RAPPORT

de la preuion «le la vapeur mr le pistoo , arec •a preuion primilive, représentée par l'uniu*.

Quart de la course o,25.

Mottié de la course o,5 'h o,55l 0,6 o,b5

et trois quart» 1°''.

de U course. .J°'a ' 0,0

Fourniture complète de vapeur de la chaudière cylindre.

La communication avec la

Cou

chaudière est interceptée el/ "lot la vapeur n'agit plus que par\ 0,^r "J expansion. l«;333f

o,3ial

Pression primitive e la vapeur avant l'expansion.

Moitié de la pression primitive.

rte totale

Tiers de la pression primilive.

Qunrt de la pression primitive.

des actions 1 1 ,573

En additionnant les divers nombres de la colonne qui représentent les diverses actions , ou, si l'on veut, les divers degrés de pression de la vapeur sur le piston, à chaque partie de la course , on trouve pour somme totale 1 1 ^3. Si la vapeur, dont l'action est ici représentée par l'unité, avait été fournie pendant toute la durée de la course , il y aurait eu 20 actions dont chacune aurait été équivalente à t ;ta force aurait donc été égale à 20. Qoand elle n'est fournie que jusqu'au quart de la course, la force n'est que 1 1,573, au lieu de 20 ; mais aussi on n'a employé que le quart delà quantité de vapeur'qu'on eût consommée dans le premier cas, c'est-à-dire sans expansion ; et cependant on a obtenu plus de la moitié de la force , puisque 1 1,573 est envi- ". 4?

J70 DE LA VAPEUR COMME FORCE MOTRICE, ron |es i L de cette force. Il est bon d'observer toutefois que la course ne s'achève pas dans le même temps , et qu'elle est retardée.

Les bases d'après lesquelles il semble qu'on pourrait évaluer la force d'action de la vapeur, lorsqu'elle se détend dans un seul cylindre, pourrait peut-être servir aussi dans le cas où l'on fait agir une seconde fois la vapeur par expansion , dans un second cylindre ; il ne faut pas se dissimuler néanmoins que s'il est , sinon impossible, du moins oiseux, daus létat actuel des choses, de vouloir calculer, a priori , la puissance mécanique effective d'une machine à vapeur, sans expansion, il l'est bien plus encore pour une machine à expansion, à un ou plusieurs cylindres \ et tout ce que nous avons dit des premières à ce sujet, s'applique , à bien plus forte raison aux dernières. Il faut se résoudre , quant à présent, à ne juger leur puissance que par le travail particulier que chacune fait, et sans prétendre encore conclure de l'une à l'autre avec quelque exactitude.

Dans les premiers chapitres rclatifsau moteur qui nous occupe, il a été question d'une espèce de machine à vapeur qui diffère essentiellement de celles qui précèdent ; nous voulons parler de la machine atmosphérique. Rappelons-nous qu'avec cette dernière, la vapeur n'est pas le moteur immédiat } elle ne sert qu'à faire le vide. C'est la pressiou de l'air qui fait la force de cette machine. Le mode d'évaluer cette force doit donc 4ifl'érex aussi de celui qui convient aux machiues mises en mouvement par la seule pression de la vapeur.

En effet, que résulte-t-il ici du vide qu'a produit la vapeur wus le piston ? le soulèvement d'une colonne atmosphérique , d'une base égale à la surface du piston, à u*e hauteur précisément égale à la longueur de la course du piston. Mais quelle est dès lors la force agissante, la puissance œécaaique ? Le poids

ET DES MACHINES A VAPEUR. 3?l de cette colonne, multiplié par la longueur de la coufse si le vidé est parfait. Cette puissance mécanique est donc d'autant plus considérable que le piston a plus de surface , qu'il a plus de course à faire sous l'action de l'air, et que le vide opéré par la condensation de la vapeur est plus parfait.

Si le vide est parfait , le poids de la colonne atmosphérique motrice est, terme moyen, équivalent à celui d'une colonne de mercure de 76 centimètres de hauteur, ou, si l'on veut, ce poids serait représenté par i>36 multiplié par le nombre de centimètres carres dont se compose la surface du piston.

Si le vide n'était que partiel, il faudrait soustraire le poids correspondant à la tension offerte dans le condenseur, du poids de l'atmosphère par centimètre carré, et multiplier la différence par la surfacedu piston , exprimée aussi , comme ci-dessus, en centimètres carrés.

Ainsi, par exemple, supposons une machine dont le piston ait 2000 centimètres carrés de surface ; que sa course soit de 200 centimètres de hauteur; que la tension régnant constamment dans le condenseur soit équivalente à 36 grammes par centimètre carré : la pression effective de l'atmosphère ne sera pins, sut l'unité de surface, que ikil,ooo; multipliez ce dernier nombre par 2000, surface entière du piston, vous aurez , pour le poids de la colonne atmosphérique 2000 kilogrammes; et pour puissance mécanique 2000 x 200 centimètres de course, ou 400000 kilogrammes élevés à un centimètre de hauteur; ou, en d'autres termes, cette puissance sera équivalente à un poids de 2000 kilogrammes tombant de 200 centimètres de hauteur. Mais , qu'on prenne la première ou la seconde expression , qncl sera le temps de l'action ? Ce temps dépend évidemment de la chargede la machine : si elle était nulle, si la colonne d'air ne trouvai! aucune résistance , la vitesse du piston se détermi-

nerait d'après lès lois de la chute libre d'un corps grave ; avec une charge, elle doit être déterminée d'après les mêmes lois, mais en considérant que le poids moteur soulève, par sa chute, un autre poids qui lui est opposé.

Du reste, il eu est de la roaehioe atmosphérique comme des autres machines à vapeur; il faut comprendre, dans la charge, toutes les résistances occaswnées par les divers accessoires qui sont nécessaires au jeu de cette machine.

Si l'on réfléchit sur tout ce que nous venons de dire, cbn^ cernant les bases sur lesquelles on peut raisonnablement asseoir 1 l'évaluation de la puissance effective des divers systèmes de ' machines à vapeur, on trouvera qu'il n'y a de généralement applicable que ce que nous avons appris sur la tension de la ta<~ pcur,sur son action, à divers degrés de vitesse, sur sa force expansive, enfin que ce quiest relatif à l'elTetdu videet delacOn^ ' densation, sur la puissance mécanique. Nous avons reconnu11 la force de tension, d'expansion, quel qu'en soit le mode d'application; il ne nous reste donc, pour compléter les seuls faits généraux que ce sujet nous présente, qu'à exposer ceux qui ont' rapport à la manière déjuger, dans tous les cas, de l^étatdù vidë opéré par la condensation, et de la quantité d'eau nécessaire à cette condensation , en toutes circonstances. "i,> , 1

Supposons que v soit la quantité de vapeur à condenser', par chaque coup de piston (nous exprimons cette quantité en ^iéds cubes, pour plus de simplicité). ' •* , Ai' >

e, La température de l'eau froide d'injection, en degrés ceu^ « tigrades.

/, La température de l'eau , produite par la condensation. 56o, ou si l'on veut, 6oo, pour le nombre d'unités de chaleur qui affecte la vapeur à ioo degrés de température. Qu'enfin x soit le nombre de pouces cubes d'eau froide né-

ET DES MâCHIHE* À VAPEUR. ^3 cessaire pour condenser la quantité v de vapeur. On sait que le pouce cube d'eau pèse à très-peu près un pied cube de vapeur. Nous aurons v x (56o — /) = j x (/ — e)} donc x

Si donc il arrive dans le condenseur a pieds cubes de vapéUr à ioo degrés ; que l'eau d'injection soit à 10 degrés de terapérar ture, et qu'on veuille abaisser l'eau de condensation jusqu'à 4o degrés, afin de n'avoir qu'un faible reste de tension dans le condenseur, nous dirons, pour trouver d'après la formule cidessus la quantité de pouces cubes dYeau qu'il faut employer , x 3= a x ou x = «44^ = 34 | pouces cubes d'eau

froide.

On conçoit que, connaissant la quantité d'eau froide injectée, on peut fort aisément trouver, au moyen de cette formule, la température qu'aurait l'eau de condensation. Il en est de même pour chacune des quantités qui entrent dans cette foiv mule.

Malgré les faits exacts relatifs et à la force de tension de la vapeur , et aux résultats de la condensation, à toutes les températures, faits qui s'appliquent aux machines à vapeur quelconques, nous ne pouvons* pas terminer, sans répéter ce que nous avons dit plus haut, que, vu l'influence de diverses circonstances extrêmement variables et quelquefois accidentelles dont on ne peut débarrasser la construction de ces machines, il paraît impossible, dans l'état actuel de nos connaissances, d'évaluer , à priori 7 le rapport «le la puissance mécanique à l'effet produit : on peut dire cependant , d'après l'observation d'un grand nombre de faits, que cette puissance est, en général, à l'effet produit par les machines d'une bonne construction et en bon état, dans le rapport de 3 à 2.