DBS APPAREILS DYNAMO MÉTRIQUES

diminution de vitesse, il faudrait reconnaître que cet instrument serait bien peu satisfaisant, puisqu'il réduirait l'effet utile de la machine à moitié de ce qu'il était auparavant, tout en lui conservant cependant la même dépense de combustible. Mais nous n'insistons pas sur ce point, car il faudrait connaître bien peu Faction réelle des divers appareils qui composent la machine à vapeur, pour n'avoir pas aperçu l'influence de la cataracte sur la vaporisation de la chaudière.

$ IX. Des appareils propres à mesurer les effets des machines, ou du compteur, du frein dynamométrique , de Vindicateur de Watt et de l'indicateur permanent.

Enfin , après avoir décrit les différens appareils qui concourent à la construction ou à l'effet des machines à vapeur, il nous reste à dire quelques mots de ceux qui, sans faire précisément partie de ces machines , servent néanmoins à en constater les effets.

Le compteur est un instrument d'horlogerie qui sert à enregistrer le nombre des coups de piston donnés par la machine entre deux observations successives. 11 consiste en une boite fermée , fixée sur le grand balancier de la machine et oscillant avec lui. Dans cette boite est placé un pendule court et pesant, qui n'est pas suspendu verticalement, comme celui d'une horloge ordinaire, mais qui est placé horizontalement, dans une direction perpendiculaire à celle du grand balancier. L'extrémité mobile de ce pendule repose sur une barre polie parallèle au balancier de la machine ; et , chaque fois que celui-ci penche d'un côté , le poids du pendule le fait glisser sur sa barre de support, et il vient tomber du côté correspondant de cette barre. Quand» ensuite , le grand balancier se relève et penche du côté opposé , le pendule glisse de nouveau sur la barre de support et retourne à l'autre extrémité de cette barre. À chaque oscillation complète du grand balancier, le pendule exécute donc de son côté une oscillation complète et revient à son point de départ original. En outre, dans la boite du compteur, sont placées plusieurs roues dentées, garnies chacune d'un pignon qui engrène dans la roue suivante. Le nombre de dents des roues et des pignons est tel que chaque roue successive va dix fois moins vite que la précédente; de sorte que, tandis que la première roue fait un tour, la deuxième ne fait que ^ de tour, la troisième i4ô de tour, et ainsi de suite. Enfin, chaque roue porte une aiguille et un cadran divisé en dix parties, et à chaque oscillation complète du grand balancier , la première de ces roues avance d'une dent , par l'effet du pendule.

On conçoit facilement que cet appareil doit enregistrer exactement le nombre des oscillations complètes du grand balancier; car, si ce nombre est moindre que 10, il se trouvera inscrit sur le premier cadran , et les autres n'auront pas encore parcouru une de leurs divisions tout entière. Si ce nombre excède dix , la première roue aura fait une révolution , et au delà; de sorte que l'aiguille de la deuxième roue aura parcouru une des divisions de son cercle, qui indiquera, par conséquent, les dizaines, tandis

\bff chapitre Titoisnhn?»

que le premier cadran continuera d'indiquer les unités. Si le nombre des oscillations dépasse cent , la deuxième roue ayant exécuté une révolution entière , et au-delà , l'ai* guille de la troisième roue aura parcouru une des divisions de son cadran , qui fera connaître les centaines , et ainsi de suite. Par conséquent , enfin, en relevant succès* sivement tous les chiffres marqués par les cadrans successifs , on formera , sans aucune peine , le nombre définitif des oscillations complètes du balancier pendant le temps écoulé entre les observations. Sept ou huit cadrans successifs suffisent pour enregistrer le travail ordinaire de la plupart des machines pendant l'intervalle d'une

année.

La boite du compteur est d'ailleurs fermée sous plusieurs clefs , confiées aux diverses personnes intéressées à le consulter , et les écrous qui la fixent au balancier sont renfermés dans la boite, de sorte qu'on ne peut la détacher sans l'ouvrir. Quelquefois le compteur n'est pas fixé sur le grand balancier de la machine; mais il est joint à celui-ci par une tringle qui produit les oscillations du pendule.

Le frein dynamométrique est du à M. le baron de Prony. Il sert à reconnaître l'effort exercé par la machine, pendant son action. Cet appareil est représenté dans les' fig. 64 et 65 , pi. IX. Il consiste en un collier ou manchon en fonte aa , exactement centré sur Farbre de la machine , et tournant avec lui. Ce collier est serré , au moyen d'une chaîne tirée par des écrous d, d, contre une semelle de bois dur e, fixée sur un levier de bois de sapin / , au bout duquel est suspendu un plateau de balance. En fesant travailler la machine sans aucune charge, mais serrant suffisamment les écrous d , d, on peut remplacer la charge par un frottement équivalent , ce qu'on reconnaît quand ce frottement a réduit la machine à faire le même nombre de tours par minute qu'avec sa charge ordinaire. Alors , en plaçant dans le plateau des poids capables de maintenir le levier horizontal , ou de tenir en équilibre le frottement du collier , ces poids indiquent l'effort exercé par la machine en marchant à la vitesse fixée.

Pour fixer le collier sur l'arbre de la machine , on forme d'abord autour de celui-ci une enveloppe cylindrique en bois m , solidement assujettie par des frettes , puis on y place le collier , qui est , à cet effet , composé de deux moitiés que l'on réunit au moyeu des écrous b $ b. De longues vis de rappel c 9 c, qui traversent des oreilles creusées en forme d'écrous et fixées au collier, permettent de le centrer exactement sur Farbre; et, ensuite, il est calé, dans les intervalles des vis, avec des coins doubles , c'est-à-dire avec des coins enfoncés simultanément deux par deux , en sens contraire l'un de l'autre, de manière que la surface supérieure des deux coins reste bien parallèle à Taxe. Par ce moyen , le collier , qui est d'ailleurs soigneusement tourné en-dehors , présente une surface cylindrique exactement concentrique avec l'arbre de la machine. La semelle e, qui est destinée à produire le frottement , est assujettie au levier par des entailles , et elle est percée , ainsi que le levier , de plusieurs trous pour laisser passer l'huile nécessaire au graissage du collier. La chaîne, ou bande articulée, qui embrasse ce collier, est composée de mailles plates , formées de pièces de tôle réunies & charnière ; ses estré-

DES APPAREILS DTNÀMOMÉTRIQUES. 141!

mités sont attachées à deux boulons taraudés , qui traversent la barre du levier , et on la serre à volonté par les écrous d , d , qui sont garnis de rosettes , et qu'on manœuvre à la main , au moyen d'une clef. Enfin , comme le levier serait exposé à être enlevé par la rotation de l'arbre , si les écrous étaient trop serrés , ou à retomber , au contraire , si les écrous étaient trop libres , on place un peu au-dessus une traverse de bois bien assujettie , et un peu au-dessous un chevalet , qui limitent ainsi ses oscillations.

Une fois l'appareil monté , en plaçant d'abord , dans le plateau de balance , le poids probable qui représente 1 effort exercé par la machine , puis manœuvrant avec précaution les écrous de la chaîne de pression , jusqu'à ce que le levier soit maintenu horizontal , ou du moins n'éprouve que de légères oscillations entre ses points d'arrêt , on fera prendre à la machine une certaine vitesse. Si cette vitesse est plus considérable ou plus faible que celle à laquelle on veut mesurer l'effort exercé , on ajoutera de nouveaux poids dans le plateau, ou bien on en retirera ; et, quand on sera arrivé à voir la vitesse oa le nombre de tours voulus par minute, on fera le relevé des poids qui agissent sur le plateau, et ils donneront l'effort cherché. En effet, puisque le frottement de Ta semelle produit dans la machine fa même vitesse régulière que sa charge normale , 9 s'ensuit que ce frottement est équivalent à cette charge. Mais , d'un autre côté , le poids P fait équilibre au frottement de la semelle, puisque si ce dernier était plus considérable , il enlèverait Te poids , et s'il était plus faible, au contraire, il serait surmonté par lui, et le levier cesserait de se soutenir sans tomber. Donc , enfin , le poids P représente l'effort exercé par la machine i la vitesse voulue; il faut seulement avoir égard à deux conditions. La première , c'est* que la vitesse de la machine, pendant l'expérience, ne doit pas être une vitesse accidentelle résultant des quantités de mouvement antérieurement communiquées aux masses, mais qu'elle doit être constante , comme celle acquise par la machine en faisant mouvoir sa charge, sans quoi on ne pourrait en conclure l'égalité des deux efforts r ainsi, il faudra s'assurer que la vitesse ne varie pas sensiblement pendant les observations. La seeonde, c'est que le poids P doit comprendre, non seulement les poids placés dans le plateau , mais encore ce plateau lui-même , ainsi que IVffort exercé par la pesanteur sur le levier, a» point n; et pour connaître ce dernier poids, on pourra enlever le levier au moyen d'un peson ordinaire attaché au crochet du plateau.

On aura done ainsi l'effort exercé par la machine sur le point n. D'un autre côté,, on sait que les efforts exercés par une machine sur les divers points où s'étend soa action sont en raison inverse de la vitesse que tendent à prendre ces pointa dans* le mouvement. On en conclura done facilement l'effort exercé en tout autre point qu'on voudra. Ainsi, en nommant Y la vitesse que tend à prendre le point n, en raison de sa distance à l'axe , et v la vitesse de la charge habituelle de la machine , om voit que Feffbrf eiffrcê par la machine, pour mouvoir cette charge, aura pour expression

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Enfin , comme l'effet utile d'une machine , dans l'unité de temps , est égal à l'effort utile qu'elle exerce , multiplié par la vitesse du point d'application de cet effort , l'effet utile de la machine aura nécessairement pour expression

?ÏXt> = PV.

Par exemple , si le poids total du plateau s'élève à 300 livres anglaises , la vitesse du mouvement à 30 tours de l'arbre par minute , et le rayon sn ou R à 10 pieds , la vitesse V aura pour valeur

V = 30 X 3.1*16 X 2 X 10 = 188S pieds par minute , et l'effet utile de la machine sera

PV . 300 X 1885 = 565,500 livres élevées à 1 pied par minute.

En même temps , si la vitesse du point d'application de la charge de la machine £St de 200 pieds par minute, l'effort utile exercé pour mouvoir cette charge sera

PV 565 500

— — — —r- = 2827.8 livres anglaises.

r Qn voit donc que l'appareil donnera , sans la moindre difficulté , soit l'effort utile exercé par la machine pour mouvoir sa charge, à la vitesse fixée , soit l'effet utile iproduit par la machine à la même vitesse.

Le frein dynamométrique , dont nous venons de parler, est très-commode pour ^mesurer l'effet utile des machines à vapeur de petites ou de moyennes dimensions ; mais, pour celles dont les dimensions sont très-considérables, son usage présente de grandes difficultés , à cause du frottement énorme qu'il faudrait produire , pour faire équilibre à l'effort exercé par le piston. C'est pourquoi l'on doit alors recourir à d'autres instrumens.

L'indicateur de Watt^ décrit précédemment , fait connaître, ainsi que nous l'avons expliqué , la pression effective moyenne exercée par la vapeur sur le piston de la machine pendant la durée d'une course. Comme cette pression n'est autre chose que l'effort exercé par le piston , il s'ensuit que l'instrument donne l'effort moyen appliqué par le piston pendant la course ; ainsi , en multipliant cet effort par la longueur de la course, le produit sera la quantité de travail exécutée pendant Cette course, et, en multipliant ensuite par le nombre des courses dans une minute, le résultat sera définitivement le travail produit par le piston de la machine par minute.

Par exemple , si la pression effective moyenne de la vapeur sur le piston a été reconnue de 18 livres par pouce carré, et si en même temps la surface du piston