I. Méeiniq
98 , AGEJ?ÎS Mf:CA]NiI(^l ES :
par l’auget le plus élevé et celui produit par l’auget le plus bas.
Si ceâ deux aiigets sont remplis, le poids de l’eau qu’ils C 04 tiennent n’a,
' comme nous l’avons déjà établi , aucune influence sur le mouvement de la roue ; mais ce poids exerce sur les supports de l’axe sa pression tout entière. Lè frottement étant proportionnel à la pression verticale, est nécessairement augmenté, ; et produit par conséquent un accroissement de résistance à l’eftet résultant du poids de l’eau dans’ les autres augels descendes. Il en résulte donc que le poids de l’eau, dans l’auget le plus haut et dans l’auget le plus bas, est un obstacle positif au mouvement de la roue.- • Maintenant , supposons que les aiigets a ex. 19, qui sont les plus
rapprochés de l’auget le plus élevé et de l’augèt le plus bas, soient remplis,. il en résultera deux effets : d'abord une pres-^j sion additionnelle sur les sùpporls de .'l’axe de la roüe, et par conséquent un accroissement de résistance , ensuite une' force motrice déterminée par la longueur du bras dé levier AO. lUais lorsque les augets a et a! sont rapprochés le plus possible du plus haut et nu plus
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bas poiut de la roue, la force motrice déterminée par la longueur du bras de levier AO, est la plus petite possible, tandis que la pression exercée par le poids de l’eau sur les supports de l’axe de la roue est presque la plus grande possible.
Il en résulte donc un accroissement ^ de résistance beaucoup plus grand que la force motrice obtenue , et par conséquent une perte de force. <
On peut conclure de. ce raisonnement qu’il existe, à partirduplusliaut et du plus ' *
bas points de la roue^ une certaine distance où la force motrice produite par le poids de l’eau dans les augets , est seulement égale à la résistance qu’oppose le frottement produit par la même cause, ' c’est-à-dire le poids de l’eau ; « circon,stance qui détermine l’équilibre, qui, sans nuire au mouvement, n’y contribue pas , et d’où résulte néanmoins une ^
perte de force,, puisqu’il y a de l’eau em- . ployée inutilement. »
Il est également évident qu’entre. ces >j
points d’équilibre et le plus haut et le , • ;
plus bas points de la roue, un auget reiupli produit une perte positive de puissance , et que , même au delà de là ,li-
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AGEKS ArÉCAmQ^LES :
mite de Téquilibre, mais cependant trèsprès de cette limite , la force motrice réellement obtenue est très-peù de chose.
• Il y a une certaine vitesse avec laquelle une roue en dessus doit se mouvoir pour produire le plus grand elFet
f )ossible; c est ce qui paraîtra évident orsqu’on aura considéré les deux cas extrêmes , comme dans les recherches précédentes.
En effet, si la roue est tellenient chargée, c’est-à-dire, si la résistance qu’elle éprouve de la part du mécanisme qu’elle doit mettre' en mouvement est telle que le poids dé l’eau soit insuffisant pour la faire tourner, sa vitesse sera nulle.
Si, au contraire, oii suppose què la roue tourne avec une telle rapidité, soit à’cause de sa légèreté, soit'à cause du peu de résistance qu’elle éprouve de la part du mécanisme qu’elle fait mouvoir, que Teau descende aussi proinptcment avec les augets que si elle était abandonnée à elle-même , le poids de cette eau ne produira également aucun effet , puisqu’il n’agira sur aucune résistance , et u’aura aucun effort à faii*e.
Entre ces deux limites , se trouve une
SALi.
loi
vitesse moyenne qui doit produire le meilleur ’clfet. possible.
Smeatou a conclu de nombreuses expériences, que la meilleure règle générale de vitesse pour la oircotiférence d’une roue en dessus est de trois pieds anglais ( 2 pieds 9 pouces g lignes ou
o m. 9ir{388) par seconde; et, d’après ces observations, cette règle s’applique également aux grandes comme au petites roues; néanmoins, il donne .comme -exception à la même règle que les roues élevées perdent moins de-force que les petites.
(48) Dans les localités ou la chute’ d’eau est très-élevée , mais où le liquide est très-peu abondant, on peut employer, avec un grand avantage, un appareil du genre de celui" représenté ^par, la fig. ^planches N-yi.
Une chaîne sans fin,' qu’on nomme cAapelet, portant une série d’augets”CFE D, tourne sur deux roues AetB ; l’eau s’écoule ’du réservoir G dans l’auget le plus élevé e^n N ; lorsque celui-ci s’abaisse.^ il est remplacé par l’augét D , qui se remplit à son tour , descend et fait place au suivant. Tous lès augets du côté C se remplissent ainsi , tandis' que ceux du côté
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102 AGEWS MtiCANIQL'ES :
E feont vitle3etienveisép. La chaîne d’au- 'gets est donc constamment en mouvement^ eyatraîné dans la direction G F E D • par le poids de l’eau qui remplit tous tes augets du côté C.
( 49 ) La roue de côté , repi’ésentée Jig ‘l'i , plaryches Y-VI, offre un autre moyen d’employer le poids de' l’eau comme agent mécanique. • '
Cette roue est garnie, sur sa circonférence, de palettes ou d’aubes, dont le plan fait u% angle droit avec le plan de la roue, et cmi sont tous dans la direction des rayons. Elle prend l’eau un peu audessous de son diamètre horizontal. Enfin, le coursier, c’est-à-dire la partie de^ la maç.gnnerie ou de la charpente , . qui donne passage au liquide, est consU’uit de manière à ne laisser entre les palette? et lui que le moins d’espace possible , c’est-à-dire ce qui est rigoureusement nécessaire pour que la roue puisse se mouvoir librement, -afin que l’eau
Ï misse être retçnue entre les palettes et e coursier , et utiliser son poids jusqu’à ce qu’elle arrive près du plus bas point , de la roue. ,
(5o) Le mouvement d’une roue, en ^ef^s'ous est entièrement dû à la force
V , . eau. , io3 '
motrice de Teau courante, et est toul-àfait indépendant du poids de ce liquide.
Comme la roue de côté elle est garnie de :
palettes , contre lesquelles l’eau est dirigée par un car\gil en pente, à la partie inférieure de la roue, ainsi que le repr^ sente la^g-«re oZ , planches . •,
. L’efFetde cette roue dépendde la quantité d’eau qui passe dans le coursier, et de la vitesse avec laquelle le liquide frappe contre les palettes de la ^ue.
Cette vitesse dépend elleynêmë de la hauteur de la chute qui doit, par conséquent, être aussi élevée que les circon- i
stances locales le permettent.
Un grand nombre d’opinions différentes ont été émises par les auteurs d’ouvrages sur la». Mécanique', sur, la ^
question relative au nombi e le plus con-* venable de ‘palettes à mettre sur une -, V roue en dessous. , • ' ' ‘
Bossut a démontré que la vitesse dé ’ •
la roue étant donnée . il y' a un certain " . 3
nombre de palettes- qui produisent de |
plus gi’and* effet. ' . * .
La règle de Bossut n’est pas d’une na- , ture* assez simple" pour trouver place ' ■ ' ^ i
dans ce Traité, destiné seulement aux •. \
mécaniciens pratiques ; mais nous don- J
io4 AGEWS mécaniques;
nerons pour règle générale , que la roue peut être garnie d’un aussi grand nom- Lre de palettes que le comporte la force de la circonférence matérielle de la roue à laquelle elles doivent êüe attaciiées, ^n ayant soin en même tems de ne pas trop alourdir^ la roue par leur poids;
« compensation qui peut s’opérer, en faisant les palettes d’une matière qui réunisse la torce à la légéreté , en tôle , par exemple. >*
Dans tou^ les cas , les désavantages qui résultent du trop petit nombre de palettes , sont plus considérables que ceux qui peuvent arriver du défaut contraire.
(5i) Pour estimer la force avec laquelle un cours d’eau agit sur une roue • en dessous , il est souvent nécessaires jiJe mesurer la vitesse du courant , et la 'quantité d’eau qui passe dans sou lit.
On a imaginé diverses méthodes pour obtenir le premier de ces résultats.
■ L’une des plus simples consiste à tendre , d’un bord à l’autre , deux cordes pei'pendiculaires au courant, et ayant entre elles une aussi grande distance que les localités peuvent le permettre. On jette dans l’eau un corps léger au dessu#
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de la corde placée dans la partie supé»
l’ieure du courant, et Ton observe , au moyen d*une montre qui indique des demies-ou des quarts de seconde, le mo- >
ment précis où ce corjis léger passe sous la première corde, ainsi que celui où il passe sous la seconde. On connaît ainsi le tems qull a mis pour arriver d'une corde àTaiitre , et-, en mesurant la distance entre les deux cordes, on connaîtra la vitesse avec laquelle le Trouvant '
l’aura entraîné , et, par conséquent, la ^
vitesse même du courant.
La //g-. planches V-VI, représente ^
un petit appareil qui offre les moyens de • déterminer plus rigoureusement la vi-^ tesse d’un cours d’eau. f
Il est composé d’une petite roue d’un pied de diamètre , garnie de palettes , et ^ se mouvant sur une vis très-délicate a ù, qui traverse son axe B
Lorsc^u’on place cette roue sur un ' -'i
cours d eau, les palettes qui en reçoivent une ^ certaine impulsion,- forcent l’axe B tourner sur la vis a b , et à s’avancer vers D . à chaque révolution • ^
tle la roue , de la distance qui se trouve '
entre deux pas de la vis.
/Un index o h est fixé à l’axe mobile . -
’ I06 • ACEKS MÉCAiMQLES :
Cil O f el , lorsque la roue comniefnce sont mouvement, la pointe de cet index est sur le 0 de réchelle fixe m <i ; comme la rolâtioii de la roue fait avaucer celle-ci vers D, chaque révolution fait aussi avancer l’index d’une des divisions de l’éclielle graduée, de sorte qu’on peut fa^ cilement connaître le nomlDre de révolutions qu’aura faites la roue dans un teins donné.
Un autre index ^mnp ^ courbé à an—
> glc droit , indique les parties de tour ou de révolution que la roue aura pn faire , • outre les tours entiers. Avant que le mouvement commence, il faut avoir soin de diriger la pointeau de cet index , sur le 0 de la circonférence graduée de la roue.
Ayant trouvé, au moyen de cet appareil, le nombre de révolutions et de fractions de révolution qu’aura faites la roue dans un tems donné , on n’a qu’à multiplie r ce nombre par celui qui représente la circonférence de la roue ( en pieds ou en mètres), et l’on aura la vitesse avec laquelle le cQurs d’eau ^urafait mouvoir la roue.
(Sa) La troisième propriété, en vertu de laquelle l’eau peut devenir un agent
ÏAU. ' ' 10-7 "
mécanique, est celle qu’elle possède avec tous IfP autres’lluides gazeux ou liquides de transmettre également la pression dans toutes les diréctions (^). .
• Si on remplit d’eau un vaisseau 'bien fermé de toutes parts , et si l’on exércc une pression qi^elconque sur un pouce earré de la surface de cette eau, une pression égale sera transmise ù chaque ■ pouce carré «de la paroi intéi ieure du vaisseau dans lequel reauést renfermée.
Une des applications les plus ihipoiT tantes èt les plus reniarquablés de < élte propriété de l’eau, comme ag/îiit méja- ‘nique , est la presse hj''drauliq,ue , quCf jes Anglais nomment plus' convénablemeni presse, hjdrosiatiqpe de Bramaîi , dont la théorie est extrêmement simple
(T n pisto»i A ^^ fvg. planches V-YI, dont le diamètre est trèsingrand j est construit de manière à se mouvoir dans
A^oyeÆ , ' pour plu^ amjdes diRâils lé Traité de Pnéumatique qiii feit partie Je ceîlc Collection. .
(**yp~ij^ez €T:.coT'e les détails que cohticnl sur cette presse, le Traité, d'iJ.ŸiU'osttUique qui liait partie dé cette Gollcrtion. ’ ‘ • '*-
Io8 ÀGI^JNS mécaniques:
le cylindiVC D , sans laisser passer l’eau entre lui et les parois de ce cylin^ÿe.
L’espace au-dessous de ce piston est rempli d’eau, et conununique , paj* un tuyau F, avec une petite pompe fou- ^ lante, dans laquelle se meut le piston G, au moyen duquel on force l’eau à passer dans le cylindre C D , au-dessous du grand piston.
Supposons maintenant que l’espace qui se trouve.entre ces deux pistons est rempli d’eau, et qu’au moyen du piston G, on exerce sur l’eau une pression d’une livre. *
Supposons en outre que le diamètre du pistou G est d’un quart de pouce , et (|ue celui du piston AB est d’un pied.
Bans ce cas, la base du piston A B , qui est pressée par l’eau, est 2804 fois environ aussi grande que la base du piston G qui presse l’eau ; et , en vertu de la propriété que l’eau possède de transmettre également la pression dans toutes les, directions, la pression d’une livre qu’exerce le petit piston G est transmise par le liquide sur clvaque partie du grand piston A B égale à la base du ‘petit piston r
Ainsi , en produisant une pression
KA't.
d’une livre sur le petit piston G, produit contre la J3ase du grand piston A B, ^ uüe pression de a3o4 livres environ.
. Cette propriété des fluide^ nous donne donc le pouvoir d’augmenter, l’intemité d’une pression exercée par une' force compara tiveinent très-petite, sans autres limites' que celles de la résistance des matières avec lesquelles la machine est> construite. * <
Cette même propriété des liquides nous permet aussi de transmettre trèsfacilement le mouvement et là force d’i*ne machine à une autre, lorsque les circonstances locales nous ôtent la possibilité d’établir d’autres cohmiunica- ’ lions mécaniques plus ordinairement employées entre deux machines.
Ainsi , en employant upic^ement des.
tuyaux de conduite , la force d’une machine peut être transmise à une distance qiUelconque , maigre les inégalités* du terrain ou tout autre obstacle.
Mécaniq.
"î lO A,GENS MéCANIQtFES , ^
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