CHAPITRE XLIII

Huitième et neuvième questions. Une chaudière étant donnée avec la quantité d'eau requise , combien sortirait-il de vapeur en un certain temps par divers orifices, et à quels degrés de tension ?

Dans quel rapport doit être la grandeur de l'orifice de sortie avec la capacité de la chaudière, pour obtenir toujours une vapeur au même degré de tension ?

Plusieurs élémens principaux entrent nécessairement dans la solution de ces questions, savoir : i°. la quantité de chaleur qui afflue, en un temps donné, dans la masse d'eau exposée à son action j a\ la surface de l'eau en contact avec le feu; 3°. la grandeur de l'orifice comparée avec cette surface ; 4° • k vitesse de la vapeur, lorsqu'elle s'échappe de cet orifice*, 5°. enfin la densité de la vapeur sortante.

Ces questions , si simples en apparence , deviennent trèscompKquées, si l'on considère la part active que chacun de ces élémens prend dans la production de l'effet qu'on a en vue, et nous ne pensons pas qu'il soit possible de les résoudre à priori, d'une manière satisfaisante. Il faut donc en chercher la solution dans- les résultats d'expériences directes sur cette matière.

Il se peut que des expériences de ce genre aient été faites; mais nous en avons vainement cherché les traces, pour y recourir, pour nous en appuyer dans notre travail-, il a fallu dès lors nous livrer nous-mêmes à une suite de recherches expérimentales sur ce sujet. Que nous ayons les premiers ouvert la carrière , ou que nous n'ayons fait que répéter, sans le savoir, les expériences de ceux qui ont pu étudier cette matière avant nous., c'est un point fort peu important à décider; l'essentiel est d'accumuler les faits dans une science qui ne peut s'étendre et se perfectionner que par des faits soigneusement observés et fidèlement rapportés.

Voici donc comment nous avons procédé, et une suite de résultats de nos expériences.

On s'est servi d'une chaudière de fonte fort épaisse, fermant Lien exactement par un couvercle de même matière , rodé sur ses bords avec ceux de la chaudière et solidement fixé par plusieurs boulons. On avait eu l'attention eu outre de faire le joint du couvercle et de la chaudière avec du carton graissé; on s'est assuré Ainsi d'une fermeture parfaitement exacte.

Un thermomètre centigrade pénétrait dans l'intérieur de la chaudière, par une boîte à étoupes, ajustée avec soin sur le couvercle.

Un petit bout de tuyau-, venu defonte avec le -couvercle, s'élevait au milieu de celui-ci ; il portait une bride sur laquelle on fixait successivement des plaques de cuivre présentant des orifices de diverses formes ou dimensions.

Un petit cylindre solide de cuivre, suspendu au bout d'un fil de cuivre très-fin, et attaché à un levier d'équilibre, servait de flotteur et indiquait le niveau de l'eau dans la chaudière; on était ainsi à même de juger des quantités d'eau évaporées. Un petit manchon de toile métallique recevait le flotteur dans 1 in-

ET DES MACHINES A VAPEUR. 27g térieur de la chaudière, et le maintenait en repos, malgré les secousses de l'ébullilion.

Un autre tuyau débouchant près du fond de la chaudière, traversait le couvercle sur lequel il était bien joint par une bride à vis et à garniture, et allait communiquer avec un corps de pompe foulante destinée à fournir de l'eau à la chaudière.

La surface totale intérieure de la chaudière était de SG/*^""

10 litres d'eau, qui étaient la charge ordinaire de la chaudière, répondaient à une portion de surface intérieure de cette chaudière, égale à 189382 millimètres carrés; c'est-à-dire que la surface de l'eau en contact avec les parois de la chaudière était représentée par ce dernier nombre.

Le foyer était aussi grand que la chaudière pouvait le comporter par ses dimensions , et disposé de manière que la flamme circulait à l'entour de la chaudière avant de passer dans la che* minée.

Le tirage du fourneau était parfait; on le modérait à volonté et fort aisément.

Sans eau, le fond de la chaudière aurait pu assurément rougir très-fortement, avec le feu qu'on pouvait faire.

Dans le cours des expériences , lorsque le feu était poussé à son maximum , le tuyau de tôle formant la base de la cheminée était constamment rouge, à près de 4 décimètres de hauteur.

a8o DE LA VAPEUR COMME FORCE MOTRICE ,

Première série dexpéiiences pour déterminer les qiumliiéPd'emqui s'écoulent en vapeur de la chaudière ci-dcssns , par divers orifices, avec le feu le plus fort qu'on pût entretenVdans le fourneau et qu'on maintenait avec grand soin à ce degré d'intensité: < •

.11* «cVt 1 «i i . 'i: M / D '» ..'l't •'. " i »! » !• * I l M . J

i\ Ouverture rectangulaire de 12 millimètres de langueur

sur 3 de largeur. 1

Le baromètre marquait 76s millimètres. M. «sutte.de 12 expériences que la température de l'eau et de la vapeur est restée dans la chaudière à io5?5 centigrades. On n'a pu parvenir à l'élever plus haut, avec l'oritice ci-des*us* et ave« un feu entretenu, à son maximum d'intensité. Cet oriace était donc assez grand, relativement à la quantité de vapeur produite, pour ne pas permettre à ce fluide de se comprimer .dayaptage sur lui-même. • <i' . . > . •>. \ ~

Un litre, ou ce qui«st la m&ne chose, un kilogramme(^'eau s'est dissipé en vapeur à la température ci-dessus, en trqi^ minutes. - f> * a«. Ouverture rectangulaire de G millimètres de longt?ur

sur 3 de largeur. i-^i .;;.<•' iq ^pO

Baromètre comme à-dessus* ^^pératu^ 4s A'^M&& la vapeur, avec la même violence de feu, n'a pas dépassionne moyen, pour le nombre ci-ue$SMS,d'ex^rieocesR ^egrés

Un litre d'eau.s est dissipé, en vapeur en trois mmitçi, itf 3\ Ouverture rectangulaire de 3 millimètres fie frnçueur

sur 3 de largeur. i t

Baromètre comme ci-dessus. La température de l'eau et de

la vapeur, avec la même violence de feu, n'a pas dépassé *erme

Mioyen, 1 38 degrés centigrades.

Un litre d'eau s'est dissipé en vapeur en trois minutes, ,

ET' DES MACHINES A VAPEUft. a8i

4°. Ouverture circulaire de a5 millimètres de diamètre.

Baromètre comme ci-dessus. Arec la même violence de feu , la température de l'eau et de la vapeur n'a pu s'élever au-dessus de 100 degrés centigrades.

Un litre d'eau s'est dissipé en vapeur, en trois minutes.

5\ Ouverture circulaire de ia""" ,5 de diamètre.

Baromètre comme ci-dessus. Avec la même violence de feu, la température n'a pas dépassé, terme moyen, 101 degrés centigrades.

Un litre d'eau s'est dissipé en vapeur, en trois minutes. .

6°. Ouverture circulaire de 6"*i:l,a5 de diamètre.

Baromètre comme ci-dessus, La température n'a pas dépassé, terme moyen , 1 1 a degrés centigrades.

Un litre d'eau s'est dissipé en vapeur, en trois minutes.

7°. Lie couvercle de la chaudière étant été.

Baromètre comme ci-dessus* Le même feu ; température , ioo degrés centigrades.

9 litres d'eau ont été évaporés en 25 7 minutes , ou un litre d'eau en trois minutes à peu près.

Cette première série d'expériences peut donner lieu à plusieurs remarques importantes; nous nous bornons aux suivantes.

i°. Une chaudière étant donnée , avec un foyer entretenu -au même degré d'intensité, ou, en d'autres termes, avec une puissance calorifiante constante, on en obtient le même poids de vapeur, en un certain temps, quelles que soient les dimensions de l'orifice par lequel la vapeur s'échappe ; qu'ainsi on évapore, en une minute par exemple, autant d'eau par un petit orifice que. par un grand; seulement le densité, et par conséquent la température et la tension de la vapeur sortante, varient suivant les , dimensions de l'orifice. / . > • ,