IV.. i
On voit d'abord, par ce tableau, que, dans une suite d'expériences aussi longues et aussi différentes sous le rapport de la détente de la vapeur, il y a un accord très-remarquable des résultats du calcul avec les faits.
Ensuite, si Ton suppose la machine réglée à diverses autres détentes, et que, pour chacune de ces détentes, on adopte le contre-poids, la clôture de la soupape d'équilibre et la charge du piston le plus favorables à l'effet utile de la machine, la vaporisation et la consommation de combustible étant d'ailleurs prises à la moyenne des expériences précédentes, savoir, S = 0.66846 pieds cubes d'eau et N = 4.401 livres de houille par minute, et la pression absolue dans la chaudière étant prise à 50 livres par pouce carré, ou P = 50 X par 144 lbs par pied carré, on formera le tableau suivant :
Effets cfe la machine avec diverses détentes et avec le contre-poids, la clôture de la soupape d'équilibre et la charge du piston, le plus favorables pour chacune de
ces détentes respectives.
Maximum d'effet utile.
JL = 29.82 . . . 23.83 . . . 45.85
il = 0.78 . . . 0.74 . . . 0.62
ar 1 =131,636 . . . 99,076 . . . 60,890
Maximum d'effet utile»
E. u.ch. ..♦♦.. = 152
E. u. 1 lb. co. . . . = 1,143,150
Q. co. pr. 1 ch. . . = 0.029 Q. e. pr. 1 ch. • . . = 0.00437 E.u.ch.pr. llb.co. = 34.64 E.u.ch.pr.lp.e.. = 229
En examinant ces résultats, et observant d'ailleurs que, dans l'expérience V,
avec une détente -j-= 0.313 , un contre-poids de 11.037 livres par pouce carré
et une charge de 11.09 Ibs. par pouce carré de la surface du piston, la machine a pris une vitesse de 69.87 pieds par minute, ce qui lui donne un effet utile de
3,889,500 livres élevées à 1 pied par minute,
on verra, 1°. que si Ton veut s'en tenir à la détente y = 0.30 , pour ne pas
rendre le mouvement trop irrégulier, on peut porter l'effet utile de la machine à 5,031,000 lbs, en lui donnant un contre-poids de 29.82 lbs et une charge de 26.22 livres par pouce carré du piston; 2°. que si, au contraire, on ne craint pas de changer la détente , mais qu'on veuille conserver à peu près la même vitesse du piston, on peut obtenir de la machine un effet utile de 5,789,600 lbs,
en adoptant une détente — = 0.20, un contre-poids de 23.83 lbs et une charge
de 19.74 lbs par pouce carré du piston ; 3°. enfin, que si Ton n'est astreint qu'à
conserver à peu près la même charge , on peut porter l'effet utile de la machine
/t à 6,727,000 lbs, en adoptant une détente -t-= 0.10 et un contre-poids de 15.85
lbs avec la charge de 12.13 livres par pouce carré de la surface du piston.
Ces résultats montrent l'usage qu'on peut faire des formules. On voit qu'elles servent à reconnaître , sans recourir à l'expérience , quelles sont les combinaisons les plus avantageuses à l'effet utile de la machine; et, par conséquent, en adoptant , parmi ces combinaisons , celles qui sont admissibles dans la pratique en général , ou celles qui peuvent convenir au cas spécial dont on s'occupe , on aura le moyen, sinon de parvenir au maximum absolu d'effet utile de la machine, ce qui n'est pas possible, du moins de s'en approcher autant que les conditions du travail le permettront.
Pour rapporter les mêmes formules aux mesures françaises , il faut y prendre , pour les constantes , les valeurs suivantes :
Constantes du volume spécifique de la vapeur,
Pression dans la chaudière , variable dans les différentes machines , mais le plus ordinairement entre 3.5439 et 5.6222 kilogrammes par centimètre carré; ce qui donne P=35139 ou 56222 kilogrammes par mètre carré.
Pression de condensation dans le cylindre , variable selon la perfection des machines , mais dans les bonnes machines, 0.0527 kilogramme par centimètre carré , ou p = 527 kilogrammes par mètre carré.
Frottement de la machine sans charge, dans la course descendante, en y comprenant le travail de la pompe d'air et de la pompe d'eau froide , et en représentant par d le dia-
mètre du cylindre exprimé en pieds , p = — -j— kilogrammes par mètre carré ; et dans la
course montante , y compris le travail de la pompe d'eau chaude ou d'alimentation ,
pi — - kilogrammes par mètre carré de la surface, du piston; cette évaluation des
frottemens comprenant toutefois la résistance de l'eau et des plongeurs dans la pompe d'épuisement.
Frottement additionnel de la machine dû à la charge, 0.07 du poids de cette charge , ou * = 0.07.
Vaporisation effective égale à la vaporisation brute de la chaudière , l'eau entraînée à l'état liquide avec la vapeur se vaporisant pendant la course, par l'effet de la chaleur communiquée au cylindre par son enveloppe.
En substituant dans les équations les valeurs de m et n , et laissant les autres substitutions à faire , selon les machines considérées , on obtient les formules numériques suivantes.
Formules pratiques pour les machines de Cornwall à simple action
( mesures françaises ).
CAS D'UNE CHARGE OU D'UNE VITESSE QUELCONQUES , AVEC UNE CLÔTURE DE LA SOUPAPE'
d'équilibre et une détente ou un contre-poids quelconques.
a Ttc (lf t)r f 1200fpfrf (lf*)/ 1 " '
* Vitesse du piston , en mètres , par minute.
~ = «MWfl»±-^[^
Charge utile du piston , en kilogrammes.
ao r*c (i-M)rtl200fpt/"t(<f*)r
20,000,000 /+2c A'- (lf*)*"
Vaporisation effective , eu mètres cubes d'eau, par minute.
E. u. = arv Effet utile , en kilogrammes élevés à
1 mètre , par minute.
arv
E. u. ch. = -^tt: Effet utile , en chevaux.
4DUU
EtU.lk.co. = — Effet utile de 1 kilogramme de com-
N bustible , en kilogrammes élevés
à un mètre.
E.u. Im.e. = ^- Effet utile de 4 mitre cube d'eau
s vaporisé , en kilogrammes élevés
à 1 mètre.
Q. co. pr. 1 ch. = <fô00N Quantité de combustible ,
arv grammes , qui produit l'<
en kiloeffet d'un cheval.
Q «.pr.lch. « — — -. Quantité d'eau, en mètres cubes, qui
arv produit l'effet d'un cheval.
E.u.ch.pr.ik.co. = toshv Effet utile, en chevaux, produit par
* 5W ^ kilogramme de combustible.
arv
.fi.u.ch.pr.lm.e. = m Effet utile, en chevaux, produit par
é0W 5 mètre cube d'eau vaporisé.
CAS DU MAXIMUM D'EFFET UTILE , AVEC UNE CLÔTURE DE LA SOUPAPE D'ÉQUILIBRE ET UNE
DÉTENTE OU UN CONTRE-POIDS QUELCONQUES
v* = 20,000,000 y^ - 1^ — ' icmn 1 , D - Vitesse du maximum d'effet utile ,
rtc r + c a 1200 + P en mètres , par minute.
^«•^f-^-*")(4«0 + P)-ï^7[t«»fpfrf(lt')r].
Charge du maximum d'effet utile, en kilogrammes.
s = ' ôn^nnn • tttt • ^ ( 1200 + P ). Vaporisation effective , en mètres
2U,UUU,UUU l + 2c l CII w d'eau . nar minute.
E. u. max. = arV Effet utile maximum , en kilogrammes élevés à 1 mètre , par minute.
CLÔTURE DE LA SOUPAPE d'ÉQUILIRRE QUI PRODUIT LE MAXIMUM D'EFFET UTILE , AVEC UNE
DÉTENTE OU UN CONTRE -POIDS QUELCONQUES
f-r + c r i i iaoo+p*r+(*f*)r
°* c "~lt* l + i'rfc' 1200 + P
Condition qui fixe la clôture la plus favorable de la soupape d'équilibre , ou la valeur de y .
DÉTBNTE , OU CONTRE-POIDS , QUI PRODUISENT LE MAXIMUM ABSOLU D'EFFET UTILE.
L = im * p *£*}*** )r Détente qui produit le maximum
l 1200 t P oKcnln A'attrt »tîh»
absolu d'effet utile.
r ±± je ( 1200 + P) - ( 1200 1 v t D
tr
Contre-poids correspondant , en kilogrammes, par mètre carré de la surface du piston.
Si l'on veut soumettre au calcul la machine de ce système établie à Old-ford , & Londres , pour la distribution publique des eaux , et dont nous avons donné plus haut le calcul en mesures anglaises , on aura d'abord , pour les dimensions de la machine, les données suivantes :
Diamètre du cylindre, 3.032 mètres; ou surface du piston, tige déduite, a= 3.2582
mètres carrés.
Course du piston, 1= 3.048 mètres.
liberté du cylindre, 0.05 de la course totale, ou -y = 0.05
Portion de la course descendante parcourue avant la détente, dans les cinq expériences successives :
Exp. I. . . . . y = 0.603
