7P,V, T./ /FA

'•-7-1 VtA

Pour l'air, on a sensiblement y = i,4i. Posons, de plus^ To = :a73 4- 200, T, = 273,

P, = io333^^ V2=I'»^ Il en résulte

Fo = 14796^^'", - F, = I i23S^^,

Telles seraient, abstraction faite de tous les déchets de travail par les frottements, par les pertes de pression, etc., etc., les dimensions relatives d'une machine à air marchant à I atmosphère de pression au rafraichisseur, avec zéro dans ce dernier et aoo degrés au générateur, et dépensant 1 mètre cube de gaz par coup de piston et par seconde.

i^ On voit que le travail positif ne dépasse le travail négatif que de

pour un travail gagné de — ^ » soit 48 chevaux.

2^ On voit aussi que la grandeur relative de la pompe aliuu'nluire par rapport à la pompe motrice s'élève à ( i ,3 1 63) : i .

i.v premier résultat nous fait trouver le motif des dimensicms recollement monstrueuses qu'avait la première machine à gii^, qui a excité tant d'enthousiasme.

Pour une machine marine de 960 chevaux théoriques, il faudraily en effet, une prompe alimentaire donnant 20 mètres cubes d'air par seconde, et une pompe motrice de 46 mètres cubes ! Je n'ai pas besoin de faire remarquer qu'avec de pareils organes notre travail théorique de 960 chevaux se réduirait en pratique au tiers ou au quart. Je montrerai plus loin que ces dimensions colossales pourraient être aisément réduites au 7^; mais le rapport (i,3i63):i ne saurait être modifié.

Si des pompes alimentaires relativement gigantesques des machines à gaz, nous revenons à celle de la machine à vapeur, nous trouvons ici un organe en quelque sorte insignifiant, quant au travail négatif qu'il coûte. La pompe alimentaire d'une machine de 100 chevaux, soit 7600 kilogrammètres, qui fournit 800 kilogrammes de vapeur par heure, soit

o'^'^yS : 36oo = o"*^,ooo:a2a, ne dépense en effet théoriquement que

par seconde, c'est-à-dire tout au plus les ~jj du travail F^ recueilli.

Dans nos machines à vapeur actuelles, il est vrai, le cycle fermé est rompu à la fin de la seconde période. La période île refoulement à température constante n'y existe que partiellement, et celle de la compression sans addition ou soustraction de chaleur n'y existe pas du tout. Cela nous amène ^ examiner sous la forme la plus utile si, au point de vue expérimental, la machine à vapeur gagnerait à ce que le cycle feraié parfait y fut accompli.

Celte condition est plus facile à remplir qu'il ne semble . Remplaçons en effet le condenseur à injection d'eau par un

condenseur à grandes surfaces métalliques, rafiraichies extérieurement à t^ ; et, au lieu de laisser la pression, à la fin de la détente, tomber brusquement de o**™, 8 par exemple a o*^, i , supposons que la pression au condenseur soit/?,, comme elle l'est dans le cylindre à la fin de la détente. Si à chaque coup de piston du cylindre moteur nous extrayons de ce condenseur, avec une autre pompe, l'eau et la vapeur qui s'y trouvent, nous pourrons combiner les choses de telle sorte que cette même pompe, en refoulant ensuite le mélange d'eau et de vapeur qu'elle renferme, ramène la masse totale à l'état liquide à t^ et la pousse dans la chaudière. Le cycle parfait sera ainsi satisfait. Pour nous rendre compte de la différence obtenue quant au rendement, prenons de suite un exemple numérique.

Le travail théorique que nous donne i kilogramme de vapeur d'eau saturée à i6o degrés, qui se détend jusqu'à 85 degrés (ouP| = 5888) et qui se précipite dans un condenseur à 3o degrés, est 5^3 1 8 kilogrammètres (p. ii3). Dans notre nouvelle manière d'opérer, ce travail s'élève à 53997 kilogrammètres; mais nous devrons condenser désormais à 85 degrés et non point à 3o degrés; je dirai de suite pourquoi.

Le poids final de la vapeur détendue de 160 degrés à 85 degrés est 0,87137. Le volume spécifique de la vapeur à 85 degrés est a™*^,8. Le travail de refoulement est par suite

La quantité de vapeur qu'il faudra condenser à 85 degrés est aisée à déterminer.

Nous avons dépensé à T©

Qo=ro = 493S56;

nous devons donc abandonner au condenseur

A 85 degrés on a il vient donc

=WT =<"'■• '^=«^-

Il restera, par conséquent, à extraire du condenseur 0,87137 — 0,74583 = o^^y 1^555

de vapeur, et o"*, 87445 d'eau. Cela nous fournira un travail posidfàe

Pour liquéfier ensuite la vapeur et ramener ainsi la masse entière de 85 à 160 degrés, il faudra dépenser

(U,-Uo)425=/,.

Nous avons ici

Uo= i'*.85%33 -+. o, 13555. 5o8, 31 = 148,81, U|= !''«. 161,74=^ i6iS74;

on a donc

et enfin, pour le refoulement au générateur, il faudra dépenser 0,001 .63343 = 63^^,343. Le travail négatif total s élève ainsi à

et la valeur de F^ devient

Fe= 53997— 17788 = 363II.

Avec la machine ordinaire, nous avions donc eu

de travail de plus. Nous avons, il est vrai, maintenant de Teau qui rentre à 160 degrés dans le générateur; nous avons aussi de l'eau à 85 degrés, qui s'écoule du condenseur et qui emporte les 4o8*** que nous y devons abandonner; mais cette dernière chaleur est perdue dynamique^ mentj et l'introduction d'eau à 160 degrés est bien loin de compenser les 16107 kilogrammètres que nous avons de moins en travail.

On dira sans doute : pourquoi ne détendre que jusqu'à 85 degrés, pourquoi condenser à 85 degrés, alors qu'on dispose d'une source de froid à 20 degrés? Dans la machine à vapeur ordinaire une raison s'y oppose : ici il y en a deux. Avec nos machines, nous pouvons aussi à la rigueur détendre de 160 à 3o degrés, ou jusqu'à la tension même de la vapeur du condenseur; mais il est clair que nous n'avons aucun intérêt réel à le faire. A 5o degrés, la pression de la vapeur d'eau n'est déjà plus que 1200 kilogrammes; dans la plupart des cas, cette pression (contre-balancée sur l'autre face du piston par celle du condenseur) ne fait même pas équilibre aux frottements propres de la machine ; le travail obtenu vers la fin d'une détente aussi grande cesse donc d'avoir une valeur pratique.

Mais voyons surtout de combien une détente de 160 à 3o degrés nous forcerait à agrandir le cylindre moteur de nos machines ordinaires et la pompe négative de la marche à cycle parfait.

A 160 degrés, on a

à 3o degrés, ces termes ont pour valeur

r^ = 585*, 62, Çi = 3o%036;

OQ a aussi

161, nl-^- 30.026 o

Il vient donc

pour la quantité de vapeur qui reste quand i kilogramme de >apeur à 160 degrés s'est détendu jusqu'à 3o degrés. A 160 degrés, le volume spécifique de la vapeur est sensiblement o,3oii; à 3o degrés, il est 33°^*, 266. Il faudrait donc que, dans le cylindre moteur, le volume s'accrût de o,3oi 1 a 33,266.0,77583 ou a5™*^,8o9! Un pareil nombre, disons un cylindre de ces dimensions, rend superflue toute réflexion critique. Voyons cependant, pour ne rien négliger, quel serait aussi le volume de notre pompe négative.

L evaporation à température constante, 1 60 degrés de notre l^ilogramme d'eau, nous coûte 493*^*S 56. Pour décrire le cycle fermé parfait, il faudra donc rendre au condenseur

Q, = 493,56 g?i| = 345-,33, et condenser par conséquent, à /^ = 3o®,

Il restera donc un poids de vapeur