CHAPITRE V. — ALIMENTATION DES CHAUDIÈRES A VAPEUR

la partie inférieure de la chaudière ; de plus la boîte à soupape se termine par un tube vertical qui s'adapte à la chaudière.

Une soupape s à double siège est manœuvrée par un flotteur /, qui agit par l'intermédiaire d'un levier et d'une tige recourbée t. La soupape se termine intérieurement par un petit piston p, garni d'une bague en caoutchouc qui forme le joint, la soupape est maintenue fermée par la pression de la vapeur, la partie inférieure ayant une surface moindre que la partie supérieure. Lorsque le niveau vient à baisser dans la chaudière, l'action du flotteur fait soulever la soupape, et l'eau d'alimentation peut passer de « en /^ pour se rendre à la chaudière.

1174. Bien d'autres appareils ont été imaginés pour alimenter les chaudières à vapeur d'une façon continue ou automatique, et y maintenir un niveau constant; quelque ingénieux et bien construits que soient ces appareils, quelque régulier qu'en soit le jeu et quelque assuré qu'il paraisse, nous hésiterons toujours à en recommander l'emploi. Ils doivent, en vertu de la régularité même de leur fonctionnement, suspendre l'attention du chauffeur, placé ainsi dans un état de sécurité qui peut devenir trompeuse, tandis que, réduit aux moyens ordinaires d'alimentation, qu'il doit mettre luimême en marche ou arrêter, le chauffeur se trouve plus engagé à une surveillance régulière qui fait partie intégrante de son travail. Dans tous les cas, quand on se sert d'appareils automatiques d'ahmentation, l'emploi de sifflets d'alarme fonctionnant aux limites convenables de niveau sera rigoureusement nécessaire.

1175. Alimentation par l'action directe de la vapeur de la chaudière. — C'est à M. H. Giffard qu'on doit l'invention d'un appareil auquel il a donné le nom d'injecteur et qui permet de forcer l'introduction de l'eau d'alimentation dans la chaudière au moyen d'un jet de vapeur pris sur cette chaudière elle-même ; cette invention a valu à son auteur le grand prix de mécanique de l'Institut de France. Le principe de cet appareil consiste à faire arriver un jet de vapeur dans une capacité remplie d'eau et terminée par un ajutage conique d'écoulement ; la vapeur du jet se condense dans l'eau, lui communique la force vive dont elle est animée elle-même, et cette eau acquiert une vitesse qui permet à l'eau sortant de l'ajutage de forcer son entrée dans un tuyau qui conduit à la chaudière.

Ce qui se passe dans l'injecteur eût été complètement inexplicable avant l'introduction en physique de la théorie mécanique de la chaleur. En s'appuyant sur cette théorie, les faits s'expliquent

au contraire de Ja façon la plus rigoureuse, comme nous allons le voir.

Appelons

M le poids de vapeur qui s'écoule par seconde,

m le poids d'eau entraînée dans le même temps, . C = 1,0224 la capacité calorifique de l'eau,

A =: — r l'équivalent calorifique du IraA^ail,

p,. fj, Vi la pression, la température et le volume spécifique de la vapeur dans la chaudière,

Po la pression atmosphérique,

1q la température initiale de l'eau entraînée,

t^ la température du mélange d'eau et de vapeur à la sortie de la capacité où se fait le mélange,

u le volume spécifique de l'eau, supposé constant,

^3, pj la température et la pression dans le tuyau qui mène le mélange à la chaudière,

r, la chaleur latente de vaporisation de l'eau à la température <,.

Considérons l'écoulement du mélange à l'orifice de la capacité de mélange, et représentons par u la vitesse du mélange, en supposant nulle la vitesse initiale de la vapeur dans la chaudière et celle de l'eau dans la bâche ou le réservoir d'où elle est amenée ; l'accroissement de force vive de la masse qui s'écoule en une seconde sera ;

Cet accroissement de force vive doit être égale à la somme des travaux extérieurs qui se compose :

\° Du travail dû à la condensation de la vapeur, lequel comprend

d'abord : le travail dû à l'abandon de la chaleur latente, soit -P-: mais par suite de la diminution de volume résultant de la condensation, il s'accomplit un travail négatif représenté par — M/j^ [v^-v) ; il faut ensuite tenir compte de l'abaissement de température qui

produit un travail égal à — ' {t^ — ^2) ; de sorte que le travail total dû à la condensation de la vapeur est exprimé par :

JC(?,-g-^^-Mp,K-^;);

2° Du travail dû aux pressions et qui est représepté par M(;?4Vi —p^i pour la vapeur ; pour l'eau, ce travail peut être considéré comme m car la pression est la môme dans la bâche et à l'orifice, et le volumj^ spécifique de l'eau peut être considéré comme constant.

3° Du travail négatif dû à réchauffement de l'eau et représentil

par5C(^ — ^2); . -.;.;.,■ .,:.. .Uî..v,ji^^„.