PA1 L'ECOULEMENT DU FLUIDE

192. R est un réservoir (Fig 76) entretenu constamment plein par l'eau de la source ; mn un ajutage par où l'eau s'écoule de ce réservoir ; C une capacité fermée; R' le réservoir où l'on veut faire parvenir l'eau élevée. Les robinets p, q étant fermés, et les robinets r, s ouverts, l'effet de la diminution de la pression que cause l'écoulement de l'eau en m est de dilater l'air en G, au moyen de la communication établie par le tuyau a. L'eau s'élève donc en G par le tuyau b. Quand la capacité est remplie, les robinets r, s se ferment, et les robinets/?, q s'ouvrent. L'eau passe de G en R', et le même jeu est prêt à recommencer.

Cet appareil a été proposé en 1800 par William Close. L'auteur a indiqué un régulateur propre à opérer les mouvements des robinets ou soupapes nécessaires pour le jeu de la machine.

TITRE XIX

DES MACHINES DESTINEES * Él.EVKR I/EAC DOST LE MOTEl'R S ESI PAS USE CHUTE D'EAU.

193. Ces machines sont en grand nombre, et présentent des dispositwnî très-variées. L'étude dont elles sont le sujet a, pour objet principal, la connaissance de la proportion suivant laquelle elles utilisent la quantité d'action qa leur est appliquée; et celle des avantages divers qu'elles peuvent offrir son le rapport de l'économie, de la solidité, du peu de place qu'elles occupent, de la facilité d'être transportées, etc. On s'occupera seulement ici des machines le plus généralement employées, ou dont le principe de la composition doit être distingué.

tunz oi modem a iun, tcopis ■ou.uniwt, mn hes terpticm.

191. D'après les observalions rapportées par M.Perronet, l'effet utile pi» duil par un homme employé à baqueter avec un seau à main est de 460O0*". Le seau est employé d'une manière plus convenable lorsqu'il est suspendui l'extrémité d'un levier portant sur un point d'appui (Fig. 77), et dont l'autre extrémité est chargée d'un contre-poids; parce qu'alors les ouvriers ne sort pas obligés de soulever le poids du seau même, et agissent eu se baissant

195. L'écope prend le nom de hollandaise quand elle est suspendue à

point lue (Fit;. 78). Le travail qu'on peut effectuer avec cet appareil dépend

de l'habitude et de l'adresse de l'ouvrier. D'après une observation rapporte

par Itélidor, l'effet utile de Sikx",,566 dans une seconde, ce qui revient

ayant été imaginée par M. Morel. On peut employer à la fois deux zigzags disposés en sens contraires, ce qui prévient la perte du temps. L'eau s'élève successivement dans les tuyaux inclinés, dont chacun est garni d'un clapet à son extrémité inférieure, par l'effet du balancement imprimé à l'appareil, qui est suspendu en A. On ne peut espérer un résultat avantageux de l'usage de cette machine, à raison surtout des chocs que l'eau doit exercer à chaque oscillation contre les extrémités inférieures des tuyaux.

199. La machine de Conté (Fig. 82) diffère principalement de la précédente en ce que les rigoles en zigzag sont placées sur un axe incliné, que Ton fait osciller sur ses deux extrémités A, B. Ce mouvement d'oscillation est aidé par le pendule M, qui est fixé à cet axe. Il n'y a pas de clapet aux extrémités des rigoles, mais le fond de la rigole supérieure se trouve en contrebas du fond de la rigole inférieure à laquelle elle succède immédiatement. Cet appareil peut donner lieu aux mêmes observations que le précédent.

200. La bascule à manège porte à ses extrémités deux seaux m, n (Fig.83). HUe est maintenue dans un même plan vertical. Le mouvement de rotation de la plate-forme inclinée p, q sur laquelle cette bascule est supportée fait élefer et abaisser alternativement les deux seaux qui puisent l'eau dans le réservoir inférieur A, et la versent dans l'auge B. On pourrait également maintenir la plate-forme inclinée fixe, et faire tourner la bascule.

Il est nécessaire de connaître ces diverses machines., dont l'idée est ingénieuse et originale ; mais comme elles n'ont jamais été employées en grand avec avantage, il serait superflu d'en faire une étude approfondie.

roui a palettes (appelée parles Anglais Flash wheel).

SOI. C'est une roue à palettes ordinaire, contenue dans un coursier, et que Ton fait tourner de manière à élever l'eau du réservoir inférieur A dans le réservoir supérieur B (Fig. 84). Le calcul de l'effet de cette machine peut être fait comme il suit. On nommera

H la distance des niveaux de l'eau dans les réservoirs A et B, ou la hauteur à laquelle l'eau est élevée ;

m la masse de l'eau élevée dans l'unité de temps ;

Y la vitesse de la circonférence passant par le centre des palettes, qui est supposée constante ;

P l'effort exercé par le moteur pour faire tourner la reue, supposé appliqué dans le sens de cette circonférence ;

g la vitesse que la gravité imprime aux corps pesants dans l'unité de temps.

Le mouvement de la roue étant supposé uniforme, on a pour la quantité d'action dépensée dans l'unité de temps P V— mgYL. D'autre part l'eau du réservoir inférieur prenant instantanément la vitesse Y des palettes, il s'opère

à l'entrée de l'eau dans la roue une perte de force vive égale pour l'art temps à mV\ Enfin l'eau a acquis, quand elle quitte la roue, la rite» et par conséquent la force vive mV pour l'unité de temps. Ainsi l'on *, | exprimer la condition de l'uniformité du mouvement, l'équation

PV-wjH = mV», d'où PT = «jH+««T>.

Le rapport de l'effet utile à la quantité d'action est donc ici

maH

sa valeur est d'autant plus grande que la vitesse du mouvement de U est plus petite. Elle serait égale à l'unité si cette vitesse était infini petite.

Ce calcul ne tient point compte de l'effet des frottements sur les tour de la roue, des frottements de l'eau dans le coursier, de la résistance d< et des pertes d'eau à la circonférence des palettes. Ces pertes seront tant moins sensibles que la vitesse de la roue sera plus grande ; et f choses égales d'ailleurs, on les rendra le plus petites qu'il est possih donnant aux aubes rectangulaires une longueur double de leur bat Cette machine peut être construite d'une manière solide et durable : le de l'eau qu'elle élève, est supporté en partie par le fond du coursier, e se trouve déchargé d'une partie du poids de la roue même égale à ce' volume d'eau qu'elle déplace ; mais elle ne convient pas dans les cas niveau du réservoir inférieur subit des variations. On a quelques oh lions de Smeaton d'après lesquelles un cheval, travaillant 8 heures par

9? 10VB k TT1PA1I .

11 MB. On distingue : 1° le tympan des anciens, décrit par Vitruve, fermé ^ftm tambour circulaire partagé par des cloisons dirigées suivant les rayons %l cercle (Fig. 86). L'eau s'introduit dans chaque cloison par les ouvertures ^fbeées à la circonférence , et s'écoule par Taxe qui est creux. 2° Le tympan proposé en 1717, par Lafaye (Fig. 87) , formé par des canaux courbés suintant la développante du cercle de l'axe. L'eau s'introduit dans la roue et s'écoule de la même manière.

Le calcul du tympan de Vitruve pourra s'effectuer conformément à ce

qu'on a vu dans le n° 201 , en remarquant que l'eau sortant de la roue par

Hâte, quitte la machine avec une vitesse de rotation sensiblement nulle, en

pt sorte que l'on doit seulement tenir compte de la perte de force vive qui a lieu

9f 4ffand l'eau entre dans la roue. On a donc ici

PX = mg\[ + ± wV*,

rfièt, pour le rapport de l'effet utile à la quantité d'action dépensée,

j 904. Quant au tympan de Lafaye, comme l'eau qui s'introduit dans les j tfenaux n'en prend pas instantanément la vitesse de rotation , on peut dire , qu'il n'y a pas de force vive perdue dans le jeu de cette machine. De plus le , fténtre de gravité de l'eau qui s y trouve contenue, demeurant toujours sen- , stblement dans une même ligne verticale, l'action de la résistance est tout à . Mt uniforme. .

Le défaut de ces machines consiste en ce qu'elles contiennent une grande quantité d'eau qui les rend très-pesantes , et qu'elles ne relèvent qu'au niveau de l'axe. D'après les observations rapportées par M. Perronet, des hommes manœuvrant une roue à tympan au moyen d'une roue à cheville , et travaillant 8 heures par jour, produisaient un effet utile journalier de 21 1 10011 x m. Cet effet utile parait être les f environ de la quantité d'action dépensée , résultat supérieur à ceux que donnent la plupart des machines employées aux épuisements.

SEAUX ÉLIVÉ8 Pàft LB IOYBH D'UNI FOU LIE OU D'OR TltUIL.

205. Lorsqu'on veut élever de l'eau par le moyen d'un seau à une grande hauteur, on attache deux seaux aux extrémités d'une corde passant sur une poulie fixe. L'ouvrier agit en tirant de haut en bas sur la corde. L'effet utile journalier produit par un homme employé de cette manière est évalué à environ 70000kX».

206. On obtient un résultat plus avantageux en fixant le milieu de la corde

37G LEÇONS SLR L'APPLICATION

à l'arbre d'un treuil, sur lequel les deux moitiés de cette corde s'enroulent alternativement en sens contraires, et qu'un ou plusieurs hommes font tourner par le moyen d'une manivelle. L'effet utile journalier est évalué à environ HOO0Ok*'D, et cet appareil Irés-simplc est regardé comme l'un des meilleurs pour employer la force des hommes à l'élévation de l'eau.

Le treuil simple armé d'une manivelle ne convient plus lorsqu'on val élever des seaux trés-pesants, et de grandes quantités d'eau. On emploi alors les hommes, et quelquefois les chevaux à faire lourner un arbre vertical sur lequel les deux parties de la corde s'enroulent alternativement en s«u contraire. La direction du mouvement de rotation de cet arbre doit étn changée chaque fois qu'un seau qui vient de verser son eau est prêt à redescendre pour aller puiser dans le réservoir inférieur.

Quand on ne veut pas être assujetti à changer la direction du mouvement de rotation de l'arbre vertical du manège, il faut que la corde à laquelle la seaux sontattachés s'enroule sur un autre arbre auquel le mouvement de rotation du premier arbre peut être transmis alternativement dans deux stts opposés. Un mécanisme disposé à cet effet change le sens du mouvement i l'instant où le versement de l'eau vient de s'opérer.

207. Les norias consistent dans une corde ou une chaîne sans fin. tournant sur deux poulies ou tambours placés verticalement l'un au-dessous de l'autre, et à laquelle sont attachés des seaux. La poulie inférieure est quelquefois fia; quelquefois elle est seulement supportée par la corde et chargée d'un poitfc

e rapport qui a lieu moyennement dans la plupart des machines de ce genre. )n doit les faire mouvoir lentement. >

CHAPELET INCLINÉ. Vit HOLLANDAISE.

S08. Le chapelet est formé d'une buse inclinée dans laquelle s'élève une sbatne sans fin garnie de palettes, passant sur deux rouets placés aux extrémités de cette buse. On peut appliquer à cette machine le calcul des nm SOI ft 902. Elle a été fort employée dans les épuisements des grands ponts construits dans le dernier siècle. On n'en obtenait cependant que des produits soins grands que ceux de la plupart des autres machines ; les observations Bdiquent que l'effet utile était un peu moindre que les £ de la quantité l'action dépensée.

109. On nomme vis hollandaise une vis d'Archimède dont l'enveloppe cylinirique est fixe, l'axe et les cloisons hélicoldes qu'il porte étant seules moïfles. On supprime la partie supérieure de l'enveloppe. L'eau est élevée, dans jet appareil, à peu près -de la même manière que dans le chapelet incliné ; il jfésente, sous le rapport de la solidité, un grand avantage sur la vis d'Àrftimède ordinaire, parce que l'axe est beaucoup moins chargé.