chapitre deuxieme

«st constante, c'est-à-dire lorsque la vapeur est enfermée dans un vase où elle reste dans un état stable, comme dans la chaudière ou le condenseur d'une machine à vapeur. On observe alors, en effet, que la pression «le la vapeur reste très-longtemps sans éprouver aucune variation sensible, de sorte «pie la hauteur du mercure dans les instruments conserve un niveau constant «ju’il est facile d’observer et d’enregistrer; mais, lorsqu'on veut applitpier les mêmes instruments au cylindre à vapeur des machines, on trouve que la hauteur du mercure \arie continuellement dans une très-grande étendue et que la rapidité des oscillations ne permet pas même d'en évaluer facilement la moyemie. Il faut donc recourir alors à un autre appareil.

L’ indicateur de IP'att est l'instrument dont on se sert pour cet usage: c’est un petit cylindre de i .(> pouce de diamètre intérieur sur i pied environ de longueur, parfaitement calibré et contenant un piston plein (fig. H et <j, PL /), qui glisse librement dans le cylindre, et qu'on recouvred’huile pour empêcher l’échappement de la vapeur. Pour maintenir le piston dans la direction précise de Taxe du cylindre, sa tige traverse un anneau directeur a. Le cylindre se termine, à sa partie inférieure, par un ajutage taraudé en dehors, et que l’on peut, par conséquent, visserdans le trou à huile du cylindre de la machine, de manière <iue la vapeur passe alors de ce cylindre dans celui de l’indicateur, et v ient soulever le petit pistou. Un robinet, placé sur l'ajutage de communication, permet d'ailleurs d’établir ou de susf>endre cette communication à volonté. Le piston de l’indicateur est attaché à un ressort en hélice, dont l'autre extrémité est fixée au point a, sur un montant ou châssis que porte le cylindre de l’indicateur.

Quand les deux extrémités de ce cylindre sont en communication avec l’atmosphère, le ressort est au repos, et le petit piston est maintenu vers le milieu du cylindre; mais, quand la vapeur pénètre sous le pistou, si cette vapeur a une plus grande force élastique que l’atmosphère, elle fait monter le piston jusqu’à ce que l'élasticité «lu ressort lasse équilibre à l’excès de la pression de la vapeur sur celle de l’atmosphère; et si, au contraire, la pression de la vapeur est moindre que

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«•elle de l’atmosphère, celle-ci, en appuyant sur le piston, le fait descendre dans le cylindre jusqu’à ce que la résistance du ressort à l’extension fasse équilibre à l’excès de la pression atmosphérique sur celle «le la vapeur. l,a tète de la tige du piston monte et descend, par conséquent, selon la force élasti«|iie de la vapeur soumise à l'expérience; et «les divisions, manpiées le long d’une échelle fixée au châssis, font connaître immédiatement la pression de cette vapeur.

Pour graduer l’instrument, il faut observer «pie le point correspondant à une pression effective nulle ou à une pression absolue égale à celle de l’atmosphère, est celui où se tient le piston «juand l'instrument est détaché de la machine, puisque les deux extrémités du cylindre communiquent alors avec l’atmosphère. On marquera «lonc «l’abord ce p«>int; ensuite les «livisions, en «lessus et en dessous, s’obtiendront par expérience, en chargeant le ressort de poids donnés, soit pour le comprimer, soit pour le développer, et en divisant ces poids par l’aire «lu piston «le l'indicateur, pour avoir la pression qu'ils exercent par unité de surface : par exemple, si le piston a un diamètre de i .0 pouce, «pii «lonne 2 pou«*«*s carrés «le surface, chaque poidsde « livres, placé sur le ressort, produira 1 livre «le pression par pouce carré. Une fois ces «livisions marquées au-dessus et au-dessous de la ligne «le repos du ressort, si l’on veut «pie l’instrument donne les pressions effectives de la vapeur, il faudra pla«*er le zéro de l’échelle au point de repos du ressort, puisque la pression effective est alors nulle; mais, si l’on veut au contraire que l’instrument indique les pressions absolues de la vapeur, il faudra mettre le z.ér«> «le l'échelle à 1 4 - / 1 livres par pouce carré, ou 1 .o33 kilogramme par centimètre carré, au-dessous du point de repos, lequel sera «roté alors comme représentant une pression absolue égale à celle de l'atmosphère. Chaque fois qu’on veut faire usage de l’instrument, il est bon «le s’assurer de l’exactitude de l'échelle, «pii deviemlrait fausse si le piston prenait plus de frottement dans le cylindre; cette circonstance rend nécessaire de tenir l’instrument très-propre, et d’y mettre de l’huile fraîche avant de l’employer à des observations.

lia chapitre deuxième.

Pour que l'indicateur puisse enregistrer de lui-même les pressions successives et variées de la vapeur, et en conserver une trace permanente, la tige du petit piston porte un crayon t, qui y est maintenu par le moyen d’un porte-crayon monté sur une bague et lixé à la tige par une vis de pression. En outre, le châssis de l'indicateur se prolonge au-dessus de la tête du ressort, et, en ce point, il se termine par un cadre en bois portant deux rainures dont la direction est perpendiculaire à celle de lu tige du piston, et dans lesquelles glisse une planchette recouverte d’une feuille de papier. Cette planchette est attachée, d’un côté, à une corde b fixée au balancier de la machine, et, de l’autre côté, à une seconde corde c portant un contrepoids. D'après cette disposition, lorsque le balancier de la machine monte, c’est-à-dire pendant que le piston à vapeur exécute sa course dans un sens, la planchette est tirée par la corde du balancier dans la direction de droite à gauche, par exemple, et ensuite, lorsque le balancier redescend, ou pendant la course inverse du piston, la planchette est ramenée, au contraire, de gauche à droite par l'elfet du contrepoids. D’autre part, le crayon fixé à la tige du piston de l'indicateur est pressé contre la planchette par un petit ressort; il laisse donc suite papier une trace à une hauteur plus ou moins grande, selon que la pression de la vapeur est plus ou moins élevée dans la portion du cylindre en communication avec l'instrument; et, comme la planchette se meut en même temps, mais dans une direction perpendiculaire à «•elle de la tige du petit piston, il résulte de la combinaison de ces deux mouvements une courbe analogue à celle de la Jig. 8 ou de la Jig. 10, mais dont la forme précise dépend des circonstances diverses dans lesquelles travaille la machine. De plus, nous avons vu que, pendant deux courses consécutives, la planchette marche dans un sens d'abord, puis dans un sens contraire ensuite: il s'ensuit donc que, pendant ces deux courses, la courbe sera tracée d’abord vers la droite, puis reviendra vers la gauche; et comme après la terminaison de deux oscillations la machine revient périodiquement au même point, on voit «pie l'ensemble des deux courses produira toujours une courbe se

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repliant sur elle-même ou une courbe fermée. Dans cette courbe, lu partie supérieure, qui correspond au maximum de pression de la vapeur, sera nécessairement décrite pendant que le côté du cylindre de la machine où est tixé l’indicateur, communique avec la chaudière, et la partie inférieure sera tracée pendant que le même côté du cylindre communique avec le condenseur. Si donc, après que la machine a exécuté ses deux courses, on retire la planchette, et que l’on y trace d abord la ligne horizontale OX, marquant la hauteur où se tient le crayon quand l'indicateur marque une pression absolue égale à zéro, puis la ligne verticale OY contenant l’échelle de l'instrument, on pourra, en prenant à l’échelle la hauteur des points de la courbe audessus de la ligne OX, c’est-à-dire en mesurant les ordonnées de la courbe, connaître quelle était la pression absolue de la vapeur, en chacun des points de la course du piston. Par conséquent aussi, en prenant approximativement la moyenne entre toutes les ordonnées mp, ml]/, ni p * de la courlie supérieure, ou entre toutes les ordonnées ntf, n q , u " <f de la courbe inférieure, on aura la pression absolue moyenne exercée par la vapeur surchaque unité de la course du piston, soit pendant le temps de son action motrice dans le cylindre, soit pendant le temps de son action résistante contre le piston.

Kn outre, nous avons dit que la courbure supérieure correspond au moment d'action de la vapeur dans le cylindre de la machine, et la courbure inférieure au moment de l’échappement ou de la condensation de cette vapeur. Ces deux effets sont ici étudiés successivement sur une même face du pistou de la machine; mais, comme des effets semblables ont lieu en même temps sur la face opposée, il en résulte qu’on peut considérer la courbe inférieure comme celle qui serait observée dans la partie opposée du cylindre, pendant que la courbe supérieure se produit dans la portion où la vapeur exerce son effort utile. D’après cette remarque, on voit que la pression utile de la vapeur, en chacun des points de la course du piston , peut être connue en retranchant des hauteurs ou ordonnées de la courbe supérieure, celles de la courbe inférieure qui correspondent au même point; seulement, pour avoir celles-