PRESSION DE LA VAPEUR

dans le cylindre et dans la chaudière d'une machine.

Pour qu*un gaz, ou une vapeur, passe d'une capacilé dans une autre, il faut que la tension dans la seconde soit plus petite que dans la première; car si elle était la même dans les deux capacités, il n'y aurait aucune raison pour que le fluide placé entre elles se dirigeât d'un côté plutôt que de l'autre, donc :

La tension de la vapeur, dans le cylindre, est nécessairement inférieure à la tension dans la chaudière.

D'autre part, on sait, d'après les lois du mouvement des fluides cbstlquos dans les iovaux de conduite, nue la norlion de charge qéné-

PRESSION DANS LES CYLINDRES ET LES CHAUDIÈRES. iOl

Mailgré rexaciilude de ces principes, la pression de la vapeur dans le cylindre n'esl pas rigoureusemenl dépendante de la pression dans la chaudière, ni proporlionnellement variable avec celle-ci.

Dans toute machine, Taclion de la vapeur sur le piston, d abord supérieure aux résistances utiles et nuisibles qui s'opposent au mouvement de ce piston, commence par imprimer à l'appareil une vitesse progressivement croissante. Tout le travail que produit la vapeur, et qui n'est point directement absorbé par ces résistances, devient de la force vive ou du travail emmagasiné par Tinertie des pièces de la machine, et l'accélération ne cesse que lorsque le travail des mêmes résistances est devenu égal à celui de la puissance.

Le mouvement devient alors moyennement uniTorme, c'est-à-dire que le nombre de tours ou d'oscillations est toujours le même dans le même temps, quoique la vitesse, en chacun des instants qui constituent la durée d'im tour par exemple, puisse n'être pas constante; parce que la nature du mouvement de l'organe moteur et celle des organes qui surmontent les résistances ne sont jamais telles que cette égalité entre le travail moteur et le travail résistant puisse exister pour chaque mouvement infiniment petit. Il suffit, pour arriver à cette uniformité moyenne, que, pendant chaque période où les organes repassent par les mêmes positions ou se trouvent dans les mêmes conditions relativement à l'action de la puissance et des résistances, le travail total moteur soit égal au travail total résistant.

Si, pendant la durée de chacune de ces périodes égales, il y a des instants où le travail moteur l'emporte sur le travail résistant, la vitesse croitra, puis elle décroîtra dans d'autres instants où le travail résistant sera plus considérable que le travail moteur; mais ces accroissements et ces décroissements se compenseront exactement, et la vitesse à la fln de la période sera redevenue ce qu'elle était au commencement, pour que le même phénomène se reproduise indéfiniment. L'augmentation et la diminution de vitesse, pendant ces instants d'inégalité entre le travail moteur et le travail résistant, seront d'autant plus grandes que cette inégalité sera plus considérable et que la masse des pièces de l'appareil sera plus faible, et c'est pour les atténuer que l'on place sur la plupart des machines à mouvement de rotation, des pièces additionnelles très-lourdes, comme le volant.

L'intensité moyenne de toutes les résistances utiles et nuisibles qui s'opposent à la marche d'un piston dans une des périodes dont nous venons de parler, étant déterminée dans chaque machine qui fait un certain travail également déterminé, et cette intensité moyenne ne variant qu'entre des limites peu écartées suivant la vitesse avec laquelle ces résistances sont emportées, il en résulte que le piston s'avancera aussitôt que la pression de la vapeur sera devenue suffisante pour les vaincre et que le moindre excédant de cette dernière produira un accroissement de vitesse qui sera continué tant que l'excédant subsistera; puis la vitesse moyenne dans chaque période deviendra uniforme quand cet excédant aura disparu.

On voit, d'après cela, que la pression de la vapeur sur le piston dépend uniquement de la résistance moyenne que ce piston éprouve à son mouvement ou, comme on dit, de la charge de la machine, et sa vitesse se réglera d'après la quantité de vapeur que la chaudière pourra fournir au cylindre, à la tension nécessaire pour emporter cette charge.

Il en sera de même lorsque la vapeur travaillera à détente. La résistance moyenne que le piston éprouve pendant toute la course correspond à un certain travail résistant. D'un autre côté, la vapeur arrivant librement de la chaudière dans le cylindre pendant une partie déterminée de cette course, puis se détendant jusqu'à la fin, produit, à pression pleine et à détente, un travail qui varie avec la tension sous laquelle elle a commencé à agir sur le piston, et le nombre de tours ne devient constant, dans chaque minute par exemple, que lorsque la ten-

II faut cepeudaDt faire une observatiou importante sur les principes que nous venons d'exposer. Parmi les éléments de la résistance qu*un piston éprouve à se mouvoir pendant une course, se trouve la contrepression de la vapeur qui a servi à la course précédente, et comme celle vapeur doit être chassée par un oriOce déterminé dans Tatmosphère ou dans un condenseur, il esl évident que le piston devra exercer sur elle une pression d'autant plus grande qu'il se mouvra plus vite ou que le cylindre devra être évacué plus promplement. Il résulte de là que si Ton veut considérer la contre-pression du piston comme un élément de la charge de la machine, les principes ci-dessus sont rigoureusement vrais; mais que si Ton considère la charge indépendamment de la contre-pression, ou tout au moins comme ne comprenant que la contre-pression correspondante à une certaine vitesse de piston, il sera plus exact de dire que la tension de la vapeur dans le cylindre dépend de la charge et de la vitesse du piston.

On ne peut donc, dans aucune machine, maintenir la vapeur dans le cylindre à une tension supérieure à celle qui correspond à la charge entière du piston; celui-ci constitue, pour la capacité qui le renferme, une espèce de soupape de sûreté qui fuit sous l'action de la pression quand celle-ci a atteint sa limite, et présente à la nouvelle vapeur qui arrive un espace toujours proportionné au volume de cette vapeur; de sorte que lorsqu'on met le cylindre d'une machine quelconque faisant an certain travail en communication avec une chaudière pouvant fournir une quantité de vapeur quelconque, à une tension quelconque, la vapeur commence par prendre dans le cylindre la tension correspondante à la charge du piston, puis la vitesse de la machine se règle d'elle-même de manière que le cylindre consomme toute la vapeur que la chaudière peut lui fournir à cette tension.

Quant à la tension sous laquelle cette vapeur sera produite dans la chaudière, tension toujours supérieure à celle qui existe dans le cylindre, comme nous l'avons vu ci-dessus^ elle dépendra de la longueur du tuyau de communication, de $on diamètre, du plus ou moins d'étranglements que l'on aura créés sur le passage de la vapeur et de quelques autres causes de perte de charge ; de sorte que la tension dans le cylindre étant limitée nécessairement, la machine pourra fonctionner régulièrement avec de la vapeur que l'on produira dans la

chaudière à une tension tout à fait arbitraire, pourvu qu'elle soit supérieure à celle qui existe dans le cylindre.

Il est encore Tacile de comprendre, d'après ce qui précède, que si le piston d'une machine emporte sa charge avec une vitesse déterminée par la grandeur de cette charge et par la quantité de vapeur que produit la chaudière, la différence de tension entre le cylindre et cette chaudière sera d abord exactement celle qui est nécessaire pour qu'il s'écoule d'une capacité dans l'autre la totalité de la vapeur produite. Si on augmente alors la production de vapeur, le cylindre n'en pourra recevoir que la même quantité qu'il recevait précédemment sous la différence de tension déterminée ; de sorte que, dans ce cas, la tension tendra à croitre dans la chaudière, et les soupapes de sûreté se soulèveront si elles ne sont chargées que du poids nécessaire pour supporter la tension primitive. A partir de ce moment, il se formera un nouvel état normal dans lequel la machine fonctionnera comme précédemment, et la chaudière perdra, par les soupapes de sûreté, la quantité de vapeur qu'elle produit en excès.

C'est M. de Pambour qui a, le premier, appelé l'attention des mécaniciens sur cette limitation nécessaire de la tension dans les cylindres, quelle que soit la puissance de la source de production de vapeur.