant pas 2% 5, on a ahmenté à l'eau salée. Il y a ainsi dans l'histoire des machines marines, au point de vue qui nous occupe ici, deux périodes distinctes.

1* La période des condenseurs par injection ou par mélange, avec des pressions s'élevant graduellement de 1 à 2^8. La nature même des condenseurs en usage était alors un obstacle à l'élévation des pressions.

S"" La période des condenseurs par surface, pendant laquelle la pression s'est élevée rapidement, passant de suite de 2^,5 à 4 kilogrammes, pour atteindre aujourd'hui 20 kilogrammes et au delà.

Quand on alimentait à l'eau de mer, on se débarrassait des sels introduits en faisant extraction. Quand la saturation dans la chaudière atteignait 3 degrés, ce qui était le maximum admis, il fallait, pour la maintenir constante, extraire le tiers de l'eau chaude, en évaporant les deux autres tiers seulement. L'opération, conduite régulièrement, faisait perdre 12 ^ de la chaleur communiquée à l'eau ; avec les variations inévitables de la saturation, la perte atteignait 15 à 20 %. De plus, on n'échappait jamais aux incrustations calcaires, qui diminuaient beaucoup l'utilisation de la chaudière.

L'adoption des condenseurs régénérant l'eau douce aurait été largement justifiée, parles seuls motifs d'économie, à l'époque des machines à basse pression. Elle a été retardée par quelques difficultés de construction et surtout par une évaluation très exagérée de la surface de condensation nécessaire.

Nous nous bornerons à dire quelques mots des condenseurs à injection, pour étudier ensuite les condenseurs à surface, seuls en usage actuellement.

«Jl—'J^

160. — Description sommaire du condenseur à injection et de ses accessoires, — Le condenseur à injection est une simple boîte C, de forme

généralement rectangulaire, venue de fonte d'une seule pièce, où débouchent, en face l'un de l'autre, le tuyau d'évacuation de vapeur

librement ouvert D et le tuyau d'injection B terminé par une lanterne, Hg. 253 ; la lanterne est percée de fentes ou de trous, pour diviser la gerbe d*eau lancée au milieu de la vapeur. Le mélange d eau d'injection et d'eau condensée est constamment extrait parla pompe à air F.

La pompe à air, unique pompe des condenseurs à injection, doit son nom à la nature de son débit, qui se compose, en volume^ d'air raréfié, pour deux tiers environ, et d*eau, pour un tiers seulement. Le nom de pompe à air, actuellement conservé, est devenu assez impropre, avec les condenseurs à surface, d'où l'on n'a guère à extraire que de l'eau et de la vapeur d'eau.

La vapeur, à son entrée dans le condenseur, doit perdre 600 calories environ par kilogramme pour se condenser, ce qui exige une injection de 20 kilogrammes d'eau de mer subissant un échauffement de 30^. Pour ne pas être en défaut, on donne à l'arrivée d'eau une section de 20 millimètres carrés par cheval indiqué, et l'on admet que le débit fourni par cet orifice est de 25 à 30 kilogrammes par kilogramme de vapeur.

Le débit de la pompe à air se calcule, sur la base d'un volume engendré par son piston de 100 litres par kilogramme de vapeur ; on compte sur un rendement en volume de 0,75; on attribue 25 litres à l'eau et 50 litres à l'air à extraire.

Le vide s'établit ainsi dans les conditions suivantes.

Indépendamment des rentrées par les presse-étoupes de la machine, l'air provient de l'eau d'injection, qui en contient le vingtième de son volume à la pression atmosphérique. Cet air se dégage à peu près complètement dans le condenseur; il y établit l'équilibre de pression permanente, dans lequel le poids extrait par la pompe à air est égal au poids introduit. A poids égal, les pressions étant inversement propor-

tionnelles aux volumes, et l'air, introduit sous le volume ^, étant ex-

trait sous le volume 2 par rapport à l'eau, la pression C7 dans le condenseur est donnée par l'équation,

d'où,

En tenant compte des rentrées d'air de la machine et des imperfections de la pompe, on admet que la pression de l'air dans un condenseur à injection ne peut guère être inférieure 0S06 ; elle s'élève souvent en faitàOM2.

A cette pression s'ajoute celle de la vapeur d'eau, qui est de 0*,076 à 40^ et de 0\097 à 45*.

La somme concorde avec les contre-pressions totales observées qui varient entre 0^,12 et 0*^,22 et sont en moyenne de O",!?.

Coupe transTersalei

Coupe horizontale.

Fig. 264.

Le volume des condenseurs à injection se détermine surtout par la considération d'éviter l'envahissement brusque de l'eau d*injection, qui pourrait gagner les cylindres pendant un stoppage subit, la pompe à air, toujours conduite par la machine, s'arrêlant en même temps que celle-ci. Dans la marine française, on a généralement donné au condenseur un volume égal à celui des deux cylindres à introduction directe qu'il desservait généralement. Des exemples assez nombreux prouvent que le tiers de ce volume peut suffire.

Le condenseur à injection est un appareil d'une grande simplicité. Ses seuls accessoires sont le registre servant à fermer rapidement Tinjection, et les deux soupapes suivantes : une soupape atmosphérique, maintenue fermée par un ressort qui sert à faire tomber le vide quand on est stoppé ; le reniflard, qui s'ouvre vers le dehors et qui, n'étant maintenu fermé que par le vide, se lève de lui-môme et laisse sortir l'eau du condenseur, quand le vide est tombé.

La pompe à air, généralement à double effet, se composait dans les dernières machines à injection construites en France, d'un double plongeur P, fig. 254, traversant à frottement doux, dans une garniture en gaïac, la cloison de séparation des deux boites à clapets C et C ; il n'y avait pas de corps de pompe.

Le refoulement se faisait dans la bâche A, figure 253, qui servait à la fois de réservoir d'eau pour l'alimentation et de réservoir d'air pour régulariser le mouvement de la colonne liquide rejetée au dehors. Le tuyau de décharge H allait de la bâche à la mer, débouchant au-dessous de la flottaison, dans les navires de combat.

Bâche, boites à clapets, condenseur, tout était fondu d'une seule pièce. Les parois en fonte de fer, soumises à l'action continue d'un courant d'eau de mer, se transformaient à la longue en une substance graphiteuse dépourvue de toute cohésion. Il y a là une leçon, pour éviter l'emploi des condenseurs à surface, en fonte de fer, faisant partie intégrante des bâtis des machines verticales ; il est, du moins, indispensable que l'eau y passe à l'intérieur des tubes.

Tous les détails de fonctionnement et de construction relatifs aui condenseurs à l'injection se trouvent dans le cours de machines de M. Bienaymé et surtout dans celui de M. de Fréminville.

161. — Condensation par surface. Expression théorique de la surface réfrigérante, — Le condenseur à surface se compose, dans la forme la plus usuelle, d'un réservoir cylindrique traversé par un faisceau de tubes, où circule l'eau réfrigérante. Il présente ainsi une grande analogie avec une chaudière tubuleuse, modèle Joessel-d'AUest, dans laquelle, au lieu de gaz chauds, un courant de vapeur serait employé au réchauffage de l'eau des tubes. Tous les principes relatifs à la conductibilité des parois, tous ceux qui concernent la transmission de la chaleur dans les chaudières, sont applicables au fonctionnement du condenseur à surface.

Le condenseur à surface exige deux pompes, l'une pour extraire l'eau et faire le vide, l'autre pour faire circuler l'eau réfrigérante.

Les échanges de calorique entre la vapeur et l'eau conduisent à considérer quatre quantités :

A quantité de chaleur par kilogramme de vapeur à condenser, i température de l'eau condensée, à sa sortie du condenseur, T, température d'entrée de l'eau réfrigérante, T, température de sortie de l'eau réfrigérante. Entre ces quatre quantités et le poids d'eau réfrigérante P par kilogramme de vapeur, on a l'équation fondamentale,

(1) P (T. — Ti) — A — <.

Les données assez habituelles, pour une machine marchant à pleine puissance, sont :

A = 622^,9, correspondant à 0*',15 de contre-pression t = 83%7 correspondant à 0^,18 de contre-pression, P = 50 kilogrammes, D'après ces chiffres, l'équation (1) donne,

Les températures se mesurent assez rarement dans les condenseurs. Dans des essais de machines de paquebots faits en 1891-92, M. Hudson- Beare a cependant relevé les nombres suivants, qui concordent avec les résultats du calcul.

lona ....

VU le-de-Douvres

Moyenne •

M. Stromeyer, dans des expériences très soignées exécutées en 1896, a trouvé des échauflfements à peu près moitié plus grands que les précédents, en faisant circuler un poids d'eau à peu près moitié moindre. Le travail de M. Stromeyer contient les observations les plus complètes que Ton possède, sur le fonctionnement des condenseurs à surface. Voici quelques-uns de ses principaux résultats :

F Pnissaace développée .

p Poids d'eau condensée par cheval • . •

P Poids d'eau de circnlation par kilog. condensé

A — ^ Chaleur abandonnée par l'eau condensée .

T, — Ti Ëchauffement de l'eau de circalation • •

M. Stromeyer mesurait le volume d'eau de circulation en y injectant à l'entrée une dissolution chimique et en mesurant le titre à sa sortie. Des expériences de ce genre mériteraient d'être faites, sinon sur toutes les

Première

Deuxième

expérience

639 et

596 ch

— 4fi6 —

machines, du moins pour tous les modèles de condenseurs et de pompes de circulation ; elles permettraient dHntroduire une plus grandeprécision dans les discussions de formules que nous allons entreprendre.

Nous avons à voir comment peuvent se réaliser, le mieux et le plus simplement possible, les échanges de calorique dont Téquation (1) exprime le résultat final, et, en particulier, quelle est la surface nécessaire et suffisante pour réaliser complètement la condensation.

Ainsi qu'il a été dit au n^ 69 des Chaudières marines^ la quantité de chaleur Q, ti^aversant, par seconde, le mètre carré de surface refroidissante, est,

(2) Q = Ke2.

6, dans cette formule, est la différence de température entre les deux faces de la paroi, variable d*un point du condenseur à Tautre ; K est un coefficient constant pour une paroi donnée, lorsque tout est constant à l'exception de 0.

Soient $ l'aire réfrigérante par kilogramme de vapeur à cpndenser, comptée à partir de l'arrivée de la vapeur ; c le poids de vapeur condensée également compté par kilog. de vapeur. Ce poids c, qui est l'inverse du titre varie, de zéro, à l'entrée de la vapeur, à un, à la fin de la condensation, s variant en même temps de zéro à S.

— est le poids d'eau condensée par unité de surface, en chaque point

du condenseur, pour la petite surface ds considérée en ce point ;

6p 6, senties deux valeurs extrêmes de 0, à l'entrée et à la sortie de l'eau réfrigérante ;

X est la quantité de chaleur A — ^, abandonnée par kilogramme de vapeur condensée.

Nous sommes obligés d'admettre que la pression de la vapeur o, et par suite sa température ^, sont les mêmes en tous les points du condenseur. La différence de température 6 va donc en diminuant, quand on suit le cours de l'eau.

Le phénomène de condensation est régi par les deux équations

exprimant, l'une que Q est la chaleur abandonnée par la vapeur, l'autre que c'est la chaleur reçue par l'eau.

Les trois équations (2), (3), (4), entre les trois variables Q, 8, c et la

surface s comptée à partir de rorigine, déterminent ces trois variables

en fonction de s.

Nous avons d'abord,

qui donne, en intégrant,

nous tirons de là :

rfc = —

Le poids d'eau condensée à partir de Torigine est, dès lors, facile à calculer ; l'équation,

Kda

(3 -èj-

donne, en effet,

c=-Ç^-i-y- + con8t; P' + ë,

la diminution de c, quand s augmente, résulte du sens de la marche suivie dans la direction de l'eau, d'où résulte aussi le signe négatif de de et de d &^ dans les équations (3) et (4).

L'équation (8) permet de déterminer la valeur de s nécessaire pour obtenir la condensation complète..

Si, à l'entrée de l'eau, la condensation est complète, on a,

c = l, d'où la valeur de la constante,

Const. =1 r-^ .

La valeur (8) de c est ainsi,

A la sortie de l'eau, correspondant au commencement de la conden

salioUy nous avons,

Ceci nous donne la condition cherchée,

K0,(P0<-Xj-

Si nous remplaçons s, par la valeur précédente de S, dans réquation (6), nous obtenons la valeur 0, de la température 6 à la sortie de Teau réfrigérante,

qui peut se mettre sous la forme,

P(0^-ea) = X;

la température de la vapeur étant supposée la même dans tout le condenseur, nous avons,

nous revenons ainsi à Téquation fondamentale, (1) P(T.-T^) = X = A~^

ce qui vérifie l'exactitude des calculs algébriques qui précèdent.

En remplaçant 0^ par sa valeur en fonction de 0,, nous aurions, pour exprimer la valeur de S,

forme moins commode que (9), parce que 0, est plus inconnu et plus variable que 0^.

162. — Discussion de la formule précédente. Coefficient de transmission de la chaleur. — Pour discuter l'expression (9) de la surface S, il faut se rendre compte d'abord de la valeur numérique des termes qui y figurent, et surtout de celle du coefficient de transmission inconnu K.

On peut y arriver facilement, en partant des règles usuelles fixées par la pratique,

11 est d'usage de calculer la surface réfrigérante des condenseurs, à raison de 0"**,! par cheval, ce qui équivaut à 0*"»,018 par kilogramme de vapeur et par heure ; nous supposerons donc

Avec cette surface, qui dépasse probablement le nécessaire et qui

sûrement esl suffisante, on réalise toujours la condensation coi dans les conditions indiquées plus haut, ou même dans des corn plus avantageuses, c'est-à-dire,

t = 63°,7 an m&simum,

Nous prendrons donc en chiffres ronds, dans l'équation (9), >. = 570 ,

L'équation résolue par rapport à K esl, (9 M ^ = ^^.,ïl.

nous avons, d'après les nombres ci-dessus,

P X = 28500, P e, = 2000, et finalement

Cette évaluation est peut-être trop faible; mais sûrement elli pas trop forte, d'après ce que nous avons dit au sujet de S.

La valeur de K, égale à 33, d'après la manière dont elle est cal s'applique aux conditions ordinaires du service, c'est-à-dire aux su enduites d'huile ou de graisse du côté vapeur.

Nous avons trouvé dans les Chaudières marines, n° 69, que la de K applicable aux chaudières est seulement

Le coefficient de transmission de la chaleur est donc 300 foi grand au moins, pour le condenseur à surface que pour la chai Cette énorme différence, facile à expliquer pour la nature des pai présence de l'eau sur leurs deux faces, et le phénomène de la c sation lui-même, a eu pour effet de rendre facile et pratique l'ad des condenseurs à surface, auxquels on était tenté, au début, de < des surfaces exagérées.

Si maintenant nous revenons à l'équation (9), nous voyons surface de condensation S croit très rapidement quand on veut dii B, et par suite t ainsi que la contre-pression correspondante. Pour ser la température intérieure de 5°, ce qui ferait passer B, d(

SS^" et (P e, — X) de i430 à 1180, il faudrait augmenter S dans le rapport

L'accroissement nécessaire à S, quand P diminue, pour conserver la même valeur à 6, , est au contraire assez lent. Ainsi une diminution du cinquième sur P, passantde 50^ à 40^ entraine pour S une augmentatioD suivant le rapport

seulement •

Une diminution de valeur de X,qui diminuerait le numérateur en augmentant le dénominateur de S, serait très favorable; mais, de ce cùlé, il y a peu à chercher, la valeur de X étant imposée. Des variations importantes dans la détente ne font varier X que de quelques unités, et n'influent pas sensiblement sur S.

Remarquons, en terminant, que tous les calculs du n^ 161 peuvent se faire en prenant pour point de départ l'eau réfrigérante à la sortie, et en remontant, avec des valeurs positives de dS et de d cr, jusqu'à son entrée. On arrive ainsi directement à l'équation (10) qui lie S à ©„ et on en déduit l'équation (9) entre S et 0,. Les deux manières de procéder sont équivalentes ; elles ne correspondent nullement à deux directions différentes du courant d'eau, l'une en sens inverse du courant de vapeur, l'autre parallèle à ce courant. Pour distinguer, dans le calcul, ces deux directions différentes dont nous parlerons plus loin, il faudrait tenir compte, dans les équations, de toutes de résistances passives opposées au mouvement de la vapeur à travers le faisceau tubulaire, et des variations qui en résultent, dans la pression et la température, d'une extrémité du condenseur à l'autre.

§ 2. — Construction du condenseur & surface

163. — hègles pratiques pour déterminer la surface réfrigérante, — Au début des condenseurs à surface, du temps de Samuel Hall, on croyait nécessaire d'avoir une surface réfrigérante égale à la surface de chauffe des chaudières, elle-même très grande à cette époque, c'est-àdire de compter sur une condensation de S2'',5 par heure et par m^ ; la valeur de S était ainsi

La très grande différence des écarts de température entre les deux faces de tubes, pour les condenseurs et pour les chaudières, aurait

même dû faire croire qu'une surface condensante plus grande était nécessaire.

Les physiciens entreprirent des expériences de laboratoire. Péclet trouva que le cuivre, maintenu à une température de 20** à 26**, peut condenser iOS kilogrammes de vapeur, ce qui permet de réduire au quart la surface précédente. Joule observa même des condensations de 488 kilogrammes par mètre carré et par heure. On arriva ainsi aux réductions de surface justifiées par la valeur de K calculée ci-dessus.

La pratique, en France, tend à se rapprocher de l'indication de Péclet, en réglant la surface réfrigérante à raison de 0"t,l par cheval, ce qui équivaut à 0°*,015 par kilogramme de vapeur et par heure, la dépense de vapeur étant de 6 à 7 kilogrammes par cheval ; c'est la moitié environ de la surface de chauffe actuelle des chaudières. Les règles, suivies par les divers constructeurs, ne sont pas d'ailleurs uniformes ; le nombre 0"»,1 n'est qu'une moyenne entre des valeurs variant entre 0"»,09 et 0"sl2 et atteignant même 0"",18surle Tage^ comme le montrera le tableau XXXVI du n*" 167. Les changements dans la surface par cheval seraient rationnels d'ailleurs, s'ils correspondaient à des changements dans le rendement économique des machines, la surface S par kilogramme de vapeur restant ainsi constante.

M. Seaton, dans le tableau qu'il donne des surfaces condensantes par cheval fixées par la pratique générale, tient précisément compte de la pression delà vapeur et, par suite, du régime économique de la machine. Au premier abord, on ne verrait pas, dans les différences entre les pressions considérées au moment de l'ouverture à l'émission, ou entre les quantités de chaleur A par kilogramme de vapeur envoyées au condenseur, la justification des changements dans la surface condensante par cheval, qui varie dans le rapport de 2,2 à i,3. Quand on tient compte des différences du régime de détente, et de la dépense en kilogrammes de vapeur par cheval correspondant aux diverses pressions, tous les chiffres se trouvent expliqués ; on a ainsi un exemple de la manière dont l'expérience pratique peut devancer les considérations théoriques.

Le tableau suivant est la reproduction de celui de M. Seaton, complété par l'indication du nombre de détentes prévues. La troisième colonne a été calculée, en supposant que la dépense d par cheval, de vapeur au titre un, est de i2 kilogrammes pour les machines à simple détente, de 8 kilogrammes pour les machines à double détente et de 6 kilogrammes pour les machines à triple ou à quadruple détente.

Le changement de valeur de A, qui varie seulement de 643%4 à 629%8, ne joue, naturellement, qu'un rôle tout à fait secondaire.

Tableau XXXV Surface réfrigérante d'après M, Seaton.

Surface réfrigérante da condenaenr

Preuion dans le cyliodre à It fin

de la détente

par ehefal