F.CD. — T' =0,0657S

l-^HWO

CCK, F. CM.

F.CIl,

^1*^ = 0,01790 - T = 0,0:jHOfl

^r =o,oa<îsï

-T-^ =0,0fî304

0,CW4O7.

d'environ 0'"'500 ; on pourrait déterminer plus exaclement encore la valeur de cette capacité, à Taide de quelques tâtonnements sur des chiffres voisins de ©"■'SCO.

S*" Qu*au-dessous de O'^'ISO, la contre-pression moyenne s'élève au-dessus de la tension régulatrice et croit très-rapidement.

3*» Qu'au-dessus de 0"'750, cette contre-pression moyenne s'élève également, mais que ce n'est que quand V' est infini, qu'elle devient invariable et égale à la tension régulatrice. Toutes les tensions deviennent alors égales à 0"*"058^= 0"'058, les termes finis, dans la fraction, devenant négligeables.

Si la pompe à air, au lieu d'être placée verticalement comme dans les figures 19, 20, 21 ,22, eût élé placée horizontalement comme dans la figure 23, de façon que le même niveau put s'établir dans le condenseur et dans la pompe pendant le passage des gaz d'une capacité dans l'autre, la même tension se fut établie dans ces deux capacités et la totalité des produits gazeux eussent trouvé place dans la pompe, même en réduisant le volume mis à leur disposition à 0"''120 au lieu de 0"''240 ; et cela sans modifier d'aucune façon les diverses tensions dans le condenseur. Donc, en plaçant la pompe à air dans la position indiquée par la figure 23, ou dans toute autre position équivalente, on pourrait, sans modifier la contre-pression moyenne du piston moteur, diminuer de 0'"'120 le volume engendré par le piston de cette pompe.

Toutes les considérations que nous venons de présenter sur l'action des pompes à air avec piston plein se mouvant dans un cylindre ou-

ment de la course montante, il y aura, dans Tespace livré aux produits de la condensation, un brusque abaissement de tension par suite de Touverture du cylindre moteur et malgré Taccroissement de ces produits dû à la condensation qui vient de s'effectuer ; les raisons de cet abaissement sont les mêmes que ci-dessus. Puis, pendant toute la course, la tension générale croîtra jusqu'à ce qu'elle atteigne, à la fin de cette course, la limite à laquelle tous les produits de la condensation qui s'est effectuée trouvent place dans la pompe à air.

En ce moment il y aura équilibre de tension entre le condenseur et la pompe à air, si les produits liquides peuvent s'établir au même niveau dans les deux capacités, comme dans la figure 23 ; et un excédant de tension dans le condenseur, si les produits liquides doivent s'élever au-dessus de l'ouverture du clapet G pour s'établir dans la pompe à air, comme dans les figures 19, 20.

Pendant toute la course descendante, le condenseur n'étant plus en communication avec le cylindre et ne recevant plus de produits de condensation, la tension sera invariable dans l'espace compris entre la soupape du condenseur et le clapet de retenue. Il résulte de ces conditions de fonctionnement que la tension à la fin de la course montante étant toujours la même, la tension moyenne pendant cette course sera d'autant plus faible que rabaissement sera plus considérable au commencement. Or, cet abaissement sera d'autant plus grand qu'il restera moins de produits au maximum de tension, dans le condenseur, à l'instant de l'ouverture du cylindre moteur^ ou que le condenseur sera plus petite donc :

Si y dans les machines à simple effet du système indiqué ci-dessus, la condensation était absolue et la diffusion des gaz, parfaite, avant le commencement de la course montante des pistons, le condenseur devrait être le plus petit possible, pour que la contre-pression moyenne du piston moteur fût la plus faible possible, le volume engendré par le piston de la pompe à air, étant constant.

Il est évident, du reste, que cette contre-pression moyenne baisserait à mesure que le volume engendré par le piston de la pompe à air deviendrait plus grand, et que le minimum de capacité du condenseur ne peut descendre au-dessous de ce qui est nécessaire pour contenir les produits liquides de la condensation qui s'effectue avant la course montante.

Deuxième hypothèse : La soupape G et les soupapes HH se soulevant sous le moindre effort, figures 26» 27, 28» 29» pendant les deux œurses des pistons; la machine étant supposée à double effet, la condensation complète dans toute la capacité disponible et la diffusion des gaz permanents, parfaite, dans toute retendue de cette capacité.

Avant la condensation qui précède la course montante et avant que cette course commence, la région supérieure de la pompe à air contient tous les produits liquides et gazeux qui proviennent de deux condensations (fig. 26), et la tension des produits gazeux n'est inférieure à la tension de ceux qui sont dans le condenseur^ que d'une quantité dépendante de la différence des niveaux de Teau dans les deux capacités; puis, lorsque la condensation qui précède cette course, est complète ainsi que la diffusion des gaz permanents, il y a une diminution

de tension dans le condenseur, quoiqu'il contienne un volume -^ d'es^u

de condensation de plus qu'avant Topération ; parce que l'ouverture du cylindre a augmenté la capacité disponible d'une quantité plus grande que celle qui eût été nécessaire pour contenir les nouveaux produits en les maintenant à la même tension que les anciens, comme dans la première hypothèse. La fig. 27, pi. 6,'indique les niveaux du liquide à Tinstant où commence la course montante. Pendant toute cette course, la quantité de produits contenus dans

DE LA CONDENSATION. ^ib

abaissement de tension dans le condenseur, et les gaz placés sous le piston dans la pompe à air peuvent réagir et repasser en plus ou moins grande quantité dans le condenseur avec de Teau de condensation, si le clapet G n'existe pas (fig. 29, pi. 7); mais si ce clapet existe, il retiendra les produits dans la pompe à air, où ils seront maintenus à une tension invariable, pois la course descendante commencera. Pendant cette course descendante, Tespace livré aux produits de la condensation diminue par le mouvement du piston moteur, la tension augmente et quand elle est devenue suffisante dans le condenseur, elle fait passer

dans la pompe, en soulevant le clapet G, un nouveau volume -rHl'eau

de condensation et la quantité de produits gazeux destinés à compléter ce qui doit être emporté dans la course montante.

Tous ces produits liquides et gazeux ont passé par les soupapes du piston pendant sa descente et se trouvent, à la fin de la course, dans la région supérieure de la pompe, ou ils s'établissent à la tension nécessaire pour que la totalité des produits gazeux des deux condensations y trouvent place; les choses se retrouvent alors dans Tétat indiqué par la fig. 26.

Si le clapet G n'existait pas, et qu'il y eut réaction vers le condenseur avant la course descendante, tous les produits rentrés dans ce condenseur seraient de nouveau chassés dans la pompe à air à la fin de la course et, en cet instant, toutes choses seraient ramenées dans le même état que lorsque le tuyau de communication est muni d'un clapet.

On voit, par celte analyse des diflerentes phases de la condensation, que la tension, quelle que soit la capacité du condenseur, atteint son maximum, dans tout l'appareil, à la fin de la course descendante des pistons, qu'en aucune circonstance^ elle ne peut dépasser ce maximum qui est lui-même limité par le volume qu'engendre le piston de la pompe à air, et que la tension moyenne sera d'autant plus faible que les abaissements de tension au commencement des deux courses seront plus prononcés. Or, ces abaissements seront d'autant plus grands qu'il restera moins des produits gazeux dans le condenseur à l'instant de Pouverture du cylindre moteur ou, en d'autres termes, que le condenseur sera plus petit ; nous pourrons donc poser le principe général qui suit :

5t la condensation était absolue et la diffusion des gaz^ parfaite^ entre deux coups de piston^ dans les machines à double effet qui ont une pompe àair de la forme aspirante élevatoire, si le clapet de retenue n existait pas, ou pût être soulevé par le moindre effort, et si les soupapes du piston ne présentaient aucune résistance au soulèvement, le condenseur devrait être le plus petit possible pour que la contre-pression moyenne du piston moteur fût la plus faible possible.

Nous ferons ici la même réflexion que ci-dessus : la capacité du condenseur ne pourrait, en aucun cas, descendre au-dessous de ia limite à laquelle il serait exactement rempli par les produits liquides qui doivent y séjourner jusqu'à leur passage dans la pompe à air.

Enfin, la limite supérieure de la tension étant réglée par l'étendue de la capacité livrée aux produits gazeux dans la région supérieure de la pompe à air, à la fin de la course descendante des pistons, et la tension dans le condenseur devant être supérieure à celle qui existe, en ce moment, dans la pompe à air, d'une quantité correspondante à la différence des niveaux de Feau dans les deux capacités, il est évident que cette dernière pompe à air devrait être placée horizontalement comme la pompe foulante dont il a été question précédemment, afin que Feau de condensation y pût entrer par son poids et non par l'effet d'un excédant de pression dans le condenseur ; on obtiendrait ainsi un vide plus parfait avec le même volume engendré par le piston.

TaoïsièaiE hypothèse : Le clapet G et les soupapes du piston de la pompe A ^;..^^;^ „««*,*.* ^^*.i„;., ^yn.,.^ ....*. n.* /.i*.^ souhv€& (/jf/ures Î6, 27 , 28) .

loniie d'eau de 0'"^0 pour être soulevée et les soupapes du piston un effort équivalent à une colonne de 0"*35, la différence des tensions dans les deux capacités sera représentée par une colonne de 0"30 + 0"20 -j- 0»35 p= 0»"85, soit environ ~ d'atmosphère. La tension régulatrice des autres tensions dans le condenseur remporterait donc de --^ d'atmosphère sur la tension régulatrice dans la pompe à air. Si les résistances représentées par les trois colonnes d'eau que nous venons de supposer n'existaient pas, les produits gazeux de deux condensations s'établiraient dans la pompe à air à la même tension que dans le condenseur et l'espace qu'il faudrait leur livrer dans celte pompe pour les contenir en totalité serait moindre. On peut tirer de là la conséquence qui suit :

Dans les machines à condensation ^ avec pompe à air de la forme aspirante élevatoire^ la résistance du clapet de retenue et celle des clapets du piston agissent exactement comme une diminution du volume engendré par ce piston et augmentent la contre-pression moyenne derrière le piston à vapeur.

II serait facile, à l'aide des considérations que nous avons présentées précédemment, de déterminer l'accroissement de tension dans le condenseur, qui résulterait d'une résistance donnée du clapet de retenue et des soupapes du piston de la pompe à air, mais nous reviendrons encore sur ce sujet un peu plus loin.

Les circonstances dans lesquelles nous venons d'examiner l'influence de la capacité du condenseur sur la contre-pression moyenne du piston moteur, ne sont point celles qui se présentent dans les applications, et les résultats généraux auxquels nous sommes arrivés ne doivent être regardés que comme les expressions théoriques de phénomènes qui ne se réalisent jamais entièrement, mais de l'accomplissement desquels on se rapproche d'autant plus, dans la pratique, que les intervalles entre les coups de pistons sont plus considérables et qu*on laisse plus de temps pour achever la condensation et la diffusion des gaz permanents, ou bien encore, que Ton accélère davantage cette condensation et cette diffusion par des dispositions d'appareil particulières et appropriées au résultat que l'on se propose d'atteindre.

Dans les machines ordinaires, la condensation n'est point instantanée, la tension de la vapeur mêlée à Tair n'est point celle qui correspond à la température des eaux de condensation dans toute l'étendue de la capacité disponible, et la diffusion des gaz permanents n'est ftuf» complète. Le plus souvent, il n'y a aucun intervalle appréciable entre les coups de piston et la condensation se fait dans le condenseur, non avant mais pendant la marche du piston moteur, même dans les machines ou il y a suspension complète du mouvement à la fin de chaque course comme dans les machines d'épuisement, parce qu'on n'ouvre la communication entre le cylindre et le condenseur qu'à l'instant où le piston moteur se met en marche, pour ne pas refroidir ce cylindre par le contact de vapeur à basse température.

Il résulte de ce mode de fonctionnement que, pendant toute la course du piston moteur, la vapeur passe du cylindre dans le condenseur ; que la tension de cette vapeur dans le cylindre, quoiqu'elle ne contienne qu'une quantité très-faible de gaz permanents, est constamment supérieure à la tension du mélange de gaz et de vapeur renfermé dans le condenseur, nonobstant la forte proportion de ces gaz permanents qui lui sont apportés directement par le jet non interrompu d'eau froide ; que cet excès de pression de la vapeur qui arrive dans le condenseur, ne permet à aucun des produits gazeux qui y sont amenés de pénétrer jusque dans le cylindre, et que l'abaissement de tension générale dans toute la capacité disponible au commencement de la course, que nous avons admis dans les hypothèses précédentes, est impossible

de retenue G soit soulevé, ou non, la vapeur et Teau froide arrivent simultanément dans le condenseur et la tension de la vapeur, dans le cylindre moteur, est constamment supérieure à la tension du mélange de vapeur et de produits gazeux que contient le condenseur; mais cet excès de tension dans le cylindre est variable. Au commencement de la course, la vapeur qui vient de produire son travail et qui est encore fortement comprimée, passe très-rapidement dans le condenseur et y arrive en bien plus grande quantité que vers la fin, et comme Peau froide qui sert à la condenser arrive à peu près uniformément, il en résulte que le poids d'eau froide employé à la condensation est plus petit, relativement au poids de vapeur à condenser, au commencement de chaque course qu'à la fin, et que la température des eaux de condensation, ainsi que la tension de la vapeur qui continue à subsister dans le condenseur, doivent décroître pendant toute la durée d'une opération. D'autre part, les gaz permanents qui arrivent en grande majorité avec Teau froide, puisque la vapeur qui vient du cylindre n'en contient que la quantité correspondante au volume d'eau qui a servi à la former, s*accumulent pendant toute la course dans le condenseur et doivent, si la soupape G est fermée, y produire un accroissement de tension rendu plus rapide encore par l'arrivée progressive des eaux de condensation qui diminuent la capacité que ces gaz peuvent occuper dans ce condenseur où ils sont maintenus par le flux continuel de vapeur venant du cylindre. Si la soupape G est ouverte, ces produits gazeux pourront passer avec les eaux de condensation dans la pompe à air pendant que le piston s'élève, et il en résultera une diminution dans une proportion plus ou moins grande, ou la suppression, ou la transformation en décroissement de tension, de l'accroissement qui, dans le cas de fermeture de la soupape G, résultait de leur accumulation progressive dans le condenseur.

La tension dans ce condenseur, pendant la durée d'une course, est donc dépendante de deux causes qui agissent constamment en sens inverse, quand la soupape G est fermée. La première est la température des eaux de condensation et la tension correspondante de la vapeur, qui décroissent d'une manière continue pendant toute la course, effet qui est encore aggravé par le défaut d'instantanéité dans la condensation, lequel est d'autant plus nuisible que la course se fait plus rapide-

meDt. La seconde est Faccumulalion progressive d'une quantité croissante de gaz permanents dans une capacité qui diminue, ce qui tend à relever la tension pendant toute la durée de la même course. Il est vrai que lorsque la soupape G est soulevée, par exemple pendant la course moulante des pistons, l'espace offert aux nouveaux produits de la condensation, dans la pompe à air, peut suffire, et au delà, pour neutraliser Taccroissement de tension dont nous venons de parler, mais il n'a aucune influence sur le maximum de tension de la vapeur au commencement de la course, lequel ne dépend que de la température des ëanx de condensation en cel instant.

Supposons, pour rendre plus évidents les résultats que nous venons dénoncer, que Ton condense dans une capacité de O'^'SOO, un kil. de vapeur à 4"*™ , à l'aide d'une injection continue et uniforme de 23''" d'éau froide à lO""; que Teau contienne ^ de son volume de gaz permanents à la tension atmosphérique, et qu'au commencement de l'opération le rapport du poids de vapeur qui arrive dans la capacité au poids d'eau froide injectée, soit comme 1 : 15, au lieu de 1 : 25 rapport définitif à la fin de l'opération.

La température t des eaux de condensation sera dès le début :

1(650"»4— 0 = *»(« — < 0); d'où( = 50^

La tension correspondante de la vapeur sera de 0*^121, d'après

température de 10% y établiront, quand ils seront portés à la température de 36^66 et qu'ils occuperont un volume de 0"*476, une tension T que Ion trouvera par la formule suivante qui a été démontrée dans les préliminaires :

I — ■ — ' I = 0"'i7fi

d'où T = 0>02^ 0 + 0,00367. 36,6)

La tension du mélange de gaz et de vapeur, à la fin de la condensation, serait donc de 0*»"> 060 + 0«'" 00306 = 0«*" 06306; tandis que la tension de la vapeur seule, au commencement, serait de O'^^-lSl.

Ces renseignements théoriques sont confirmés par Texpérience ; la tension mesurée directement sur un condenseur est toujours plus grande à Tinstant de la décharge qu à la fin de la course du piston, et quand on place sur ce condenseur, vers sa partie supérieure, un thermomètre, il indique une température constamment supérieure à celle des eaux de condensation expulsées par la pompe à air. Ce dernier phénomène tient au défaut d'instantanéité dans les indications de l'appareil; comme il est soumis, pendant la durée d'un coup de piston, à l'action de vapeurs plus chaudes au commencement qu'à la fin, il oscille légèrement de part et d'autre d'une température moyenne supérieure à la température minima des eaux de condensation quand l'opération est complètement achevée.

Revenons maintenant à la question principale.

Dans les circonstances ordinaires de la pratique, il y a, comme nous venons de le voir, un accroissement brusque de tension dans le condenseur, qu'il soit, ou non, en communication avec la pompe à air, au commencement de chaque course, ce qui est dû à l'influence prépondérante de la température des eaux de condensation ; puis un décroissement jusqu'à la fin, malgré l'arrivée continuelle de nouveaux gaz permanents. Il pourrait cependant arriver, si le condenseur était très-petit et le clapet G fermé, que l'accumulation de ces gaz fût suffisante pour contre-balancer la diminution de tension résultant du refroidissement

de l'eau de coodeosalion. Ainsi, dans l'exemple que nous avons choisi tout à rheure, la lension de la vapeur seule, au commencement de Topéralion, est de 0*^" 131, tandis qu'à la fin elle n'est plus que de 0'^"060; il suffirait donc que l'espace livré aux produits gazeux dans ce dernier instant fut tel qu'ils y établissent une tension deO'^'iSl — 0*^060 » C'OGl, pour que la diminution de tension ne se produisit pas; cet espace E serait, d'après la formule employée, de :

d'où E = 0->'0238.

Donc, si la capacité totaleétait réduitcàO^'OSi-f-O-^OÎSS— 0"*0478, l'abaissement de tension, si|i;nalé à la fin de la course, cesserait de se produire et l'accumulation successive des produits gazeux relèverait la tension d'une quantité exactement équivaleQte à l'abaissement résultant de la diminution de température des eaux de condensation. Au-dessous de cette limite de capacité, la tension générale croîtrait pendant la course ; au-dessus, elle décroîtrait d'une quantité d'autant plus grande que la capacité serait plus vaste. Donc, pour obtenir la tension moyenne la plus petite possible dans un condenseur, pendant la période du mouvement où le clapet, placé entre le condenseur et la pompe à air, est fermé, il faut que le condenseur soit le plus grand possible. La présence des produits liquides et gazeux qui restent dans le condenseur, à l'inslant où commence cette période du mouvement, ne peut infirmer ce résultat, puisque l'effet qu'ils produisent équivaut

suite, le mélange de gaz et de vapeur. Négligeons, pour un instant, Finfluence de rexcès de hauteur de Feau dans la pompe à air, excès qui disparaît dans la disposition indiquée par la fig. 23. Si Fespace offert aux produits gazeux sous le piston^ à la fin de sa course, est précisément celui qui est nécessaire pour maintenir leur tension invariable pendant toute cetle course, nonobstant Farrivée continuelle de nouveaux gaz, la tension baissera dans le condenseur de la quantité correspondante à la diminution de tension de la vapeur seule, par suite du refroidissement des eaux de condensation. Si cet espace est plus petit, la tension générale baissera moins rapidement dans le condenseur» parce que la tension des gaz permanents augmentera pendant que celle de la vapeur diminuera ; et s'il est plus grand, cetle tension générale y baissera plus vite. Si Fespace offert aux produits gazeux, sous le piston , était assez petit pour que la tension de ces gaz augmentât pendant la course d'une quantité équivalente à Fabaissement de tension de la vapeur, Fabaissement général de tension ne se produirait plus, et au-dessous de cette limite il se transformerait en accroissement. Cela signifie évidemment que le volume engendré par le piston de la pompe à air, demeurant constant, la tension générale dans le condenseur baissera d'autant plus rapidement qu'il sera plus petit; mais il faut observer que la fraction de cette tension générale, qui est due à la vapeur, est invariable et que la diminution de capacité du condenseur n'agit que sur la fraction qui est due aux gaz permanents, de sorte que, dans les considérations qui vont suivre, nous pourrons éliminer la partie de la tension générale dans le condenseur, qui est due à la présence de la vapeur, puisque celle-ci ne dépend que de la température des eaux de condensation et nullement de la capacité de ce condenseur.

La diminution continue de tension des gaz permanents, dans la capacité disponible, que nous venons de constater pendant la course montante du piston et qui est d'autant plus rapide que le condenseur est plus petit, amène toujours finalement la tension, à l'instant où le clapet de retenue se ferme, au degré convenable pour que, sous cette tension, la totalité de ces produits gazeux dus à deux condensations, trouvent place dans la pompe à air. C'est donc à la fin de la course montante qu'a lieu le minimum de tension, qui ne dépend pas de la capacité du condenseur, mais de celle de la pompe à

air. Si le clapet de reteuue se ferme à celle époque, Tarrivée de nouveaux gaz permauenls relèvera iminédialeineDl leur teosioD dans le condenseur jusqu'au commencemenl de la course monlante qui suivra. Si, au commencemenl de la course descendante, Tinjection brusque de nouvelles vapeurs dans le condenseur oblige le clapet de retenue à rester ouvert pendant une très-petite fraction de cette course, il pourra passer encore dans la pompe à air une nouvelle quaniilé d'eau et de produits gazeux complétant la somme de produits de toute nature que le piston doit expulser pendant le reste de cette course descendante; mais ce dernier effet ne se produit presque jamais dans la pratique, ou ne se produit que dans une très-faible mesure, parce qu'il faut à Tinjection de vapeur dans le condenseur un certain temps pour y établir Texcédant de pression nécessaire pour rouvrir, ou maintenir le clapet G ouvert, et que, pendant ce temps, la descente du piston de h pompe à air a suffisamment comprimé les produits gazeux placés dessous, pour que la tension de ceux-ci s oppose au soulèvement du cbh pelG.

On voit, d après cela, que le décroissement de tension dans le condenseur, pendant la course montanle, ne peut jamab faire desoeadre celte tension auniessous d une limite que détermine le volume engesdré par le piston de la pompe à air, et que si la diminution de capacité du condenseur accélère le décroissement de tension pendant celle cowse monlante, ce n'est que parce qu il augmente la tensian maxima, de sorte que la tension moyenne pendant cette course est d autant pins faible que kcondenseur est pinsgrand, comme pendant la course descendnnie.

il est évident que Tarrivée d'un poids déterminé de produits gazeux, dans une capacité qui en contient déjà une certaine quantité» y élèvera d'autant moins la tension que cette capacité sera plus grande. Si elle était infinie, la tension y serait invariable et égale à la tension régulatrice dépendante du volume engendré par le piston de la pompe à air, car la haute température des eaux de condensation au commencement de chaque injection, et la tension correspondante des vapeurs seraient sans influence et disparaîtraient dans la masse d*eau de gaz et de vapeur à une plus basse température qui séjourneraient constamment dans Tappareil.

Lorsque, comme dans les figures 19, 24, leau s'élève dans la pompe à air, à la fin de la course montante, plus haut que le clapet de retenue et que ce clapet ofi're une certaine résistance au soulèvement, la tension minima dans le condenseur l'emporte, sur la tension régulatrice dans la pompe à air, d'une quantité correspondante à la difiérence des niveaux de l'eau dans les deux capacités, augmentée de la résistance propre au clapet. Ainsi pour un excédant de hauteur d'eau de C^SO et une résistance de clapet équivalente à une colonne d'eau de 0""20, la

tension minima du condenseur remporterait de r-r^^;^ = 0,048 d'at-

mosphère sur la tension régulatrice dans la pompe à air, et les effets de cette disposition seraient exactement les mêmes que ceux d'une diminution du volume de cette pompe, telle que, pour s'y installer, les produits gazeux fussent obligés de prendre une tension supérieure de 0**'"048 à celle qu'ils prennent effectivement. Les dispositions des figures 23, 25 sont donc préférables.

Dans la pratique, on ne peut donner aux condenseurs des dimensions excessives, à cause du prix et des difiScullés de construction, et aussi à cause des rentrées d'air extérieur auxquelles ils sont d'autant plus exposés qu'ils sont plus grands ; mais nous croyons qu'on peut les faire plus grands qu'ils ne le sont ordinairement, pour la disposition de pompe à air que nous avons adoptée ici, et que, au lieu de leur donner un quart de la capacité du cylindre moteur, suivant la coutume d'un grand nombre de constructeurs, on pourrait avec avantage augmenter ce volume, en les plongeant dans la bâche qui reçoit l'eau froide destinée à la condensation, afin de prévenir les rentrées d'air extérieur.

Les considérations théoriques développées ci-dessus pourraient donner une idée approximative du bénéfice que Ton réaliserait par cet agrandissement d'une partie de Tappareil de condensation, et ce bénéfice croîtrait encore à mesure que la vitesse des pistons augmenterait, parc« que les parcelles de vapeur qui, faute de temps, échappent à la condensation, produisent de moindres excédants de tension dans une grande capacité que dans une petite.

L accroissement de tension qui , au commencement de chaque décharge de vapeur dans le condenseur, est dû à Tinfluence prédominante de la haute température des eaux de condensation, pourrait disparaître en partie si Feau froide arrivait en plus grande quantité dans ce condenseur à rinstant où commence la course du piston moteur qu'à la fin de cette course , au lieu d'arriver à peu près uniformément pendant toute la durée de Topératiou. Il suffirait, pour cela, de régler Tinjection à l'aide d'une soupape spéciale mise en mouvement par la machine, au lieu d'employer le robinet actuel à écoulement invariable; de plus, il conviendrait de disposer l'appareil de façon à multiplier le plus possible les points de contact entre la vapeur affiuente et Teau froide, et d*adopter des dispositions telles qu'aucune parcelle de vapeur, passant du cylindre dans le condenseur, n'échappât à l'action directe de cette eau froide, sans toutefois créer de résistance notable à ce passage.

Cinquième hypothèse : Le clapet de retenue étant supprimé ou se soulevant sous le moindre effort, ainsi que les clapets HH du piston de la

la course desccDdanle, les clapets HH lestaul soulevés, les produits liquides et gazeux de la deuxième condensation passeraient dans la région supérieure de la pompe pendant que s'accomplirait cette deuxième condensation.

La tension régulatrice correspondante au volume engendré par le piston, serait donc un maximum et aurait lieu au commencement de la course montante, et si on fait abstraction des accroissements momentanés de tension dus à Finfluence prépondérante de là température des eaux de condensation au commencement de chaque course, la tension propre des produits gazeux sera la plus grande possible au commencement de cette course montante, parce que c'est Tinslant où ils sont en plus grande quantité et où ils occupent le moindre volume.

Si la condensation, au lieu de s'accomplir dans la pompe à air, se fait dans un condenseur, il est évident que la tension sera arrivée à la même limite supérieure au commencement de la course montante, audessus du piston de la pompe et dans tout l'appareil, et que la présence de gaz préexistants au maximum de tension, dans le condenseur, ne servira qu'à empêcher la tension sous le piston de la pompe, de descendre jusqu à la même limite inférieure pendant cette course montante; parce que la région inférieure de cette pompe recevra une certaine quantité de ces gaz en même temps que les produits de la condensation qui se fait pendant cette période du mouvement. Pendant la course descendante, la tension des gaz remontera à la limite régulatrice, mais en partant d un degré plus élevé. Il résulte de là que, si on fait abstraction de la partie de la tension générale due à la présence des vapeurs fournies, ou maintenues, par les eaux de condensation à température variable, tension indépendante de la capacité du condenseur, on pourra admettre le principe suivant :

Dans les machines à double effets à condensation ^ dans lesquelles la pompe à air a la forme dite aspirante élévatoire qui peut dispenser de l'emploi du clapet de retenue^ le condenseur doit être le plus petit possible, pour que la tension y descende le plus possible au-dessous de la tension régulatrice maxima , déterminée par la grandeur du volume qu'engendre le piston de la pompe à air.

Pour le même volume engendré par le piston , cette pompe maintient donc dans le condenseur une tension moyenne inférieure à celle

que Ton oblieol à Taide des pompes à piston foulant, dans lesquelles le clapet de retenue est indispensable. Mais celles-ci, quand elles sont à cylindre plongeur, jouissent du précieux avantage de laisser la garniture du piston sous les yeux du mécanicien qui peut la resserrer et supprimer les fuites quand elle se dérange, sans qu'il faille, pour cela, suspendre le mouvement de la machine motrice.

Quand on emploie ces pompes foulantes, il faut les disposer de façon que le clapet de retenue soit recouvert des eaux de condensation pendant le refoulement, pour empêcher les produits gazeux de rentrer dans le condenseur lorsque ce clapet ferme mal ToriGce qu*il recouvre, sans toutefois créer une différence notable de niveau entre les surfaces de Teau dans les deux capacités en communication.

L^effet de cette différence de niveau, dans les appareils avec pompe aspirante élévatoire, est le même que dans ceux qui sont munis d'une pompe foulante, il équivaut à une diminution de capacité de la pompe à air et se mesure de la même façon. Dans ce cas, il produit un accroissement de la tension régulatrice maxima dans le condenseur, équivalent à une colonne d'eau d'une hauteur égale à cette différence de niveau; de sorte que la meilleure disposition que Ton puisse donner à ces pompes est celle qui est indiquée Gg. 32.

Lorsque le clapet de retenue, s'il y en a un, et les clapets du piston exigent un certain effort pour être soulevés, ils produisent le même effet qu un excédant de hauteur d'eau dans la pompe à air, et Taccroissement de tension qui en résulte dans le condenseur, se mesure par la hauteur d'eau qui serait nécessaire pour les soulever en agissant contre

lorsque le rapport du poids d'eau froide au poids de vapeur à conden< ser, était d'environ 25 à 1, ce qui portait la capacité à environ un quart de la capacité du cylindre moteur quand la machine fonctionnait sans détente sous la tension de l^^^^-S à 2 atmosphères; de plus, toutes ses pompes à air étaient aspirantes élévaioires. Depuis, les constructeurs ont appliqué cette règle, sans modiGcations, à toutes sortes de machines et de pompes à air, sans s'inquiéter des conditions particulières inhérentes aux divers systèmes de machines et de pompes, e« qui a été la cause d'une multitude de mécomptes. Nous pensons que cette rè^\e est bonne dans les circonstances où elle a été appliquée par Watt et que, dans d'autres, elle doit é(re modiGéc d'après la théorie qui précède. Ainsi, s'il convient de donner au condenseur une capacité quadruple du volume des eaux de condensation, quand le piston moteur a une vitesse moyenne de 1 mètre à {""^S, comme dans les machines de Watt, il nous semble aussi convenable, quand la vitesse est inférieure à celle-ci et que la condensation a le temps de se faire complètement, de diminuer cette capacité et de la réduire à deux fois et demie environ le volume des eaux de condensation, afin d'obtenir une tension moyenne plus petite. Lorsque, au contraire, les coups de piston se succèdent rapidement, comme dans certaines machines modernes, et qu'une partie plus ou moins considérable de la vapeur peut échapper à la condensation, ou conserver une tension trop élevée à cause de la trop faible proportion d'eau froide injectée au commencement de chaque condensation, il conviendrait d'agrandir le condenseur et de lui donner au moins cinq fois le volume des eaux de condensation^ afin de faire disparaître ou, au moins, d'atténuer les inconvénients de la haute tension des vapeurs à leur arrivée et de la haute température des nouvelles eaux de condensation, en noyant les unes et les autres dans une masse plus grande de vapeur et d'eau de condensation à basse température.

Lorsque les machines à condensation sont à simple effet et que le piston de la pompe à air n'expulse, à la fois, que les produits d'une seule condensation, la capacité du condenseur ne dépend plus aussi complètement du système de la pompe.

Si la pompe est aspirante élévatoire et si la condensation se fait

pendant que celte pompe donne accès aux produits liquides et gazeux de cette condensation, comme dans la disposition de la fig. 26, la tension du mélange de gaz et de vapeur est la plus grande au commencement de la course montante du piston, à cause de Tinfluence de laliaule température des eaux au commencement de la condensation, puis celte tension baisse jusqu'à la fin de cette course, pour atteindre un minimum qui dépend du volume engendré par le piston et sous lequel tous les produits d'une opération occupent ce volume. Pendant la course descendante, ces produits passent au-dessus du piston et Tétat du condenseur reste invariable. La tension moyenne dépend donc ici de la valeur de la tension initiale, et celle-ci sera d autant plus rapprochée de la tension régulatrice minima, que le condenseur sera plus grand, pour les raisons déjà exposées précédemment.

Si la pompe est aspirante et foulante et que la condensation se fasse pendant que le clapet est ferme, comme dans les fig. 19, 23, 24, le condenseur doit théoriquement présenter une capacité infinie, suivant que nous Favons également démontré plus haut, et le volume engendré par le piston ne règle que la tension minima.

Ainsi, dans les machines à simple efiet, le volume engendré par le piston de la pompe à air, quel que soit le système de celle-ci, ue r^le que le minimum de tension, tandis que le maximum dépend de la capacité du condenseur; mais il faut remarquer que le maximum peut être très-grand quand le piston est foulant et le condenseur très-petit, parce

second cas que dans le premier, et l'on pourrait se contenter de donner au condenseur de trois à quatre fois le volume des eaux de condensalion quand la pompe est aspirante élévatoire, et six fois ce volume quand elle est aspirante et foulante.

Lorsque les machines sont munies d'une pompe à air à double effet, comme celle qui est indiquée fig. 31, ou de toute autre fonctionnant d'après le même principe, et qu'il y a une condensation pour chaque course du piston de cette pompe, chacune de ces courses amène dans la pompe la totalité des produits qui résultent d'une condensation^ et tout se passe comme dans les machines à simple effet lorsque la pompe à air reçoit les produits de la condensation à mesure qu'ils se forment dans le condenseur, sauf qu'ici les opérations se succèdent plus rapidement; on peut donc donner au condenseur, dans ce cas, une capacité égale à quatre fois le volume des eaux qui proviennent d'une seule condensation.

Les pompes de cette espèce produisent, évidemment, le même vide que deux pompes à simple effet, pour le même volume engendré par le piston à chaque course.

Si, dans ce cas comme dans tous ceux qui précèdent, le nombre de coups de piston de la pompe à air était différent du nombre de courses du piston moteur dans le même temps, il est évident que, pour obtenir un degré déterminé de vide dans le condenseur, celui-ci et la pompe à air devraient avoir la même capacité que si les pistons désignés ci-dessus fournissaient le même nombre de courses dans le même temps, et qu'il arrivât, du cylindre moteur dans le condenseur à chaque course, le même poids de vapeur et d'eau froide que celui qui y arrive effectivement pour le nombre réel de courses du piston moteur qui ont lieu pendant une course du piston de la pompe à air.

Au lieu d'employer les pompes de tous genres à mouvement rectiligne alternatif, pour débarrasser le condenseur des produits de la condensation, on pourrait se servir, dans le même but, des pompes rotatives dont la disposition est généralement calquée sur celle des machines à vapeur à rotation directe. Ainsi, par exemple, si un condenseur était mis, par le bas, en communication avec le tuyau D à

pendant que celte pompe donne accès aux produits liquides et gazeux de cette condensation, comme dans la disposition de la flg. 26, la tension du mélange de gaz et de vapeur est la plus grande au commencement de la course montante du piston, à cause de Pinfluence de la haute température des eaux au commencement de la condensalion, puis cette tension baisse jusqu'à la fin de celte course, pour atteindre un minimum qui dépend du volume engendré par le piston et sous lequel tous les produits d'une opération occupent ce volume. Pendant la course descendante, ces produits passent au-dessus du pistou et Tétat du condenseur reste invariable. La tension moyenne dépend donc ici de la valeur de la tension initiale, et celle-ci sera d'aulant plus rapprochée de la tension régulatrice minima, que le condenseur sera plus grand, pour les raisons déjà exposées précédemment.

Si la pompe est aspirante et foulante et que la condensation se fasse pendant que le clapet est fermé, comme dans les fig. 19, 23, 24, le condenseur doit théoriquement présenter une capacité infinie, suivant que nous Pavons également démontré plus haut, et le volume engendré par le piston ne règle que la tension minima.

Ainsi, dans les machines à simple effet, le volume engendré par le piston de la pompe à air, quel que soit le système de celle-ci, ne règle que le minimum de tension, tandis que le maximum dépend de la capacité du condenseur; mais il faut remarquer que le maximum peut être très-grand quand le piston est foulant et le condenseur très-petit, parce que tous les produits sont rigoureusement confinés dans ce condenseur pendant la condensation, tandis que, dans Tautre disposition, le maxi-

Lorsque les machines sont munies d'une pompe à air à double effet, comme celle qui est indiquée fig. 31 , ou de toute autre fonctionnant d'après le même principe, et qu'il y a une condensation pour chaque course du piston de cette pompe, chacune de ces courses amène dans la pompe la totalité des produits qui résultent d'une condensation, et tout se passe comme dans les machines à simple effet lorsque la pompe à air reçoit les produits de la condensation à mesure qu'ils se forment dans le condenseur, sauf qu'ici les opérations se succèdent plus rapidement ; on peut donc donner au condenseur, dans ce cas, une capacité égale à quatre fois le volume des eaux qui proviennent d'une seule condensation.

Les pompes de cette espèce produisent, évidemment, le même vide que deux pompes à simple effet, pour le même volume engendré par le piston à chaque course.

Au lieu d'employer les pompes de tous genres à mouvement rectiligne alternatif, pour débarrasser le condenseur des produits de la condensation, on pourrait se servir, dans le même but, des pompes rotatives dont la disposition est généralement calquée sur celle des machines à vapeur à rotation directe. Ainsi, par exemple, si un conden* seur était mis, par le bas, eu communication avec le tuyau D de la

machine de Joseph Eve (fig. 7), et que le cylindre intérieur A, garni de ses trois dents y qui font office de pistons, tournât sous Faction d'une force motrice dans le sens indiqué par les flèches, les produits de la condensation, appelés dans la pompe d'une manière continue par le tuyau D, en seraient chassés par le tuyau E. Pour maintenir dans le condenseur un degré de raréfaction déterminé, à Taide d'un semblable appareil, il suffirait évidemment que le Tolume engendré par les dents y ou celui qu'elles offrent entre elles aux produits de la condensation, durant deux courses du piston moteur, fût égal au volume qu'offrirait à ces produits, dans le même temps, une pompe à air à mouvement alternatif, calculée pour obtenir le même degré de raréfaction. La capacité du condenseur serait également déterminée d'après les règles que nous avons posées ci-dessus, en observant qu'une telle pompe agirait exactement sur les produits de la condensation comme la pompe à double effet dont nous avons parlé tout à Theurc.