CHAPITRE IV. — SOUPAPES DE SÛRETÉ ET PLAQUES FUSIBLES

»r suite de l'oxydation des surfaces en contact, ou de l'interposi- Kon de matières étrangères entraînées par la vapeur.

1132. Avant de décrire les ditîérentes formes de soupapes de sûreté, nous parlerons d'un phénomène fort singulier qui peut avoir une grande influence sur leur efficacité.

Le fait dont il est question a été observé, pour la première fois, par M. Griffith, mécanicien des forges de Fourchambault. Voici en quoi il consiste : si un gaz fortement comprimé dans un réservoir s'échappe par une ouverture pratiquée dans une large surface plane, et que l'on présente au courant une planche ou un disque métallique d'un diamètre beaucoup plus grand que celui de la veine, ce corps, repoussé d'abord par la pression de la veine de gaz, est au contraire attiré, lorsqu'en surmontant cette répulsion il a été approché à une petite distance du plan de l'orifice. Le disque ne peut alors être éloigné que par une force plus ou moins considérable.

Depuis, on a reconnu que les mêmes phénomènes ont lieu dans l'écoulement de l'eau. L'etTet dont il est question provient de ce fait général dans l'écoulement de tous les fluides : lorsqu'une veine qui sort d'un tube s'épanouit dans un tuyau dont le diamètre augmente brusquement ou d'une manière continue, l'accroissement de section est toujours accompagné d'une diminution de pression contre la surface intérieure du tuyau, diminution qui peut rendre la pression intérieure plus petite que la pression extérieure. Dans l'expérience de M. Griffith, la veine d'air s'épanouissait évidemment dans un canal dont la sectiort était la surface d'un cylindre, ayant pour hauteur la distance des deux plaques, et pour base les cercles concentriques à celui de l'orifice.

4i33. Ces expériences ont d'abord fait regarder les soupapes de sûreté comme ne présentant aucune garantie contre un excès de pression. Mais, en ne donnant qu'une très-petite largeur à la surface qui est en contact avec leur siège, les soupapes de sûreté se soulèvent toujours sous des pressions peu différentes de celles qui correspondent à leurs charges. En elîet, désignons par S la surface de la soupape pressée par la vapeur, par s la surface en contact avec le siège, par ;? la pression de l'atmosphère sur l'unité de surface, et enfin par m le nombre d'atmosphères de la vapeur. La charge P de la soupape sera égale h p [n — S). Si nous supposons que la soupape ne touche le siège que par un très-petit nombre de points, une couche d'air très-mince couvrira presque toute la surface s ; et quand la soupape se trouvera soulevée d'une quantité très-petite, en suppo-

GO

sant que la pression de la vapeur sous le rebord de la soupape soit complètement nulle, la pression exercée sur la soupape sera;?(w — 1) S +7^^/ ainsi, pour la soulever complètement, la tension de la vapeur dans la chaudière devrait augmenter d'un nombre d'atmosphères représenté par 5 : S, et par conséquent d'une fraction d'atmosphères d'autant plus petite que le rapport de 5 à S sera plus petit. Dans les dispositions ordinaires, s : S est plus petit que 0,1 ; ainsi, l'influence du phénomène dont il est question est très-faible, d'autant plus que les suppositions que nous avons faites sont les plus défavorables et ne peuvent jamais se réaliser, car la surface s touche toujours le siège sur une étendue plus ou moins considérable, et la vapeur, en s'écoulant, exerce toujours une certaine pression contre les bords de la soupape. Mais il n'en est ainsi qu'à la condition que s soit très-petit par rapport à S ; car, si le contraire avait lieu, l'accroissement de pression nécessaire pour soulever entièrement la soupape pourrait être très-considérable. Nous avons vu (1003) que cette condition doit toujours être remplie.

Les soupapes de sûreté peuvent se diviser en deux classes, celles qui sont chargées directement, et celles dans lesquelles la charge a lieu par l'intermédiaire d'un levier.

1134. Soupapes chargées directemejit . — La figure 230 représente une coupe verticale d'une soupape de sûreté à charge directe, disposée de la manière la plus simple. C est une tubulure en fonte boulonnée sur la chaudière; G et G', deux tiges verticales fixées sur le rebord supérieur de la tubulure ; HH, une tige horizontale percée d'un orifice en son milieu et qui relie les deux tiges G et G' ; AA, la soupape de sûreté ; sur sa tête est fixée la tige T, autour de laquelle sont posés les poids annulaires P, P, P, ayant dans la direction d'un rayon une fente qui permet de les mettre en place sans démonter la traverse HH. La soupape est en bronze, et la partie qui s'engage dans la tubulure est cylindrique, sensiblement du même diamètre, et percée de quatre ou cinq ouvertures rectangulaires pour donner issue à la vapeur. Ordinairement on fixe sur le bord supérieur de la tubulure, et dans la fonte, un anneau de bronze qui dépasse un peu le plan supérieur de la tubulure. On rode la soupape sur son siège, en introduisant entre les deux une petite quantité d'émeri très-fin.

Fi'/. 2-30.