OBSERVATIONS SUR LE TRAVAIL DE LA VAPEUR

d'augmeuler ie volume de la vapeur et de produire un accroissement de travail exactement correspondant à ces causes d'économie sur un poids donné de vapeur fournie par la chaudière.

Dans tous les cas possibles, il conviendra de revêtir le cylindre ou la chemise de vapeur, s1l y en a une^ de substances peu conductrices de la chaleur. Pour empêcher le refroidissement et la condensation de la vapeur avant son entrée dans les cylindres, il conviendrait qu il y eût des tiroirs spéciaux pour rentrée et d'autres pour la sortie, surtout dans les machines à condensation, car le passage successif de vapeur chaude et de vapeur refroidie par son abaissement de tension , dans un même conduit, doit occasionner une perte notable de vapeur dans la période d'entrée, ou un grand refroidissement si Ion emploie la vapeur surchauffée.

Dans un but analogue, pour empêcher la condensation de vapeur dans le cylindre des machines à traction directe, dont la fig. 3 indique les lignes primitives, il convient de n'ouvrir que la soupape d'équilibre pendant la descente du piston, et d'attendre qu'il soit très-près du bas de sa course pour ouvrir la soupape du condenseur, quand il y en a un ; parce qu'ainsi la vapeur à basse tension et à basse température qui emplit tout l'appareil à l'instant de la condensation , est moins longtemps en contact avec les parois du cylindre qui en sont, par suite, moins refroidies et qui condensent moins de vapeur pour être rechauffées pendant le coup de piston suivant.

Enfin, ces expériences de M. Hirn prouvent encore combien est ^ran^le la diflérenee cnlrc! les quantités doau qu'il faut roJiiire cn'ecli-

Nous avons dit précédemment que , dans certaines machines , le tuyau par lequel se dégage la vapeur qui a produit son travail sur le piston, au lieu de déboucher directement dans l'atmosphère, conduit cette vapeur dans une capacité qui porte le nom de condenseur, où elle rencontre un jet d'eau froide qui la ramène à Tétat liquide et ne laisse plus subsister dans cette capacité qu'une tension bien inférieure à la tension atmosphérique. La figure 26, pi. 6, offre les lignes primitives de cette disposition.

Le tuyau de décharge N débouche dans le condenseur F, et un tuyau terminé par une pomme d'arrosoir E y apporte l'eau froide nécessaire à la condensation. Il résulte de cette disposition que le condenseur est toujours en libre communication avec la partie du cylindre opposée & celle qui reçoit la vapeur de la chaudière et que , en vertu de cette libre communication , le vide plus ou moins parfait du condenseur se propage jusque dans le cylindre, ce qui diminue la pression qui agit en sens inverse du mouvement du piston et augmente le travail absolu que la vapeur motrice transmet à ce piston.

La condensation de la vapeur se reproduisant à chaque décharge dans le condenseur, ou ù chaque course de piston, ce condenseur serait bientôt plein de la vapeur condensée et de Teau qui a servi à la con-

denser, s'il était sans issue. Il faut donc lui adjoindre un appareil quelconque capable d*en extraire les produits de la condensation à mesure qu'ils se forment et Ton emploie ordinairement, pour cela, une pompe K qui communique avec lui par un tuyau G placé à leur partie iuférieure. Cette pompe porte le nom de pompe à air; nous dirons tout à rheure pourquoi.

Si la vapeur qui arrive dans le condenseur et Peau froide qui sert à la condenser, étaient entièrement purgées d'air et de tout autre gaz permanent, la tension qui subsisterait dans le condenseur, après chaque condensation, serait celle qui correspond à la température de l'eau de condensation provenant du mélange de la vapeur condensée avec Teau qui a servi à la condenser. Dans ce cas, le condenseur pourrait être débarrassé de son eau de condensation sans Tintervention de la pompe à air; il suffirait de prolonger verticalement la capacité F, tout ouverte par le bas, jusqu'à un réservoir d'eau inférieur LR, placé à un niveau tel que la tension de la vapeur qui continuerait à subsister au-dessus du niveau ux que Ton fixerait à son gré, ajoutée à la colonne liquide tiL, fissent précisément équilibre à la pression atmosphérique. Il est clair que dans de telles conditions, toute condensation qui tendrait à surélever le niveau ux et à remplir davantage la capacité F, produirait la sortie, par la partie inférieure de cette capacité, d'une quantité d'eau exactement égale à celle qui serait arrivée par le haut; de plus, la quantité d'eau froide employée à produire la condensation d'un poids donné de vapeur, demeurant constante, la température de Icau de coiidensation et la tension corre^^ooiidantc dans le condenseur

vapeur dans les chaudières et Teau froide introduite dans le condenseur, contiennent une quantité plus ou moins grande d'air et d'acide carbonique qui sont mis en liberté par Faction de la chaleur et par celle du vide, et ces gaz, dans la disposition indiquée, s'accumuleraient au sommet de la colonne uL et feraient progressivement baisser le niveau t/x jusqu'en LR, en élevant la tensiondansle condenseur jusqu'à la pression atmosphérique extérieure, limite à laquelle tout le bénéfice de la condensation disparait.

C'est pour enlever ces produits gazeux , en même temps que leau de condensation, qu'il a fallu employer une pompe qui a reçu le nom de pompe à air^ parce que Pair forme la plus grande partie des fluides non condensables qui ont obligé à l'employer.

S'il n'arrivait point de gaz permanents dans le condenseur, et qu'au lieu de la colonne uL on voulût employer une pompe pour enlever les eaux de condensation, il suffirait évidemment que la capacité utile de cette pompe, ou plutôt le volume engendré par son piston, fut égal au volume de l'eau de condensation provenant de deux injections dans le condenseur. La tension, dans tout l'appareil de condensation, se réduirait alors à celle qui correspond, dans les tables, à la température de l'eau de condensation, quelle que fût l'étendue de cette capacité qui ne contiendrait plus qu'une quantité d'eau moyennement constante. Mais la présence des gaz permanents modifie gravement ce résultat, et il faut, quand on veut que la tension dans le condenseur ne dépasse pas certaines limites, que la pompe expulse non-seulement les eaux decondensation, mais encore le mélange degazet de vapeur inséparable de la condensation.

Pour maintenir dans le condenseur, et par suite derrière le piston à vapeur, l'abaissement de tension que l'on veut obtenir d'une manière permanente, il faut que le piston de la pompe à air emporte dans sa course montante, et chasse par les soupapes de décharge SS la quantité d'eau due à deux injections de vapeur dans le condenseur, plus la quantité de gaz permanents qui proviennent de ces deux injections, plus enfin une petite quantité de vapeur à la tension correspondante à la température de l'eau de condensation; car nous avons vu que la vapeur se dégage dans l'air comme dans le vide absolu, s'y établit approximativement à la même tension et que la tension du mélange est

égale ù la homme des tensions que posséderaient Tair et la vapeur s'ils existaient isolément dans la capacité.

Nous supposons ici que la machine est à double effet et que le pistou à vapeur et celui de la pompe à air montent et descendent en même temps.

Si le piston n'enlevait pas la lolalilé des produits que nous venons d'indiquer, dans chaque ascension, il y aurait accumulation successive de ces produits dans le condenseur et, bientôt, engorgement et augmentation considérable de tension derrière le piston moteur.

11 faut donc, dans tous les cas, lorsque la machine est en état de marche régulière, que la partie de la pompe à air qui se trouve audessus du piston, quand il commence sa course de bas en haut, ait re(:u exacientent la quantité de produits qui proviennent de deux condensations , eau et gaz permanents. Celte partie de la pompe à air constitue sa ra;>aci(é utile; le reste et le bas du condenseur, jusqu'au niveau de la soupape G à peu près , demeurent toujours pleins d'eau et n'ont aucune influence sur le degré d'abaissement de tension que I'od obtient à l'aide de cette pompe.

La soupape G, placée sur le tuyau de commanicatioD du ccDdenseur avec la pom)>e à air, peut rester soulevée pendant la course monlanle seulement ou pendant les deux courses, sans rien changera I obligation que nous venons d'énoncer. Quelle que soit la période pendant laquelle elle laisse passer dans la pompe à air les produits de la condens^ftUon qui y sont appelés par une différence de tension ^tre les deux i%H)HioUi^. et' smn 4 ulmril \cs prinluits liquides qttï rniiiehîïî5€iit

DE LA CONDENSATlOiN. 20i

suflisanl pour coulenir l'eau de condensatiou provenant de deux injections dans le condenseur, plus la quantité d'air apportée par ces deux injections, sans que la tension de cet air, augmentée par la présence d'un peu de vapeur à basse pression, dépasse la limite assignée. Cest donc la grandeur du volume engendré par le piston de la pompe à air qui règle le maximum de la tension que les produits de la condensation établissent dans la capacité utile de cette pompe, pendant qu'elle est eu communication avec le condenseur. Plus ce volume est considérable, plus il y a de place offerte aux produits liquides et gazeux lorsqu'ils passent dans la pompe, et moins la tension que ces produits gazeux sont obligés d'atteindre pour s'y loger en totalité , est grande.

Ainsi, pour cbaque volume engendré par le piston d'une pompe à air, la quantité de produits de la condensation demeurant constante, il y a un maximum de tension correspondant, dans la capacité utile de cette pompe, pendant qu'elle est en communication avec le condenseur. Plus lard nous déterminerons ce volume pour uumaximumdG tension donné et, dans ce qui va suivre, nous supposerons ce maximum quelconque, mais déterminé. EnOn, nous admettrons, ce qui est parfaitement rationnel, que la contre-pression du piston moteur, varie comme la tension dans le condenseur, non pas toujours proportionnellement, mais au moins dans le même sens, ce que nous prouverons également en son lieu.