DÉTENTE DANS LES MACHINES A DEUX CYLINDRES. ET A CONDENSATION

Daos le petit cylindre de ces machioes, sauf le cas très-rare où Ton y opère déjà une certaine détente, la vapeur conserve une pression à peu près uniforme dans la partie qui est en communication avec la chaudière, et lorsque les conduits sont assez laides et que la résistance qu éprouve le piston à se mouvoir est suffisante, cette pression est trèsapproximativement égale à celle de la chaudière , comme on peut le voir par le tableau des expériences de M. Him.

D'autre pari, lorsque te piston commence une course ^ par exemple

sont suffisamment garanties du refroidissement extérieur; aussi, comme nous le verrons plus loin, il ne se produit que peu ou point de condensation quand de la vapeur nouvelle arrive dans ce cylindre.

Le grand cylindre, au contraire^ qui ne reçoit jamais la vapeur venant directement de la chaudière, ne peut s'échauffer qu*aux dépens de la vapeur qu'il reçoit du petit. Lors de la mise en train et pendant un temps plus ou moins long, la vapeur qui passe dans ce cylindre s*y condense en partie jusqu'à ce que la température des parois atteigne sa limite maxima, et, à partir de cet instant, l'expansion doit s'y produire, à peu près, suivant sa loi naturelle, légèrement modifiée en sens contraire, d'une part, par la chaleur que produit le frottement du piston et, d'autre part, par les pertes de chaleur à travers les parois. Nous avons vu que, dans ces conditions, il se produisait une condensation énergique à l'instant où la communication entre les deux cylindres s'ouvrait et que, pendant tout le reste de la course, les tensions n'atteignaient jamais la limite correspondante à la loi qui lie les tensions aux températures dans les vapeurs saturées.

Si on observe encore que dans la brusque délente qui s'opère dans le grand cylindre au commencement de la course, il n'y a point de travail produit, on reconnaîtra que le travail théorique de la vapeur dans les machines de celte espèce, est loin d'élre égal à celui qui serait calculé à priori par la formule de M. de Panibour et que, à défaut d'une autre formule donnant directement des résultats plus rapprochés de ceux de la pratique, il faut au moins retrancher quelque chose au travail obtenu à laide de cette formule.

En admettant comme point de départ de celte correction, au moins jusqu'à informations plus complètes, les expériences de M. Hirn sur l'effet des enveloppes de vapeur, et la valeur moyenne des frottements dans les machines sur laquelle nous reviendrons plus tard, nous pensons que pour avoir d'une manière un peu approchée le travail théorique transmis aux deux pistons dans les machines de cette espèce, ou ne peut guère retrancher moins de IS à 20 p. c. aux résultats trouvés par la formule de M. de Pambour.

Nous admettrons donc que : Dans les machines à deux cylindres, à détente jusqu'à quatre ou cinq fois le volume primitif de la vapeur et à condensation, le travail absolu d'une course peut être déterminé

iH(f

par lu ftfrmulu (K, pageiO^i), en retranchant 15 a 20 p. c. au travail ohtmu à l'aide de cette formule^ même lorsque les cylindres sont rfifvuvertâ d'une enveloppe peu conductrice de la chaleur.

Ii0rn(\m^ kn ayliiidro» sonl rcvélus d'une chemise de vapeur qui fiiiiriill do In chaleur perdant la détente et supprime ou, au moins, dlinlnui^ ronHldi^rahlemont la condensation, la tension décroit moins riipiduHHMit, ot nouN avons vu que, inférieure à ce qu'elle eût été en suivant lu loi do M. de Pamhour^ nu commencement de la course, elle ddvrnalt MUpcWlauro à la lin. En admettant qu'il y ait approximativemt^Mt (MunpcuAUtion entre ces deux écarts, comme M. Hirn Ta constaté, la fornnilt^ (K) pourrait iHre appliquée sans modification à ce genre de machina,

Uono, ihHS le» machines à deux cylindres, à détente jusqu'à quatre tiN iinq f^^ie h tn^ume primitif de la tapeur, à condensation H doni lt% t^Und^te MiHl %^K4his d'une chemise de vapeur, le irenml abwlm ^ue k ^^mpeur U'iiHsmet aux pistons en une course peui éire évalmé npp^'^^imnti^'tmtHt^ è raide de Im formule (K) deM.de Peambour.

U\Xi^w Vm ^ViiK^hmth la viipeur $ms la Taire passer dus Tcaw- \^\\w <ftv«iil quVIb arrivi^ au ovlittdrt» coiaiiie dans rexpcrîeMie (1 1*X ^^(i^ ia «MnchanllV' .^Vbvail à il V <M oà I enveloppe, pldae «Taîr, i r<i^ll iiMiK^iw. im <(^lilMiil ik« reliais «fui lieuesi ue espèce de i ^HfH^ ^i?H\ tiK^I iH(iii?ii ^(t«^wis tfc paiter.

|>a«^ W«$ <k\piNrmMir$$iir l>iH A^ clM«ii»$ tie \apMr, b

considérable, car la dépense, sans surchauffe, s'élevait à 0*"" 4355 de vapeur par coup de piston^ comme nous Tavons vu précédemment, tandis qu'avec surchauffe jusqu'à 21 4"", elle ne s'élevait, d'après le tableau, qu'à :

Soit une économie de , -.,^ = 0,16 ;

Soit 1 6 pour cent.

Lorsque la même machine, comme dans l'expérience n° 12, fonctionnait avec de la vapeur surchauffée jusqu'à 225'' et que l'enveloppe recevait par un tuyau particulier de la vapeur saturée à 3"*° 75, son travail utile pour la même vitesse et la même tension dans le petit cylindre, s'élevait à 102 chevaux utiles.

Sans surchauffe, avec de la vapeur saturée à la même tension dans le petit cylindre (expér. 7 et 9), et en utilisant la chemise de vapeur dans les mêmes conditions, le travail utile obtenu était également de 102 chevaux.

Il résulte de là que le travail utile dans un coup de piston peut se calculer à l'aide de la même formule, qu'il y ait ou non surchauffe de la vapeur, lorsque la chemise est alimentée avec de la vapeur saturée, et que tout le bénéfice de la surchauffe se traduit en économie de vapeur.

Donc, dans les machines à deux cylindres y à détente jusqu'à quatre ou cinq fois le volume primitif de la vapeur ^ alimentées avec de la vapeur à trois ou quatre atmosphères surchauffée jusqu'à 225^ à 230'', et avec chemise entretenue pleine de vapeur saturée ^ le travail absolu de la vapeur f dans un coup de piston, peut être approximativement déterminé à l'aide de la formule (K) de M. de Pambour.

On peut évaluer de la manière suivante le bénéfice de vapeur du à la surchauffe, par coup de piston, dans l'expérience que nous venons de citer.

Dans les expériences 7 et 9, la consommation moyenne de vapeur par cheval était de 12'"' 30;

182 LOIS DE U DÉTEiSTE.

Dans rexpérieuce 12, la cousommaliou élait de 9^" 52.

Soil par coup de piston

dans le premier cas — T=-:r:r— = 0*"" 444.

dans le deuxième cas

Bénéfice

= 0,225, ou 22,5 pour cetit.

Soit maintenant V le volume occupé dans le petit cylindre par les 0^' 344 de vapeur surchauffée à 225'*, ou par les 0*'"*444 de vapeur saturée à 142''.

Les 0^'^'344 rerroidis jusqu'à 142^ et maintenus à la même tension de Z^^ 70, eussent occupé un volume de :

doue, pour emplir la capacité du pelit cylindre avec celle vapeur refroidie el ramenée à l'élal de saturation, il faudrait en fournir un poids plus considérable que 0^" 344 dans le rapport de 0,827 à 1 , soit :

Ce chiffre n'est que peu inférieur à celui de 0^" 444 qui a été fourni effectivement dans la marche sans surchauffe, de sorte que le bénéfice

lois DE U DÉTENTE. 183

arrivée directement avec sa température de 225''; puis rinconvcnieul direct de ce refroidissement disparaissait pendant la délente, la vapeur intérieure étant plus énei^quement réchauffée que lorsque Tenvcloppe ne contenait que de la vapeur saturée. Il n'y avait alors aucun bénéfice sur la consommation de vapeur par cheval, mais la puissance de la machine, pour la même vitesse et la même tension initiale de vapeur, était augmentée dans le rapport de 102 à 108, en moyenne;

. 108 — 102 ÏT^S — ^^ 0,0555, ou 5,55/)otir cent.

Donc, dans les machines à deux cylindres^ fonctiofinant dans les conditions que nous avons posées ci-dessuSy le travail absolu de la vapeur dans un coup de piston, peut être calculé, approximativement, par la formule (K) de M. de Pambour, en augmentant dequelques centièmes les résultats obtentis.

De toutes les considérations qui précèdent, il ressort évidemment que la chemise de vapeur ne peut, en aucun cas, être regardée comme inutile, même lorsque Ton surchauffe la vapeur, et ce singulier appendice augmente toujours notablement leffet utile que Ton peut tirer d'un poids donné de combustible, lorsque la vapeur qu'il renferme est à une température supérieure à celle de la vapeur qui produit du travail dans le cylindre intérieur.