BAU
10 atmosphères.
6 atmospb., 2
3 atmosph., 6
La perte de rendement est très-faible tant que la proportion d'eau entraînée ne dépasse pas 5 ou 6 pour 100, mais elle atteint 12 et 15 pour 100, lorsque la proportion d'eau entraînée devient considérable. D'après cela, on pourrait dire que la perte de rendement qui résulte de l'eau entraînée varie de à 15 pour 100 dans les machines sans condensation et sans détente, qui peuvent en-
traîner jusqu'à 40 pour 100 d'eau. Nous avions déjà trouvé que dans les machines sans condensation à longue détente Teau entraînée pouvait occasionner une perle de rendement de 9 pour 100. D'après cela on voit que la perle de rendement est d'autant plus grande que la détente est plus restreinte.
L'eau entraînée a aussi une certaine influence sur la puissance de la machine. S'il n'y a pas de détente, cette influence est nulle; mais si la détente est prolongée, Tinflucnce est très-sensible. La formule (80) peut se mettre sous la forme :
Le travail produit pour un volume de vapeur consommée égal à 1 est :
e; A B Cr
Wo^'o «0^0 Wo Mo^o
Or, le degré de détente ô = . L'expression précédente peut
UoXo
s'écrire :
Wo-^o «0-^0 «0 ^
Les termes A, C et m sont fonctions du degré de délente, mais ils varient très-lentement et l'on peut dire que la variation résulte principalement du terme
Ho dans lequel A = 424 i Idt.
De cette remarque on peut conclure que la puissance d'une machine dont le cylindre et le degré de délente sont donnés, augmente à mesure que la vapeur qui l'alimente est plus chargée d'eau. Par exemple une locomotive qui emploiera de la vapeur humide sera plus puissante que si elle employait de la vapeur sèche. Mais elle consommera plus de combustible.
60. Des espaces nuisibles. — Les cspaccs nuisibles comprennent le vide laissé derrière le piston, et celui des conduits de distribu-
lion. Leur volume total varie <!" Tn 3" fâ du volume parcouru
iOâ MÉCANIQUE INDUSTRIELLE.
par le piston, et il est d'autant plus réduit que la marche des machines est plus lente.
Dans les machines marines, les espaces nuisibles ont les proportions suivantes :
Machines à balancier 2 à 2 1/2 p. 100.
Machines à connexion directe à roues. 5 à 6 p. 100. Machines à hélice 7 à 8 p. 100.
Pour les machines à deux cylindres dites de Wolff, les espaces nuisibles comprennent aussi le volume des conduits qui relient le gros cylindre au petit cylindre, conduits qui, dans les machines où les deux pistons marchent parallèlement, occupent toute la longueur de ces cylindres.
En étudiant la distribution d'une machine, on reconnaît immédiatement que la vapeur des espaces nuisibles n'effectue aucun travail de pleine pression. Elle contribue seulement à augmenter la pression pendant la détente, et c'est ainsi qu'elle produit un certain travail mécanique. Si Ton suppose que la détente soit poussée jusqu'à sa limite théorique, c'est-à-dire jusqu'à ce que la pression descende au niveau de la pression du condenseur, on aura tiré tout le parti possible de la quantité de vapeur employée, et l'on peut se demander si le résultat aura été le même que si les espaces nuisibles n'existaient pas. Le calcul va nous démontrer que ces espaces causent toujours une perte de rendement et que celte perte est d'autant plus grande que la détente est plus prolongée. Pour cela, analysons ce qui se passe pendant la distribution. Au moment où la vapeur se précipite dans les espaces nuisibles, elle est poussée par la pression qui règne dans la boîte à tiroir, maison pénétrant dans le cylindre, elle rencontre le vide ou du moins une pression très-faible et que l'on peut négliger, de sorte qu'elle-même ne produit aucun travail. Pendant cette introduction, la chaleur reçue ou émise est nuUedans l'hypothèse de l'imperméabililé des parois. Par conséquent, la chaleur interne finale est égale à la chaleur interne initiale augmentée du travail d'introduction. Si l'on appelle Xo la proportion de vapeur sèche contenue dans la vapeur des espaces nuisibles, fo, Xoy ApoW^, t^ les notations déjà plusieurs fois
LES MACHINES k VAPEUR. IjOS
expliquées et relatives à la vapeur de la chaudière, on aura (équation (3) :
/ ^ Idt -h (ro — Apo«o) ^0 = / ^Idt-^ {r^ — kpoUo)^^^
-h Aj^oMcrPo» (84)
d'où Ton tire :
Ti,= . ""^^ =x,-J- (85)
ro
Si la valeur donnée par celte équation est plus petite que 1, la vapeur des espaces nuisibles sera restée en présence d'un excès d'eau, par conséquent elle sera saturée mais plus sèche que la vapeur de la chaudière, sa pression sera la môme que celle de la chaudière, sa température sera également la même, et l'hypothèse qui nous a servi à établir l'équation (84) sera justifiée.
Si au contraire la valeur de Xo donnée par Téquation (86) est plus grande que 1, l'hypothèse qui a servi de base à l'équation (84) est inexacte. La vapeur s'est surchauffée^ et sa température s'est élevée.
Les valeurs limites de x^ pour lesquelles ce phénomène se produit sont les suivantes :
PBESSIONS LA CUAUDIÈRB.
Ces valeurs se rapprochent beaucoup du chiffre constant 0,91 . Par conséquent^ toutes les fois que la vapeur qui vient de la chaudière, contiendra moins de 9 pour 100 d'eau^ la vapeur des espaces nuisibles sera surchauffée. Celte circonstance doit se présenter assez fréquemment dans les bonnes machines, mais le plus souvent, la proportion d'eau dépasse la limite de 9 pour 100, en sorte que la vapeur des espaces nuisibles reste saturée.
Supposons qu'on soit dans ce dernier cas : appelons e le volume
de l'espace nuisible, celui du cylindre étant 1. Soit n le degré de
détente apparent, B le degré de détente réel. Le volume engendré
par le piston pendant la pleine pression sera représenté par-.
Le poids de vapeur introduit dans les espaces nuisibles a pour
valeur .
Celui qui est introduit pendant la pleine pression est
nu^o
Le poids total de vapeur consommée a donc pour expression :
Au commencement de la détente, on peut considérer les deux vapeurs qui sont à la même température et à la même pression comme étant mélangées et donnant une vapeur humide résultante contenant une proportion de vapeur sèche que nous désignerons par X. On aura l'équation :
équation d'où l'on tire :
1 ne ^
La composition de la vapeur au commencement de la détente sera ainsi connue. On a pour le travail mécanique développé pendant la pleine pression,
