Surehauffe avec !«■ gax perdm des foyem. — La SUrchauffc
ne procure aucun avantage, en ce sens qu'étant donnée une machine à construire, il vaut mieux la construire sans surchauffe, en d'autres termes il vaut mieux employer la chaleur disponible ù produire de la vapeur d'eau saturée, qu'à produire de la vapeur surchauffée.
La question est toute différente si l'on se propose d'utiliser pour celte surchauffe les gaz perdus des foyers dont la chaleur se répand dans l'atmosphère extérieure sans aucun profit. La surchauffe peut alors donner quelques résultats au point de vue économique.
146 MÉGàNIQUË I INDUSTRIELLE.
On peut employer les tubes réchauffeurs à évaporer les parcelles liquides entraînées par la vapeur, c'est-à-dire à la séchery mais il ne parait pas qu'il y ait avantage, même dans ce cas, à dépasser le point de saturation. L'expérience démontre que la vapeur saturée se comporte toujours dans les cylindres d'une manière plus favorable sous le rapport des frottements et de Tusure des pièces. On éprouve en outre les plus grandes difUcultés à éviter les coups de feu pendant la surchaufTe. Ces divers inconvénients font généralement abandonner la surchauffe, malgré ses avantages apparents, et les raisons de cet abandon nous paraissent bien expliquées par la théoiie.
77. nachines * irmpeun eombinées. — Etant donnée une machine à vapeur à condensation, supposons qu'au lieu de condenser la vapeur d'eau au moyen de Tinjection d'eau froide, on la mette en contact avec un condenseur par surface dans l'intérieur duquel circule un liquide volatil comme l'éther, le chloroforme, Tammoniaque ; ce dernier se vaporisera et prendra une tension élevée ; on pourra remployer dans un second cylindre, lui faire produire un certain travail mécanique de pleine pression et dedétenle, et finalement le condenser avec de Tcau froide au moyen d'un condenseur par surface, pour le ramener au condenseur de la vapeur d'eau, et le vaporiser de nouveau. Tel est le principe des machines à vapeurs combinées.
Les inventeurs ont généralement basé leurs théories sur les différences de valeur des chaleurs latentes, mais ce mode de comparaison n'a aucune valeur |scientifique. En réalité, c'est la chute de chaleur qui règle le rendement théorique de ces sortes de machines, absolument comme celui des machines à une seule vapeur.
Soit T la température de la chaudière ù eau, t la température de l'éther dans le condenseur par surface, au moment où il s'évapore. Soit ô la température de Teau dans le second condenseur par surface, celui qui condense la vapeur d'éther quand elle a produit son effet mécanique. Soit Q la quantité de chaleur reçue par 1 kilogramme de vapeur d'eau dans la chaudière à vapeur d'eau, Q' la quantité de chaleur reçue par l'éther, par suite de la condensation de 1 kilogramme de vapeur d'eau.
DE Là VAPEUR SURCHAUFFÉE. 447
La quantité de chaleur
a disparu et a dû être transformée en travail mécanique.
Si la machine à vapeur d^eau est parfaite, c'est-à-dire si la vapeur d'eau se forme à la température constante T et se condense à la température constante t, le rendement calorifique de la machine à vapeur d'eâu, a pour expression :
ou bien (page 64)
On a donc
T— i a-hT'
équation d'où l'on tire :
La vapeur d'éther, une fois formée, est employée comme l'a été la vapeur d'eau. Après avoir produit un travail mécanique, elle est condensée à la température 0, et elle abandonne en se condensant une quantité de chaleur q ; on aura par analogie et d'après Péquation précédente :
En définitive, la chaleur transformée en travail mécanique dans la double machine à vapeur d'eau et d'élher est
La chaleur dépensée estQ, par conséquent le rendement calorifique de la machine à vapeurs combinées a pour expression :
Q — q . a-f-e __ T — e Q "" a-+-T^a-hT'
Cette expression n'est autre chose que la formule ordinaire (59) du rendement théorique maximum entre les deux températures T et 0. Une machine parfaite à vapeurs combinées donnera donc le même rendement quune machine à une seule vapeur qui
fonctionnerait entre les deux températures extrêmes de la première machine. En rëalilé, comme la température 0, à laquelle on condense Téther, est plus basse que la température t, à laquelle on peut condenser la vapeur d'eau, le rendement théorique de la machine à deux vapeurs est plus élevé que celui de la machine à une seule vapeur.
Supposons toujours qu'il s'agisse dune machine à vapeur d'eau et éther sulfuriquc. L'élher bout à 58^ sous la pression atmosphérique. D*un autre côté, nous savons qu'il est difficile d'abaisser la température des condenseurs à vapeur d'eau audessous de 50®. Une machine à vapeur d*eau marchant à 2*',6, comme cela a lieu dans les machines marines, ne peut utiliser qu'une fraction égale à
de la chaleur dépensée. Si la chaleur rendue «à la condensation est employée à vaporiser de l'élher à 50®, on pourra ensuite condenser cetélher au moyen d'un courant d'eau froide à SO""; le rendement calorifique de la machine à deux vapeurs sera
Par rapport à 0,197, rendement de la machine à vapeur d'eau, ce dernier rendement représente une augmentation de 38 pour
Les machines à vapeurs combinées satisfont bien aux conditions d'économie de chaleur prévues par la théorie, et les expériences faites sur les machines de M. du Tremblay semblent même avoir confirmé en pratique le fait de cette économie. Malheureusement ces sortes de machines présentent de graves inconvénients. Les liquides volatils qui sont employés sont tous délétères et inflammables, et comme on ne peut jamais empêcher complètement les fuites, on est exposé au danger des incendies, des explosions et surtout des asphyxies. Aussi les machines à vapeurs combinées sont-elles aujourd'hui complètement abandonnées. L'eau et l'air paraissent, quanta présent, les seuls agents naturels dont l'emploi' dans les machines soit réellement pratique.
