CHAPITRE VI

EMPLOI DANS LES MACHINES DE LA VAPEUR SURCHAUFFÉE. MACHINES A VAPEURS COMBINÉES

68. C«4ne e'eat «ne la «apenr ■urcfaaBM'éa. •—• Mojva» de 1* pro-

dMire. — Nous avons montré dans le chapitre 111, page 32, que toutes les fois que la vapeur est en contact avec une partie du liquide qui lui a donné naissance, si petite qu'elle soit, elle reste saturée. Dans ces conditions, sa pression ne dépend que de la température. Supposons que par une addition de chaleur, par exemple, en lui faisant traverser un lube réchauffeur, on vaporise les dernières parties liquides restées mélangées avec la vapeur, sa température croîtra, sa pression croîtra également, mais elle ne croîtra plus suivant les mêmes lois que lorsque la vapeur était saturée. Pour une même pression, sa température sera supérieure à ce qu'elle serait si la vapeur était saturée. Pour une même température, sa pression sera inférieure à ce qu'elle serait si la vapeur était saturée. Dans ces conditions, on dit que la vapeur est surckauffée.

Procédons autrement. Enfermons de la vapeur saturée et sèche à la pression j)„, et à la température de saturation 1„ dans un cylindre A (fig. iSbis), imperméable à la chaleur et réuni à un cylindre B également imperméable à la chaleur, mais vide, par l'intermédiaire d'un tuyau de communication CD, muni d'un robinet R. Ouvrons brusquement le "

robinet R. La vapeur du cylindre À se précipitera dans le cylindre B, et quand l'équilibre sera établi, on

aura dans les deux cylindres A el B une masse de vapeur à une pression p moindre que la pression p^^ et à une température t moindre que t^. Cette vapeur sera surchauffée. En effet, comme il n'y a aucun travail produit, la chaleur interne de la masse de vapeur n'aura pas changé. Nous avons démontré que la chaleur interne constitutive de la vapeur d'eau saturée et sèche (page 40), a pour expression, d'après la formule empirique de Zeuner,

Qo= 575,54-1- 0,2342 V

Si dans le nouveau volume qu'elle occupe, la vapeur était saturée à la température t, sa chaleur interne serait :

Or elle es! :

Puisque t^ est > i, la chaleur interne de la vapeur est plu* grande qu'elle ne serait si la vapeur était saturée; donc la vapeur est surchauffée.

On peut encore produire la surchauffe par un troisième moyen. Prenons de la vapeur saturée et scche dans un cylindre imperméable à la chaleur et muni d'un piston. Comprimons celte vapeur en exerçant un certain travail mécanique sur le piston. S'il y a des parcelles liquides en contact avec la vapeur, nos courbes de détente dans une enveloppe imperméable à la chaleur (planche I) (page 48), démontrent qu'il y aura évaporation du liquide, et la vapeur restera toujours saturée. Mais lorsqu'il n'y a plus de liquide en présence, la vapeur dépasse le point de saturation. Sa chaleur interne s'accroît de celle qui est due à In compression du piston, la tempéralurc s'élève, et par suite, cette chaleur interne est plus grande que celle qui correspondrait à la saturation; donc la vapeur est surchauffée.

En résumé :

La vapeur surchauffée a une chaleur interne plus grande qu'elle ne Taurait à la même température, si cette vapeur était saturée.

Sa pression pour la même température est moindre qu'elle ne le serait si la vapeur était saturée.