X 65— 15 = 24 livres

On conçoit d'ailleurs , en effet , que , puisque le coefficient représentait une perte , il revenait au même de retrancher les 0.4 de 65 Ibs , ou les 0.5 de 50 lbs , et qu'ainsi on devait parvenir au même résultat des deux manières. L'une et l'autre méthode étaient donc en usage, et c'est pourquoi nous avons

difficile de comprendre comment M. Woolhouse , dans la deuxième édition de l'ouvrage de Tredgold, publiée en 1838 , a pu avancer (page 186 de l'Appendice ) que Tredgold calculait l'effet utile des machines d'après la vaporisation dans la chaudière. La preuve qu'il eu donne consiste en ce que y dans le produit formé par l'ancienne théorie pour représenter l'effet utile , savoir , de l'aire du cylindre par la pression de la chaudière , pour avoir l'effort exerce , et de celui-ci par la vitesse du piston, pour avoir l'effet utile, il arrive, en décomposant le résultat , que le produit de l'aire du cylindre, par la vitesse du piston , représente la contenance du cylindre multipliée par le nombre des coups de piston , et équivaut par conséquent à la dépense de vapeur par le cylindre. Il n'en faut pas davantage a M. Woolhouse pour établir son assertion. Mais il faut convenir que si Tredgold employait la vaporisation dans ses calculs , c'était bien alors sans le vouloir et sans le savoir ; car , loin de mentionner qu'on doive observer la vaporisation dans la chaudière , et s'en servir comme donnée de calcul , il n'indique jamais , au contraire , que l'emploi de la pression et du coefficient constant. 11 est évident que Tredgold n'avait pas soupçonné l'ingénieuse décomposition de sa formule , imaginée par M. Woolhouse, et que ce n'est qu'après coup et sur la vue d'autres travaux , que celui-ci en a conçu la pensée.

dû les mentionner toutes deux ; mais , pour éviter la confusion , il convient d'observer que la seconde était censée donner le rapport des pressions absolues de la vapeur dans la chaudière et dans le cylindre , et la première , le rapport des pressions effectives , ou des effets utiles théorique et pratique de la machine. Telle était la solution du premier des trois problèmes que nous venons d'énoncer. Le second , celui qui consiste à déterminer la vitesse d'une machine avec une charge donnée , n'avait été l'objet d'aucune recherche par le mode de raisonnement que nous venons d'exposer.

Le troisième problème , savoir la détermination de la vaporisation d'eau nécessaire à la production d'un effet donné , avait été résolu d'une manière semblable au premier. La règle consistait à calculer le volume décrit par le piston, ei à supposer que ce volume serait rempli de vapeur à la môme pression que dans la chaudière , puis à appliquer encore un coefficient constant. En général, on employait le coefficient qui avait été déterminé dans le problème précédent, /mais on l'appliquait en diviseur , dans le but d'augmenter la vaporisation en ^proportion des pertes qui étaient représentées par ce coefficient.

Ainsi , les notations précédentes étant conservées , et q exprimant en outre le volume spécifique de la vapeur formée sous la pression de la chaudière , ou son volume rapporté au volume de l'eau qui l'a produite , on voit que le volume décrit par le piston , pendant l'unité de temps , était av. D'après la signification de la lettre q , ce volume de vapeur représentait un volume d'eau exprimé par

av

«nais comme il était censé se faire une perte représentée par la fraction ou coef-

av

ficient k , le volume d'eau réellement nécessaire pour suffire à la dépense — » devait être

S s JL —.

Tel était donc le calcul en usage ; on voit qu'il était censé résoudre deux seulement des trois problèmes fondamentaux des machines. Nous reviendrons plus loin sur ce qui concerne la détermination de la vitesse du piston sous une charge donnée*

Outre ce qui vient d'être dit, les idées reçues relativement à la pression de la Tapeur dans le cylindre , consistaient à penser que la pression dans la chaudière étant donnée et fixe , on pouvait à son gré faire varier la pression dans le cylindre, et y produire toutes les pressions qu'on voudrait , inférieures , toutefois , à celle de la chaudière , en rétrécissant plus ou moins l'orifice des passages de la vapeur ; et l'oncroyait que, quand cet orifice était entièrement ouvert, avee l'aire qu'on est

dans l'usage de lui donner dans les machines fixes, savoir : % \ de Taire du cylindre , la pression de la vapeur dans le cylindre ne pouvait différer que d'une quantité fort petite de la pression dans la chaudière.

Cependant , comme X indicateur de Watt , appliqué au cylindre de plusieurs machines, y avait démontré une certaine diminution de pression comparativement à celle de la chaudière, les auteurs qui tenaient compte de ce fait, sans en voir la véritable cause , le regardaient encore comme susceptible d'être exprimé par un rapport constant, et c'était l'un des élémens qui entraient dans l'explication de leur coefficient définitif. Ainsi , dans tous les cas , la pression du cylindre était considérée comme égale ou proportionnelle à celle delà chaudière , et, par conséquent, comme constante, tant que la pression de la chaudière ne changeait pas , mais nullement réglée par la résistance, et variable avec elle, quelle que soit la pression de la chaudière , comme nous montrerons qu'elle l'est réellement. .

Les objections qui se présentent d'abord contre cette manière de calculer et de raisonner sont les suivantes :

1°. Le coefficient adopté comme représentant le rapport des effets utiles théoriques aux effets utiles pratiques , dans les machines stationnaires à haute pression , sans condensation ,• était 0.50 ; et on l'expliquait en disant que le reste , ou 0.50 de laforce totale développée , représentait nécessairement les frottemens et les pertes». Ce n'était pas qu'on eût mesuré ces frottemens et ces pertes , et qu'on les eût trouvés tels ; c'était seulement qu'il s'en manquait de cela que le calcul que Ton avait fait , et qui pouvait être inexact dans son principe même , ne coïncidât avec l'expérience»

Mais pour se convaincre qu'une telle assertion, sur la valeur des frottemens ou pertes, ne reposait sur aucune base solide , il suffit d'examiner l'explication qu'essaie d'en donner l'auteur anglais Tredgold, qui suit aussi cette méthode. Il indique qu'on doit faire une déduction de i dixièmes sur la pression absolue de la vapeur ( pression atmosphérique comprise ) , ce qui revient , comme nous l'avons vu plus haut , à une réduction exprimée par 0.5 sur la pression effective ordinaire de ces machines ; et voici comment il explique cette perte dans l'effet produit ( 1 ) :

Force nécessaire à l'introduction de la vapeur dans le cylindre . . . . 0.007

Force nécessaire pour chasser la vapeur dans l'atmosphère . ♦ • . . 0.007

Perte, par le refroidissement , dans le cylindre et dans les tuyaux • • • 0.016

Frottement du piston , pertes et fuites ••*••• 0.2QO

Force nécessaire pour l'ouverture des soupapes et le frottement des parties de

la machine ••«••••••» # 0.062

Perte par suite de ce que la vapeur est interceptée avant la fin de la course • 0.100*

(1) TreJgeld 9 Traité des Mathme* à vapeur , article 367, page 30* de la traduction française.

Quand on fera attention que les nombres donnés ici expriment des fractions de la force brute totale de la machine , on se convaincra facilement de l'impossibilité d'admettre de semblables évaluations ; car si , par exemple , la machine avait un effet utile de 120 chevaux , ce qui, d'après le coefficient , lui suppose un effet brut de 200, il faudrait 0.20 X 200 = 40 chevaux pour tirer le piston (c'est le tiers de Peffet produit) ; 52 chevaux pour surmonter le frottement total , etc. L'exagération est évidente d'elle-même.

D'ailleurs , en appliquant cette évaluation des frottemens à une machine locomotive, qui est aussi une machine à haute pression , et supposant qu'elle travaille à 60 livres de pression effective , ou 75 livres de pression absolue par pouce carré , on voit que si les cylindres avaient douze pouces de diamètre , ou 226 pouces carrés de surface , la force comptée ici comme représentant le frottement du piston serait de 226 X 75 X 0.20 = 5390 livres. Or, nos propres expériences sur le frottement des organes mécaniques de la machine locomotive Atlas , qui a ces dimensions et qui travaille à cette pression, démontrent que la force nécessaire pour mouvoir . non seulement les deux pistons , mais encore tous les autres organes mécaniques quand la machine n'est pas chargée , et y compris les fuites , s'il est vrai qu'il y en ait dans une machine en bon état, n'est que de 59 livres appliquées à la roue , ou de 59 X 5.9 = 346 livres appliquées sur e p iston ( Traité des Machines locomotives , 2 e . édit. , chap. VIII , p. 249 ).

Il est , par conséquent , impossible d'admettre des évaluations aussi exagérées.

2 # . La mesure de l'effet théorique de la machine résulte de trois élémens , -savoir : la surface du piston , la pression de la vapeur et la vitesse du mouvement. Les sept causes par lesquelles on explique la réduction qu'éprouve cet effet théorique sont : le frottement de la machine d'abord , et ensuite la liberté du cylindre , le rétrécissement des passages, les coudes des conduits, le frottement de la vapeur, Jes fuites de vapeur et sa condensation partielle.

Or , parmi ces six dernières causes , il est clair que la liberté du cylindre et les fuites de vapeur ne peuvent , en aucune manière , changer la pression de la vapeur pendant son action : elles en peuvent bien diminuer la quantité utile , et par la réduire la vitpssç du piston , mais elles n'en peuvent , ù coup sur , altérer la pression. Quant au rétrécissement des passages . aux coudes des conduits et au frottement de la vapeur dans les tuyaux-, on conçoit. bien à la rigueur que , comme ils opposent un certain obstacle ou exigent une certaine force , ils puissent diminuer quelque peu la portion effective de la pression de la vapeur ; mais il e6t évident que leur effet principal doit toujours être de réduire la vitesse et non la pression de la vapeur. Des six causes énumérées , il n'y a donc que la condensation qui puisse diminuer efficacement la pression de la vapeur pendant son passage , et cette condensation est à-peu-près entièrement obviée par les précautions adoptées dans la pratique. ' Les autres causes n'ont pas d'effet sensible sur la pression. Donc , si ces causes

produisent définitivement une réduction dans l'effet théorique , ce ne peut être qu'en raison de leur action sur la vitesse.

Mais quand on veut calculer l'effet théorique dans cette méthode, on multiplie d'abord Faire du piston par la pression de la vapeur dans la chaudière , ce qui donne l'effort théorique ; puis ensuite on multiplie ce résultat , non par la vitesse théorique de la machine , que l'on ne connaît pas et que l'on ne cherche pas à calculer, mais par sa vitesse observée ou pratique. Donc toute réduction applicable à la vitesse théorique se trouve , par cela même , faite déjà dans le calcul , et ne peut y être introduite de nouveau.

Par conséquent, si, malgré l'usage qu'on a fait de la vitesse pratique dans le calcul , on est encore oblige de retrancher les § ou les \ du résultat obtenu , comme nous allons en voir des exemples , il faut que celte perte de f de l'effet total soit entièrement due au frottement , ce qui est évidemment impossible.

3*. Nous venons de voir que , pour passer de l'effet théorique à l'effet pratique dans les machines à haute pression , sans condensation , on emploie en général le coefficient 0.50 j mais il y a plus , cette réduction de moitié , toute considérable qu'elle est , n'est pas encore assez , dans un grand nombre de cas , pour mettre en harmonie ta effets pratiques avec les effets appelés théoriques.

En parcourant ms expériences sur les locomotives , on verra que , pour passer de l'effet utile théorique à l'effet utile pratique , la machine Star exigerait quelquefois le coefficient 0.58, la machine Testa le coefficient 0.45 , la machine Leeds lé coefficient 0.43 , la machine Fury le coefficient 0.27 , etc. (*) , et que ces circonstances se présentent plus ou moins toutes les fois que les machines tirent des charges légères. Ce sont des calculs dont nous donnerons des exemples un peu plus loin.

Ainsi , voilà des cas où il faudrait expliquer dans ces machines une perte de près des trois quarts de leur force totale.

Et cependant , dans les locomotives , les conduits de la vapeur ont une aire de £ , nu lieu de ,', de Faire du cylindre ; ils sont plonges dans la vapeur même de la chaudière , ce qui rend toute fuite impossible , et les cylindres sont en contact avec ta flamme du foyer , ce qui ne permet aucune condensation. Ainsi, il ne reste que le frottement et la liberté du cylindre pour expliquer l'énorme perte de 0.73 qu'elles subiraient. Or, ce frottement, mesuré par nous-mêmes, ne s*élève jamais , même avec les charges les plus considérables , au-delà de 0.15 ou 0.18 de ce qu'on nomme l'effet théorique , ainsi qu'on pourra le reconnaître plus loin , et la liberté du cylindre n'absorbe que 0.05 de la dépense totale de vapeur , ou de l'effet brut produit.

4°. Nous venons de voir que, pour les locomotives , le coefficient devrait , dans

{*) Star descendant une pente à vV» avec une charge de 59.8* tonnes ; Venta descendant une fMBte à tïVt avec 33.15 tonnes; Leed$ montant une pente h 5777 avec 33.13 tonnes ; Fury descendant une pente a ^h* a™ c £8.80 tonnes (p. £39 à 4*4 du Traité des Locomotives , 2<". édition).

certains cas, se réduire à 0.27. Mais dans d'autres cas , au contraire , on trouve que, pour la même machine , il devrait s'élever au-de-là de 0.80, comme on peut en trouver des exemples dans notre Traité des Locomotives , pour tous les cas où la machine tirait des charges considérables.

Par exemple , on trouvera que , pour passer de l'effet utile théorique à l'effet utile pratique , la machine Star exigerait quelquefois le coefficient 0.79, la machine Vesta le coefficient 0.79 , la machine Leeds le coefficient 0.88, la machine Fury le coefficient 0.89 (*). Ainsi, toute la perte, si péniblement expliquée précédemment , se trouve avoir disparu tout-à-coup , et Ton remarquera cependant que cette circonstance ne se présente que quand la charge des machines est très-considérable , c'est-à-dire quand leur frottement devient d'autant plus considérable aussi.

II est donc clair que ces différences inexplicables entre la théorie et les faits ne peuvent provenir que d'une erreur dans cette théorie elle-même, que les résultats qu'elle produit ne peuvent être considérés tout au plus que comme des approximations, et non comme susceptibles de faire connaître , d'une manière exacte et analytique , soit les effets , soit les proportions des machines.

S II. Formules proposées en outre , par divers auteurs , pour déterminer ta vitesse du piston sous une charge donnée , et preuves de leur insuffisance.

Nous avons dit que , dans la théorie précédente , la vitesse du piston sous une charge donnée n'avait pas été l'objet d'une recherche spéciale. Quelques essais avaient été entrepris à cet égard , mais par une route différente. On avait cherché à déduire la vitesse du piston de celle d'un gaz à la pression de la chaudière , qui s'écoulerait dans un gaz à la pression indiquée par la résistance de la charge contre le piston. Les formules que nous allons citer plus loin , quoique présentées sans discussion par leurs auteurs , ont évidemment été obtenues par ce moyen , comme l'indique assez leur forme comparée à celle des formules propres à l'écoulement des gaz.

Un tel mode de calcul ne peut conduire à aucun résultat exact , car il donne uniquement la plus grande vitesse que soit susceptible de prendre le gaz à la plus grande pression en s'écoulant dans l'autre gaz ; or, dans la réalité , il est clair que la vitesse sera bientôt limitée par la quantité de vapeur que peut fournir la chaudière par minute. Si cette production de vapeur suffit , par exemple , à remplir 300 fois le cylindre par minute , il y aura 200 coups de piston ; si elle suffit à le remplir 300 fois , il y aura 300 coups de piston j et, enfin , si l'on suppose que la production de vapeur soit assez considérable pour suffire à la vitesse ci-dessus,

( * ) Star montant une pente à j~ arec une charge de 190.27 tonnes ; Vesta montant nne pente A jï avec 33.15 tonnes ; Leeds montant une pente à ~ avec 55.15 tonnes ; Fury montant nne pente A ~ avec 56.16 tonnes. ( p. 459 a iU du Traité de$ Locomotive* , fr» éd. ).

qui est la phis grande possible pour des gaz ayant ces pressions respectives , alors cette vitesse s'établira , et non avant.

Les formules obtenues par ce moyen donneraient donc le maximum de vitesse possible et non la vitesse réelle. S'il en était autrement, il serait indifférent qu'âne machine eût une grande ou une petite chaudière , qu'elle produisit une énorme ou une trèspetite quantité de vapeur par minute , la vitesse serait toujours la même. Aussi , les calculs de ce genre ne se trouvent-ils d'accord avec aucun fait pratique.

D'ailleurs , à l'égard des formules qu'on pourrait tenter de déduire de considérations semblables à celles qui précèdent , il nous parait difficile qu'on puisse en obtenir des résultats certains ; car la théorie du mouvement des fluides suppose ee qu'on appelle le parallélisme des tranches ; pour la simplifier , on l'applique ordinairement en considérant l'orifice du passage comme infiniment petit ; le coefficient de correction qu'on y emploie est celui qne l'expérience a indiqué pour les liquides , ou pour des différences de pression peu considérables dans les gaz ; on ne peut y tenir compte, d'une manière précise, ni des réductions de diamètre , ni des coudes à angle droit , mais arrondis , qui ont lieu dans le tuyau de conduite de la vapeur ; on n'y peut non plus faire entrer avec certitude le frottement de la Tapeur à une grande vitesse , dans un tuyau étroit et d'une grande longueur. Enfin , on calcule le plus souvent dans la supposition d'un fluide semblable à l'eau , qui conserverait la même densité jusqu'à la sortie du tuyau , tandis que dans le tuyau de conduite de la vapeur , la pression varie considérablement dans toute son étendue , étant en équilibre , à chacun de ses bouts , avec la chaudière d'une part et avec le cylindre de l'autre. Ce calcul engage donc dans des difficultés en quelque sorte inextricables , sans compter qu'il suppose toujours la production de vapeur inépuisable dans la chaudière , motif qui suffit à lui seul pour en démontrer l'inefficacité.

Du reste , les recherches relatives à la question qui nous occupe se réduisent aux suivantes :

1°. Tredgold , dans son Traité des chemins de fer (p. 85 de l'édition anglaise), propose une formule , sans la fonder en aucune façon sur les raison ne mens ou sur les faits. Cette formule est :

-«°v/îr

V est la vitesse du piston en pieds par minute 9 / la course du piston , P la pression effective de la vapeur dans la chaudière , et W la résistance de la charge. Cette formule est destinée à faire connaître la vitesse du piston. Mais comme il n'y est fait aucune mention de la quantité de vapeur que fournit la chaudière par minute , il est clair qu'elle ne saurait donner la vitesse cherchée ; car , si elle pouvait être exacte 9 la surface de chauffe, ou la vaporisation de la chaudière, serait

totalement indifférente. Une machine n'irait pas plus vite avec une chaudière qui vaporiserait 1 pied cube d'eau par une minute, qu'avec une chaudière qui n'en vaporiserait que le { ou le &. Ainsi, cette formule est sans fondement.

8°. Wood , dans son Traité des chemins de fer (p. 351 de la seconde édition anglaise), propose aussi, et de même sans discussion , la formule suivante :

y est la vitesse du piston en pieds par minute , / la course du piston , W la résistance de la charge et P le surplus de la pression dans la chaudière , audelà de ce qu'il faut pour balancer la résistance W. Cette formule , ne contenant pas de terme pour représenter la force de vaporisation de la chaudière , se trouve , comme la précédente , démontrée inexacte à priori j et nous ne citons pas ces faits pour diminuer le mérite de ces auteurs , mais seulement pour établir l'état de la science dans l'ancienne théorie (*).

Nous ne connaissons pas d'autre essai fait pour arriver à la solution de ce problème , et Ton voit que ceux-ci ne sont nullement satisfesans*

Par conséquent , sur les trois problèmes fondamentaux que nous avons énoncés, deux ont reçu une solution inexacte au moyen des coefflciens , et le troisième n'en a reçu aucune.

§ III. Aperçu de la théorie proposée .

Nous avons jusqu'ici démontré qu'il n'existe aucune formule analytique , ou aucun moyen exact de calculer les effets des machines à vapeur, et, par conséquent, de déterminer les proportions qu'il convient de leui 1 donner pour en obtenir des effets voulus. On construit un grand nombre de machines , qui sont censées devoir satisfaire & des conditions exigées ; mais la vérité est qu'à moins qu'elles n'aient été calquées sur d'autres déjà établies , on n'en connaît les effets précis qu'en les soumettant à l'expérience après leur construction , c'est-à-dire quand il n'est plus temps d'appliquer le remède. Dans une machine qui est la plus puissante de toutes celles connues , et qui tend à devenir presque universelle , les erreurs ne peuvent être sans importance. Non seulement ces erreurs ont porté souvent préjudice à de grandes entreprises industrielles , et ont été l'occasion de débats entre les constructeurs et les acquéreurs des machines ; mais elles ont même compromis la vie d'un grand nombre de personnes , parce qu'il s'est trouvé que des bateaux à vapeur ,

(*) Depuis, dans la troisième édition du même ouvrage (Londres, 1838, p. 835 à 577), H. Wood a adopté entièrement la théorie développée dans notre Traité des Locomotives , sans indiquer , dans le corps du livre, la source d'où il a tiré cette théorie, mais en réparant ensuite cet oubli dans une note ajoutée exprès en tête de Tcuvrage.

ayant été reconnus dans l'impuissance d'accomplir la tâche à laquelle ils étaient destinés , les ingénieurs ou les machinistes qui les dirigeaient n ont trouvé dç remède au mal que de surcharger ou même de fixer tout-à-fait les soupapes de sûreté , et souvent de terribles explosions en ont été le résultat. La nécessité et Futilité de nouvelles recherches à cet égard ne sauraient donc être mises en doute*

Après avoir fait connaître l'état de la science , en ce qui concerne la théorie de la machine à vapeur, il nous reste à montrer sur quels principes nous établissons celle que nous avons à présenter.

Nous expliquerons d'abord cette théorie dans toute sa simplicité , en supposant que la vapeur conserve la même température pendant son action dans la machine , et en nous bornant aux machines à vapeur rotatives sans détente , qui sont les plus simples. Pour l'établir, nous nous fonderons uniquement sur la considération du mouvement uniforme auquel ces machines parviennent nécessairement au bout d'un très-court intervalle de temps. Ensuite, nous présenterons un grand nombre de preuves théoriques et pratiques , qui finiront d'établir l'exactitude de nos raisonne* mens. Puis enfin , dans un chapitre suivant , nous reprendrons la même théorie dans toute sa généralité , de manière à la rendre applicable à tous les système* de machines à vapeur , et en y tenant compte des circonstances négligées d'abord*.

On sait que , dans toute machine , l'effort du moteur étant d'abord supérieur à 1* résistance , il se produit un mouvement très-petit qui s'accélère pendant un certain temps , jusqu'à ce que la machine ait atteint une certaine vitesse , qu'elle ne dépasse plus , le moteur n'étant pas capable d'en soutenir une plus grande avec la masse qu'il a à mouvoir. Une fois la machine arrivée à ce point , ce qui n'exige qu'un temps très-court , la vitesse continue la même , et le mouvement se maintient uniforme pendant tout le reste du travail. Ce n'est qu'à partir de ce moment qu'on commence à calculer les effets des machines , et l'on néglige toujours le peu de minutes pendant lesquelles leur vitesse se règle ,. c'est-à-dire les effets transitoires qui se produisent depuis la vitesse zéro jusqu'à la vitesse uniforme.

Or, dans toute machine parvenue au mouvement uniforme , la puissance fait strie* tement équilibre à la résistance ; car si elle était plus grande ou plus petite , il y aurait accélération ou retardation de mouvement , ce qui n'a pas lieu. Dans une machine à vapeur , la force appliquée par le moteur n'est autre que la pression de la vapeur contre le piston ou dans le cylindre. Donc, cette pression dans le cylindre est strictement égale à la résistance que la charge exerce contre le piston.

Par conséquent , la vapeur , en passant de la chaudière dans le cylindre , change de pression et prend celle qui représente la résistance du piston. Ce principe explique à lui seul toute la théorie des machines à vapeur , et met leur jeu comme à découvert.

Il devient facile , en effet , de se rendre compte de ce qui se passe dans une machine à vapeur qu'on met en mouvement. La vapeur, étant d'abord enfermée dans la chaudière à un certain degré de pression , se précipite dans les tuyaux de conduite,

et de là dans le cylindre , aussitôt que le robinet de distribution ou régulateur est ouvert. En arrivant dans le cylindre , dont Taire est beaucoup plus grande que celle des tuyaux , cette vapeur se dilate d'abord en perdant proportionnellement de sa force élastique ; mais comme le piston est encore immobile, et que la vapeur continue d'arriver rapidement, l'équilibre de pression s'établit promptement entre les deux vases, et le piston , poussé par toute la force de la vapeur , commence à se mouvoir lentement. Le volant de la machine , son mécanisme entier et la résistance qui lui est appliquée , commencent donc à prendre une très-petite vitesse , qui s'accélère par degrés insensibles ; et si , à la fin dé la course du piston , on supprimait toutà-coup l'arrivée de la vapeur , le piston ne s'arrêterait pas pour cela instantanément. II serait entraîné quelque temps lui-même par l'effet de la vitesse qu'il a précédemment communiquée à la masse. D'après cet effet , il arrive qu'à la course suivante , la vapeur trouve le piston déjà lentement entraîné dans le sens rétrograde, au moment où elle lui imprime une nouvelle quantité de mouvement ; et celle-ci passe encore au volant et à la masse totale , où elle continue de s'accumuler. Ainsi, recevant à chaque course une nouvelle impulsion , le piston accélère peu à peu son mouvement , et finit par acquérir toute la vitesse que le moteur est capable de lui communiquer.

Pendant tout ce temps, la vapeur continue de se produire dans la chaudière avec la même vitesse , et d'arriver dans le cylindre ; mais à mesure que le piston acquiert un mouvement plus rapide et développe un plus grand volume devant la vapeur , cette dernière s'y dilate en prenant une pression plus petite. Donc , enfin , lorsque le piston a pris une vitesse capable de consommer , à sa pression réduite , toute la vapeur qui se forme dans la chaudière , la pression de la vapeur dans le cylindre devient égale à la résistance du piston , et le mouvement reste à l'état d'uniformité, comme on l'a dit plus haut.

Ainsi , nous avons, d'après ce qui précède , la pression que la vapeur exerce réellement contre le piston ; de sorte que si P 1 exprime cette pression par unité de surface, et que R représente la résistance de la charge contre le piston , supposée de même répartie par unité de surface et frottemens compris, la condition de l'uniformité du mouvement fournira d'abord la première équation de relation

Cette équation établit l'intensité de l'effort exercé par la puissance. S'il n'était question que d'un cas d équilibre , cette détermination suffirait ; mais , dans un cas fde mouvement, il faut , outre l'intensité de la force , considérer encore la vitesse «avec laquelle celte intensité est appliquée. Or , dans le cas dont il s'agit , il est évident que c'est la "vitesse de production de la vapeur dans la chaudière qui indique la vitesse avec laquelle la force ci-dessus est renouvelée ou appliquée. C'est donc à ce dernier élément de calcul que nous devons avoir recours pour obtenir , entre les données du problème , une seconde relation comprenant la vitesse du mouvement.

Cette relation nous sera fournie par la considération qu'il y a nécessairement égalité entre la quantité de vapeur produite et la quantité de vapeur dépensée , proposition qui est évidente d'elle-même. Si donc, nous continuons d'exprimer par S le volume d'eau vaporisé par unité de temps dans la chaudière et effectivement transmis au cy* lyndre , et par q le rapport du volume de la vapeur formée sous la pression P de la chaudière au volume de l'eau qui l'a produite , il est clair que T

sera le volume de vapeur formé par unité de temps et sous la pression P dans la chaudière. Cette vapeur passe dans le cylindre et elle y prend la pression P' ; mais si l'on suppose .que , dans cç mouvement , la vapeur conserve sa température, ce qui , pour les machines que nous considérons , ne change que fort peu les résultats . la vapeur , en passant de la pression P à la pression P' , augmentera de volume en raison inverse des pressions. Ainsi , transmis au cylindre, le volume q S de vapeur , fourni à chaque unité de temps par la chaudière , deviendra

D'un autre côté , v étant la vitesse du piston et a l'aire du cylindre , a v sera le volume de vapeur dépensé par le cylindre dans une unité de temps. Donc, en raison de l'égalité qui existe nécessairement entre la production et la dépense de vapeur , on aura la relation

qui est la seconde relation cherchée. Par conséquent, en éliminant P v entre ces deux équations , on aura pour la relation analytique définitive entre les diverses données du problème ,

çS P a R

Celte équation très-simple donne donc la vitesse que prendra le piston d'une machine sous une résistance donnée R. Si l'on suppose , au contraire , que la vitesse du mouvement soit connue , et que l'on veuille calculer la résistance que la machine pourra mouvoir à cette vitesse , il suffira de résoudre la même équation par rapport à R , et l'on aura

ai?

Enfin , si l'on suppose que la vitesse et la charge soient données à l'avance , et que Ton veuille connaître la vaporisation que doit avoir la chaudière pour que la charge

donnée soit mise en mouvement à ta vitesse fixée , il suffira encore de tirer de cette relation la valeur de S, qui sera

Nous bornerons ici nos déductions , parce que , comme nous l'avons dit , ces trois problèmes sont la base de tous ceux qu'on peut se proposer dans les machines , et qu'ils suffisent d'ailleurs pour pouvoir établir notre théorie et la comparer avec le mode de calcul en usage. Mais , en reprenant ces mêmes questions avec plus de détails dans la suite de cet ouvrage , nous donnerons aux équations leur entier développement , et nous traiterons alors de toutes les autres déterminations .accessoires qui se présentent dans les problèmes relatifs aux machines à vapeur.

On voit , d'après ce qui précède , que nous fondons toute notre théorie sur ces deux faits , qui sont incontestables : î\ que la machine étant arrivée au mouvement uniforme , il y a nécessairement équilibre entre la puissance et la résistance , c'està-dire entre la pression de la vapeur dans le cylindre , et la résistance contre le piston , ce qui fournit d'abord la première relation

et 2\ qu'il y a nécessairement aussi égalité entre la dépense et la production de Vapeur , ce qui fournit la seconde relation

aS P a P f

Et ces deux équations suffisent ensuite à la solution de tous les problèmes.

S IV. Nouvelles preuves de l'exactitude de cette théorie et de l'inexactitude de la

théorie ordinaire.

Gomme nous tirerons de l'examen des machines locomotives la plupart des considérations que nous allons présenter d'abord sur les deux théories, et que nous avons déjà cité , dans le même sens , quelques faits relatifs à leur travail , nous dirons avant tout , à l'égard de ces machines , que nous les regardons comme étant sans contredit plus propres que toutes les autres à faire connaître la vraie théorie du mouvement et de l'action de la vapeur. Les raisons de cette préférence sont : 1°. que ces machines sont d'une simplicité remarquable ; 2°. que la résistance qu'elles ont à mouvoir est d'une évaluation comparativement facile et susceptible d'une grande exactitude, puisqu'il s'agit simplement de peser le train qu'elles ont à conduire; tandis que , pour évaluer la résistance opposée aux machines stationnaires , il faut souvent des calculs très- variés et en même temps très-peu certains ; 3°. que le frottement des locomotives est connu d'après nos propres expériences, et avec un degré d'exactitude qui parait susceptible de confiance, puisque ce frottement a été déterminé par

plusieurs méthodes , qui sont devenues la vérification Tune de l'autre ; 4*. qu'il est facile d'observer une machine locomotive dans cent circonstances différentes les unes dès autres, en fesant à son gré varier la charge et la vitesse , ce qui peut se faire dans dès limites très-écartées ; tandis que , dans les machines stationnaires , il arrive le plu9 souvent que la résistance à mouvoir n'est pas susceptible de variation , d'où résulte qu'on n'y voit jamais agir la vapeur que d'une même manière, et qu'ainsi l'étude de ces maehines se réduit à-peu- près à l'étude d'un cas particulier. D'un autre côté , il est évident qu'une théorie , pour être exacte , doit être générale , et par conséquent comprendre les locomotives aussi bien que toutes les autres ma-

chines. Si donc un mode de calcul ne s'appliquait pas aux locomotives , il serait , par ce fait seul , démontré inexact.

Pour revenir à la théorie que nous avons exposée , on voit qu'elle repose principaiement sur ce que la vapeur peut bien se former dans la chaudière à une certaine

pression P , mais qu'en passant dans le cylindre elle prend une pression R , strictement déterminée par la résistance sur le piston , quelle que soit d'ailleurs la pression dans la chaudière ; de sorte que , selon l'intensité de cette résistance , la pression dans le cylindre, loin d'être égale à celle de la chaudière , ou d'en différer dans un rapport constant , comme on le croit , pourra quelquefois lui être tout-àfàit égale et quelquefois en différer considérablement. Ainsi , lorsque , dans la théorie ordinaire , on fait d'abord le calcul en supposant que la vapeur agit dans le cylindre à la pression de la chaudière , on commence par introduire dans ce calcul une erreur souvent très-considérable et indépendante de toutes les pertes réelles que peut éprouver la machine, puisque l'on considère comme appliquée une force souvent deux ou trois fois aussi grande que celle qui est appliquée réellement. Il n'est donc pas étonnant qu'on soit ensuite dans la nécessité d'employer un coefficient \ ou \ , qui fait paraître énormes les pertes censées éprouvées par la machine , tandis que Terreur réelle est dans le point de départ même du calcul.

Nous avonrf déjà prouvé ce mode d'action de la vapeur dans le cylindre, par 1b considération du mouvement uniforme ; mais en examinant ce qui se passe dans la machine , nous en trouvons à l'instant bien d'autres preuves :

1°. En effet , la vapeur , étant produite à un certain degré de pression dans [a chaudière , passe dans le tuyau de communication , et de là dans le cylindre ; elle s'y dilate d'abord , parce que l'aire de ce cylindre est de 10 à 28 fois celle du tuyau , et elle s'y élèverait promptement au même degré de pression que dans la chaudière , si le piston était immobile. Mais comme ce piston n'oppose au contraire qu'une certaine résistance , déterminée par la charge que meut la machine , 40 livres par pouce carré , par exemple , il obéira dès que la force élastique de la vapeur dans le cylindre aura atteint ce point. Un piston qui ne supporte qu'une résistance de 40 livres par pouce carré n'est autre chose qu'une soupape chargée de 40 livres par pouce carré. Si la communication entre la chaudière et le cylindre était

complètement libre et sans tuyau ou rétrécissement, de sorte que les deux vases n'en

formassent qu'un seul , le piston deviendrait une vraie soupape pour la chaudière ; et cette soupape cédant avant la soupape de sûreté , qui est chargée , par exemple , de 50 livres par pouce carré , la vapeur ne pourrait s'élever dans la chaudière au-delà de 40 lbs. par pouce carré. Comme la communication entre les deux vases n'est pas entièrement libre , le piston n'est pas une soupape pour la chaudière, mais il continue d'en être une pour le cylindre. Donc la pression dans ce cylindre ne pourra jamais excéder la résistance du piston.

2°. Une autre considération nous prouvera facilement encore que la pression de la vapeur dans le cylindre doit nécessairement être réglée , non par la pression dans la chaudière , mais par la pression de la résistance. En effet , s'il était vrai que la vapeur se dépensât dans le cylindre , soit à la pression de la chaudière , soit à toute autre pression qui fût à celle de la chaudière dans un rapport fixe quelconque , comme la quantité de vapeur élevée par minute dans la chaudière se dépenserait alors par le cylindre à une pression identique dans tous les cas et remplirait , par conséquent ., le cylindre un nombre fixe de fois par minute , il s'ensuivrait que tant que la machine travaillerait avec la même pression dans la chaudière , et les mêmes ouvertures ou passages de la vapeur , elle prendrait la même vitesse avec toutes les charges» Or, nous voyons précisément tout le contraire se produire, c'est-à-dire que plus la charge est petite , plus la vitesse de la machine devient grande.

L'effet qui se produit alors s'explique bien facilement , quand on veut se rendre compte de ce qui se passe réellement dans la machine. Si l'on suppose que la vaporisation , en fournissant , par exemple , 200 pieds cubes de vapeur par minute, à la pression de la chaudière , suffise à remplir 200 fois le cylindre , lorsque le piston est chargé de la résistance R ; une fois que cette résistance R sera remplacée par une résistance JR, la même masse de vapeur prenant dans le cylindre une pression moitié de ce qu'elle était avant , fournira par minute 400 cylindres pleins de vapeur, à la nouvelle pression. Donc, il est clair que la résistance \R sera mise en mouvement à une vitesse double de la résistance R : ce qu'on observe effectivement , quand , dans l'évaluation de cette résistance , on fait entrer toutes les résistances partielles et frottemens réellement opposés au mouvement de la machine.

3°. En appliquant le même raisonnement à l'inverse , on voit que , s'il était vrai que la pression du cylindre fût dans un rapport fixe à celle de la chaudière , ou si l'on veut , fut constante tant que celle de la chaudière ne varie pas , en calculant l'effort que peut exercer la machine , on le trouverait toujours le même , quelle que fût la vitesse du piston. Ainsi , à toute vitesse quelconque , la machine serait toujours capable de mouvoir la même charge. Or , ce résultat est encore démenti par l'expérience ; parce que , plus la vitesse du piston est grande , plus la pression de la vapeur baisse dans le cylindre; d'où résulte que la charge que peut mouvoir la machine diminue en même proportion.

4°. Il est aisé d'en produire encore une autre preuve non moins évidente : s'il était vrai que la vapeur se dépensât , par le cylindre , à une pression égale à celle de ' la ehaudière , ou qui fût à celle-ci dans un rapport fixe indiqué par un coefficient quelconque , puisqu'il faut toujours à une même locomotive le même nombre de tours de roue , ou le même nombre de coups de piston , pour parcourir la même distance, il s'ensuivrait que tant que ces machines travaillent à la même pression , elles devraient consommer dans tous les cas la même quantité d'eau pour la même distance. Or, la quantité d'eau dépensée, loin de rester constante , décroit , au contraire, avec la charge , comme on peut le voir dans les expériences que nous avons publiées sur ce sujet. Par exemple, la machine Atlas a dépensé 132 pieds cubes d'eau en tirant 195. S tonnes , et 95 pieds cubes seulement en tirant 127.6 tonnes (Traité des Locomotives, 2 e . édit. , p. 284 et 442). Puisqu'il y a eu même nombre de cylindres de vapeur dépensés dans les deux cas , il faut bien que la vapeur qui remplissait les premiers ait une densité différente de celle qui remplissait les seconds ; et l'on voit encore ici que , malgré l'égalité de pression dans la chaudière et d'ouverture de régulateur dans les deux cas , la densité de la vapeur dépensée a suivi l'intensité de la résistance , c'est-à-dire que la pression de la vapeur dans le cylindre a été réglée par cette résistance.

5°. Par le même motif qu'on vient d'expliquer , la consommation de combustible devant être proportionnelle à la vaporisation effectuée , il s'ensuivrait encore , si la théorie ordinaire était exacte , que la quantité de combustible consommée par une locomotive donnée , pour la même distance , serait toujours la même , quelle que fût sa charge. Or, nous trouvons encore, par l'expérience , que cette quantité de combustible diminue , au eontraire , avec la charge , conformément à l'explication que nous donnons des effets de la vapeur dans les machines (Traité des Locomotives, 2\ édit., p. 3S0).

6°. Il est clair encore que si la pression dans le cylindre était, comme on le croit , constante pour une pression donnée dans la chaudière , dès qu'on aurait reconnu qu'une machine peut tirer une certaine charge avec une certaine pression , et lui communiquer un mouvement uniforme , il s'ensuivrait que jamais cette machine ne pourrait tirer une charge moindre avec la même pression dans la chaudière , sans lui communiquer un mouvement indéfiniment accéléré ; puisque la puissance , s'étant trouvée égale à la résistance du premier cas , se trouverait nécessairement supérieure & la résistance du second. Or , l'expérience prouve que dans ce second cas , le mouvement n'en est pas moins uniforme , comme dans le premier; et la raison en est que la vapeur peut bien se former , dans la chaudière , à une pression plus ou moins élevée , ce qui importe peu , mais qu'en passant dans le cylindre, elle prend toujours la pression de la résistance ; d'où résulte que dans ce second cas , pas plus que dans le premier , la puissance n'est supérieure à la résistance , et qu'ainsi le mouvement doit rester uniforme.

20 «HAP1TBE PREMIER.

7°. Enfin* en parcourant nos expériences sur les locomotives , on y verra la même machine tirer quelquefois une charge très-faible avec une très-haute pressioç dans la chaudière ; et ensuite une charge très-forte , au contraire , avec une pression très-faible. Il est donc impossible d'admettre, comme le veut la théorie ordinaire, qu'il y ait un rapport fixe quelconque entre les deux pressions. Du reste , cet effet est bien facile à expliquer , car il tient simplement à ce que , dans les deux cas , la pression dans la chaudière était supérieure à la résistance sur le piston; et c'était tout ce qu'il fallait pour que la vapeur , produite à cette pression , ou à toute autre satisfesant seulement à la même condition , put , en passant dans le cylindre ., prendre la pression de la résistance.

On remarquera , du reste , que tous ces effets ne peuvent se produire dans une machine à vapeur locomotive , sans se produire également dans une machine £ vapeur stationnaire ; car , après tout , la vapeur n'en agit pas moins dans les cylindres exactement de la même manière , et il importe peu que , pendant l'action de cette vapeur , la machine change de place ou reste en repos , et que son propre poids forme , ou nef orme pas , une. partie de la charge imposée sur le piston. ,

Quant à l'opinion émise par quelques personnes , que la diminution excessive des passages de la vapeur dans les locomotives et l'augmentation de la vitesse du piston,, y produiraient des réductions d'effets qui n'ont pas lieu dans les machines stationnaires , c'est là certainement une erreur. En effet , dans les locomotives, les passages de la vapeur se font moyennement de £ de l'aire du cylindre , comme on peut le vérifier à l'égard des machines dont nous avons donné les dimensions dans notre Traité des Locomotives (2 e . édit. , p. 502) ; et chacun sait que, dans les machines à vapeur stationnaires , on ne donne aux passages de la vapeur que ~j de l'aire du cylindre» L'avantage , sous ce rapport , est donc en faveur des locomotives. Quant à la vitesse du piston , dans une locomotive qui parcourt de 15 à 20 milles anglais par heure, ou de 1320 à 1760 pieds par minute , le piston, dont la vitesse n'est que £ de celle de la roue, ne parcourt que 220 à 293 pieds par minute. En mesures françaises , dans une locomotive qui fait de 24 à 32 kilomètres par heure , la vitesse du piston n'est que de 67 à 89 mètres par minute. Or, on sait que les machines stationnaires marchent à des vitesses variant entre 150 et 300 pieds anglais par minute ; les vitesses des locomotives ne sont donc nullement hors des limites admises comme normales pour les machines stationnaires. Par conséquent , on n'y trouve , ni à l'égard des passages de la vapeur , ni à l'égard de la vitesse du piston , des différences sur lesquelles on pourrait se croire fondé à admettre une théorie différente pour les deux espèces de machines»

$ V. Expériences sur des machines stationnaires , qui confirment les observations

précédentes*

Nous venons de voir qu'il n'existe pas , entre les machines à vapeur locomotives et les machines & vapeur stationnaires , des différences qui donnent lieu de penser que la vapeur ne se conduirait pas dans les unes comme dans les autres; cependant , pour qu'il ne puisse rester aucun doute à cet égard , nous allons maintenant présenter les résultats des diverses expériences que nous avons entreprises à ce sujet , et qui prouveront que dans les machines stationnaires , tout aussi bien que dans les locomotives , il est impossible d'admettre , comme le veut l'ancienne théorie , qu'il y ait , soit égalké , soit proportionnalité quelconque , entre la pression de la vapeur dans la chaudière et la pression de la vapeur dans le cylindre.

Une machine i vapeur à haute pression , sans détente , employée à Brightoir , en Angleterre, à l'établissement publie de la distribution des eaux dans la ville 4St la première que notas avons soumise à l'expérience. Cette machine présente les dimensions et données suivantes : diamètre du cylindre ,16 pouces ; course du piston, 3 pieds ; pression effective ordinaire de la vapeur dans la chaudière, 40 livres par pouce carré; vitesse normale du piston , 60 courses ou 180 pieds par minute ; diamètre du tube à vapeur , 4.25 pouces. La machine peut mettre en jeu , soit 6 pompes d'épuisement , soit 3 pompes seulement ; nous nous sommes donc proposé de mettre à profit cette circonstance , pour examiner les conditions de son mouvement avec ces deux charges respectives.

i". Expérience. La machine manœuvre 6 pompes de 48 pouces de course , dont 3 de 8 pouces de diamètre et 3 de 8.5 pouces de diamètre; elle a travaillé pendant 6 heures minute , en vaporisant 143.285 pieds cubes d'eau, et a donné très-régulièrement , pendant ce temps, 56.11 coups de piston par minute. La pression effective moyenne de la vapeur dans la chaudière, ou plutôt dans le tube à vapeur près de l'entrée du cylindre , prise au manomètre à mercure , était de 39:79 livres par pouce carré (maximum ,41; minimum , 58.5 ).

2*. Expérience. La machine manœuvre 3 pompes de 8 pouces de diamètre ; elle a travaillé pendant 4 heures 50 minutes , en vaporisant 89.032 pieds cubes d'eau, et a donné 57.30 coups de piston par minute. La pression effective moyenne dans la chaudière était 40.42 Ibs. par pouce carré (maximum, 41.50; minimum, 40).

3 e . Expérience. La -machine manœuvre les trois mômes pompes ; on cherche quelle est la moindre pression avec laquelle elle puisse se maintenir en mouvement. La pression effective dans la chaudière étant réduite à 15.5 livres par pouce carré, la machine maintient une vitesse de 42 coups de piston par minute.

4°. Expérience, La machine marche à vide , fesant mouvoir seulement un arbre d'engrenage , mais sans pompes ; on cherche la moindre pression avec laquelle elle

peut se maintenir en mouvement. La pression effective dans la chaudière étant réduite à 3.5 livres par pouce carré, la machine maintient une vitesse de 22 coups de piston par minute.

Pendant la première de ces expériences , la machine a travaillé dans son état régulier , c'est-à-dire avec son gouverneur à force centrifuge et sa soupape à gorge réglés comme à l'ordinaire , quand elle manœuvre six pompes. Pendant la deuxième expérience , la machine a également travaillé dans son état normal , quand elle manœuvre trois pompes; il n'y avait donc absolument rien de changé aux circonstances habituelles du travail de la machine. Pendant les troisième et quatrième expériences , tout est resté réglé comme dans la deuxième expérience.

II résulte de la quatrième expérience que le frottement de la machine , avec son arbre d'engrenage et ses roues dentées , mais sans charge proprement dite , ne pouvait excéder 3.50 lbs. par pouce carré de la surface du piston , et la lenteur excessive du mouvement permet d'admettre que l'équilibre de pression avait le temps de s'établir entre la chaudière et le cylindre, de sorte qu'on peut , sans erreur sensible , regarder 3. KO lbs. par pouce carré comme représentant le frottement propre de la machine.

La troisième expérience démontre de même que la charge totale de la machine ^vec 3 pompes, et tout frottement compris, ne se montait au plus qu'à 15. S livres par pouce carré de la surface du piston , et en en retranchant le frottement de la machine 9 il s'ensuit que la charge et le frottement des trois pompes de 8 pouces «de diamètre s'élevaient à 12.0 livres par pouce carré.

Enfin , puisque la charge des 3 pompes de 8 pouces était représentée par une ^pression de 1 2 livres par pouce carré , il s'ensuit que le travail des trois pompes de 8.5 pouces de diamètre devait , en proportion des trois premières , exiger une pression de 1 3. 55 % livres par pouce carré du piston ; de sorte que le travail des 6 pompes ensemble , plus le frottement, formait une résistance totale de 12 -J- 13.55 j- 3.50 = 29.05 livres par pouce carré du piston à vapeur.

Donc les expériences présentaient les résultats suivans :

Exp. III. Pression effective dans la chaudière 15.50 J raDDort |

dans le cylindre (à très-peu près). . 15.50 I

Exp. II. Pression effective dans la chaudière 40.42 i rûpport q 38#

dans le cylindre ' . 15.50 f

Exp. I. Pression effective dans la chaudière 39.79 i ram)ort 75

dans le cylindre 39.05 (

La seconde machine que nous avons soumise à l'expérience est une machine du système d'Evans , c'est-à-dire à haute pression et à détente , qui était employée dans Je même établissement et qui servait au même usage que la première , toutefois au moyen d'engrenages différens. Elle présentait les dimensions et données suivantes : diamètre du cylindre , 16.5 pouces ; course du piston, 3 pieds ; portion de

la course parcourue avant la délente de la vapeur, 0.517 de la course totale; pression effective ordinaire de la vapeur dans la chaudière , 40 livres par pouce carré; vitesse normale du piston , 180 pieds par minute; diamètre du tube à vapeur, 4.50 pouces. Avec cette machine , les expériences ont donné les résultats qui suivent :

1". Expérience. La machine manœuvre 6 pompes de 18 pouces de course, dont 3 de 8 pouces et 3 de 8. S pouces de diamètre ; elle a travaillé pendant 6 heures 14 minutes, et a donné très-régulièrement 62.31 coups de piston par minute. La pression effective dans la chaudière a été de 40.0 livres par pouce carré , sans variation sensible.

2 e . Expérience. La machine met en jeu 3 pompes de 18 pouces de course et de 8 pouces de diamètre ; elle a travaillé pendant 4 heures 42 minutes , et a donné 66.10 coups de piston par minute. La pression effective moyenne dans la chaudière a été de 40.34 livres par pouce carré (maximum , 41.5; minimum, 40).

3*. Expérience. La machine manœuvre les trois mêmes pompes ; on cherche quelle est la moindre pression à laquelle elle puisse se maintenir en mouvement. La pression effective dans la chaudière étant de 16.3 livres par pouce carré , la machine maintient très-uniformément une vitesse de 40 coups de piston par minute. 4 e . Expérience. La machine marche à vide , ou seulement avec son arbre d'engrenage sans pompes. La pression effective dans la chaudière étant de 3.0 livres par pouce carré , la machine donne régulièrement 24 coups de piston par minute.

Pendant ces expériences , la soupape a gorge a été , comme à Tordinaire , dirigée par le gouverneur , sans intervention du machiniste , et dans son état tout-à-fait habituel pour les charges respectives de 6 pompes et de 3 pompes.

La quatrième expérience prouve que le frottement propre de la machine , avec son arbre et ses roues d'engrenage , exigeait , dans la vapeur et avant sa détente dans le cylindre , une pression de 3 livres , à très-peu près , par pouce carré de la surface du piston ; la troisième , que .la charge de la machine , avec 5 pompes , ne s'élevait pas au-delà de 16.3 livres par pouce carré sur le piston, avant détente; ce qui fait voir qu'avec 6 pompes , la charge ne pouvait excéder 29.48 Ibs. avant détente.

Cela posé , les expériences offraient les résultats suivans :

Exp. III. Pression effective dans Ja chaudière 16.50i

dans le cyl., avant détente, à très-peu près.. 16.50)

Exp. II. Pression effective dans la chaudière 40.34/

/F&pp, 0.41.

dans le cylindre , avant détente 16.50)

Exp. I. Pression effective dans la chaudière 40,00 j

dans le cylindre , avant détente 29.48 i

Ces expériences prouvent assez que toute supposition d'égalité ou même d'un rapport constant quelconque entre les deux pressions est nécessairement inexacte;

mars , pour qu'il ne puisse rester aucun doute à cet égard , nous en citerons encore quelques preuves tirées des machines de Corawall ou des tracés d'indicateur obtenus dans ces machines. On sait que cet instrument , inventé par Watt et formé d'un ressort comprimé par la vapeur , trace sur une carte mobile et au moyen d un crayon fixé à l'extrémité du ressort , une courbe qui indique la pression de la vapeur dans le cylindre , en chacun des points de la course du piston ; il est donc facile de comparer la pression de la vapeur dans le cylindre avec la pression qui existe au même instant dans la chaudière. Or, en examinant les tracés obtenus par ce moyen , on trouve une différence très-grande et très-variable entre les deux pressions , et Ton en aura la preuve en consultant ceux qui ont été relevés par M. Henwood , et consignés par lui dans les Transactions de F Institution des Ingénieurs civils de Londres, année 1841 • on y observera les rapprochemens suivans (*) :

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