PERTES DE TRAVAIL ET MOYENS DE LES RÉDUIRE

§. 1. — Étude des pertes d'ordonnée sur les diagrammes

d'indicateur.

22. — Perles de travail dans les cylindres. Distinctions principales. — L'utilisation de la vapeur a surtout été étudiée, dans les machines marines, parles constructeurs eux-mêmes, qui se sont rarement élevés audessus des considérations exposées dans le chapitre II. Les publications spéciales sont rares; parmi les ouvrages français, on peut consulter particulièrement celui de M. Widmann, Études des principes de Construction pour les machines marines^ chap. II à IV inclus. Les recherches des ingénieurs se sont faites surtout à un point de vue tout pratique, en comparant entre eux les diagrammes d'indicateur, tels que les fournit l'instrument, et en s'inspirant d'une longue expérience, plutôt qu*en les reportant aux courbes adiabatiques et autres tracés théoriques; elles ont conduit progressivement à des améliorations importantes. Les machines mannes paraissent, en effet, tenir aujourd'hui le premier rang, au point de vue de la faible consommation de charbon par cheval.

Les pertes subies par le travail de la vapeur sur les pistons, par suite de l'imperfection des machines, peuvent se répartir presque toutes en deux groupes bien distincts :

1® Perte sur l'ordonnée moyenne, c'est-à-dire sur le travail que fournirait, dans la machine parfaite, la quantité de vapeur sensible, dont le diagramme réel révèle le passage dans le cylindre.

On peut remarquer que la valeur relative de cette perte se rapproche un peu de celle du coefficient de rendement ^, n® 17, autrefois employé pour établir les projets de machine; on l'évaluerait plus exactement en comparant le diagramme réel, à un diagramme théorique différant moins de la réalité que le diagramme fictif.

2** Pertes sur la quantité de vapeur elle-même, que la chaudière four, nit, et à laquelle la quantité de vapeur sensible dans les cylindres reste toujours inférieure.

Le rôle des espaces morts, seul, ne peut pas être exactement défini par Tune ou l'autre des deux sortes de pertes qui précédent.

L'exactitude avec laquelle les différentes pertes peuvent être connues varie beaucoup, selon la manière dont les expériences ontété conduites. L^ensemble de toutes les pertes s'évalue en comparant le diagramme d'indicateur, non plus au diagramme fictif du n** 17, figure 20, ni même au diagramme théorique du n"* 13, figure 21, l'un et l'autre tracés simplement d'après la régulation du tiroir, mais au diagramme du travail que fournirait toute la vapeur des chaudières, si cette vapeur était dépensée dans une machine parfaite, de cylindres égaux à ceux de la machine réelle. Le rapport % entre les ordonnées moyennes des deux diagrammes, très inférieur au coefficient ^^ se rapproche beaucoup de l'utilisation spécifique U* de la machine étudiée; il serait cette utilisation elle-même, si le volume des cylindres permettait à la machine parfaite de fonctionner à détente

»iM B.tfAi,/

Fig. 24. —Du Chayla, grande Titesse.

adiabatique complète, c'est-à-dire de détendre jusqu'à la pression du condenseur.

La comparaison qui précède suppose la connaissance exacte de la puissance de vaporisation des chaudières pendant l'essai. Elle a été souvent faite dans ces conditions, particulièrement par M. A.-B.-W. Kennedy sur le Meteor^ le Fouziyama, le Colchester, le Tartar^ Viona, la Ville-de-

Douvres etc. En France, l'expérience de vaporisation connexe de l'essai de machine a été faite avec soin par M. Joessel sur le Cher 9 à l'origine des machines compound, et plus tard par M. Risbec dans diverses circonstances. Le plus souvent, le poids d'eau vaporisée n'est pas mesuré ; il faut alors se contenter d'évaluer la quantité de vapeur produite d'après celle de charbon brûlé, le rendement en vapeur des chaudières étant à peu près connu, dans des conditions de chauffe déterminées.

Pour les deux machines du Bu Chayla à pleine puissance, 5.000 chevaux (essai du 38 octobre 1897) et du Descartes au dixième de la puissance, 856 chevaux (essai du 14 août 1896), M. Lelong a tracé, à Indret, les diagrammes théoriques de la machine parfaite à détente limitée, dans les conditions qui précèdent, en vue d'une étude comparative sur l'emploi des diagrammes entropiques dont nous parlerons plus loin. La production de vapeur était estimée à 7^,5 et à 9S3 par kilogramme de charbon, selon l'intensité du tirage; la détente était

•OTt

supposée se faire adiabatiquement, dans les cylindres B P réels, sans espaces morts. Sur les figures 24 et 28, ces deux diagrammes parfaits sont représentés en traits pointiUés; à l'intérieur de chacun d'eux, le

diagramme totalisé réel est donné en trait plein. L'écart des contours est, comme on voit, très grand. La comparaison des surfaces a été résumée par M. Lelong dans le tableau suivant :

Du Chayla

C Consommation de charbon par chevai-heare . . 0\91ô

e Vaporisation d*eau par cheval-henre (estimée) . 6^,900

P a Pression à l'admission au cyl. H P 12^

Consommation de vapeur par cylindrée . • . . P,9i n Ordonnée moyenne du diagramme correspondant à

cptte consommation de vapeur 5^,002

p Ordonnée moyenne du diagramme relevé. . . . 2,657

X Rapport depà^: 0,529

Descartes 0^,646 .6^,005 5^68 0^51

Des résultais d'ensemble de ce genre sont intéressants ; ils enregistrent bien le degré de perfection atteint à une époque déterminée. Pour la recherche pratique des perfectionnements, il faut étudier à part chacune des parties des diagrammes, et chacune des causes qui influent sur les pertes de travail.

23. — Rôle des espaces morts. — L'effet des espaces morts doit être étudié d'abord, comme ne rentrant exactement dans aucune des deux causes générales de perte de travail distinguées au n^ 22.

Nous pouvons considérer les espaces morts comme produisant une certaine perte de vapeur, en ce sens qu'une portion de la vapeur admise est moins bien utilisée que le reste. Nous pouvons aussi les regarder comme produisant une perte d'ordonnée bien déterminée, mais compensée en partie par une certaine récupération de vapeur, qui varie selon la régulation.

Rappelons que l'espace mort, réduit presqu'à rien dans la plupart des machines fixes, par l'emploi des distributions de vapeur à soupapes, reste important dans les machines à tiroirs, et par conséquent dans toutes les machines marines. Voici, pour quelques navires, le rapport du volume de l'espace mort brut au volume utile des cylindres.

Tableau IX

es

'rs

Cylindre HP...