CONDENSATION

I,a condciuaUoii cal ta partie des maehiues à vapeur, dites n romlensnlion, destinée a eiitreteoir uu vide aussi rompict que possible dans le eylindre, du cité de la surface du piston opposé à celle qui est en communication avec la chaudière.

cet effet , elle comprend deux appareils principaux , savoir : le rondenseur et la pompe d air.

Ije eondenseur est un espace fermé , suffisamment grand , dans lequel arrivent , d'une part , la vapeur qui a cessé de fonctionner utilement dans le cylindre, d'autre part, on jet d'eau froide convenablement dirigé pour effectuer rapidement la condensation de cette dernière.

La pompe à air est une pompe à eau ordinaire , assez grande pour enlever, du condenseur, l'eau chaude qui s’y dépose à chaque instant, ainsi que l'air qui s'y dégage, soit de la vapeur utilisée, soit de l'eau froide injectée.

A ces appareils sont Joints deux Mehes, dont l'une, dite bdehe d’eau froide, sert de réservoir à l’eau d’injection dans le condenseur; et l’autre, dite biUhe d’eau chaude, sert i recevoir l’eau sortant de ta pompe é air.

CO>DENSATION.

MMKWHnn en oésocnanm n r»Mm 4 âia.

Nous avons vu (page ll&j comment on liétcrroinela quantité d'eau P' à injecter dans le condenseur pour tiqucfler un kilogramme de vapeur â une température donnée I. Nous avons vu en outre que 38° était la température la plus avantageuse de condensation , et que, dons ce cas , le volume de l'air dilaté s'élève à vingt fols crhii de l'eau Injectée.

Partant de ces données , nous déterminerons les dimensions des condenseurs et pompes a air de la manière suivante ;

Kn ce fui coaccrac tes dimmsions rfc.v tomlenseurs . il n'exlstc pas de calculs théoriques pour les déterminer rigoureusement. Quand ces appareils sont très graiuls, la comiensatlon s’y effectue bien , mais le vide s'y fait mal, vu la difficulté que l'on éprouve à ch.isscr l'air qui s’y trouve chaque fois que l'on renvet la machine en train ; quand ils sont très petits , nu contraire , la v apeur sortant du cy Undre , ne se dilataut presque pas , opère , contre le piston moteur, une pression qui décroît graduellement au furet à mesure que sa condensation a lieu, (les deu.v inconvénients, provenant de dimensions extrêmes, fout que l’on est dans l'usage de ne donner à ces appareils que des dimensions moyennes.

En général le condenseur est un cylindre dont la capacité est la même que celle du corps de lu pompe é air, excepté dans quelques cas particuliers , où il est plus commode de lui donner une autre forme , comme pour machines de navigation, par exemple.

En ce qui coacerne la pompe à air, si on représente par V' le volume que doit engendrer son piston pour condenser I kilograronve de vapeur, on a, d'apres le tableau de la page I7S, en remarquant que les pompes ne produisent jamais que les 0,75 du volume calculé ;

Soit V le volume de vapeur dépensée, correspondant à une course de piston, sans détente à condensation. .Admettons en outre qu'il se perd , A chaque coup de piston , par les conduits de lumières et le jeu laissé dans le cylindre, pour éviter les chocs du piston contre les fonds, un volume de vapeur égal a

— ; n étant un nombre entier et positif, qui varie suivant la perfection avec laquelle les machines sont exécutées.

l* volume de vapeur à condenser, par chaque coup de piston , est représenté par :

le poids du mètre cube de vapeur, à I atmosphère j , étant égal aO‘,73, celui d'un cy lindre est égal a :

0,7f,v(.-hl);

on a alors la proportion :

I kll. vapeur : o» ' ,054 ; : o,7î V(^i .1) kll. vapeur ; r; on en déduit'. x = o,04 V f t -f j (l)

Cette expresalon est celle du volmne que doit engendrer le piston de la pompe A Air, quand le piston moteur engendre le vnlaine V.

Si, dans cette équation, on remplace x per 0,7*5 D” xC, et V pur 0,78* D* x C, D et D' éumtles diamètres des pistnas , C et C leurs courses , on obtient ;

COMPOSITION DES PARTIES DES MA<:HINI<:S A V APEUR

Prenons pour e.vempk' une machine tt balancier ordinaire. Dans ce cas U pompe à air est à sifD|de effet , et la course de mhi piston est moitié de celle du pûV>n nMteur. U eu résulte que, quand le piston moteur a parcouru 2 C, le piston de la pompe à air n'a parcouru utilemfHi que |C, d’oii résulte que l'on a : . .

2C : JC : : C : C=- JC;

remplaçant C' par cvtte valeur dans l'équatimi (2), nous obteuons :

n varie entre S et 10; snpposons-le égal A S, nous obtenons enlln ; '

Cette valeur de ü' n'est )Ms celle tpie l'on adopte généralement. Est-ce routine, est-ee expérience? .>ons croyons plus sage d'admettre eette dernlere hypothèse. \\ ail faisait : D' | D, et, depuis , on s'est peu ee.srté de eette donnée. Ole provient de ce que les eaux de coodensatlon ne sont pus toitjours froides; In mise ou train est bien plus facile avec une puissante pompe à air qu'avec une faible ; enün , la vapeur entraîne avec elle une certaine quantité d'eau qu'il faut condenser.

Nous pensons qu'U est possible d'arriver à un résultat satisfaisant eu faisant seulement :

Dans ce cas , on obtient pour volume engendré par le piston de la pompe à air par rapport à V :

e'est-à-dire près du double de ce qu'indique la théorie en lenani compte de la v apeur perdue.

roaisEs CT napoamoas dbs sppsaciu dc oosBcsasTioa.

I.CS formes et dispositions des appareils de condensation varient suivant les dispositions des machliies auxquelles on les applique. Les pompes à air, qui en constituent la pièce la plus Importante , sont généi-alement à icimple effet, aspirantes et élêitaiolres. Elles diffèrent de la plupart des pompes du même genre en ce que , au lieu de deux appareils d'obturation , dont l'un avant le piston et l'autre sur le pistou , elles en ont le plus souvent trois , dont les deux premiers comme el-dessus , et le troisième après le piston , et , quand elles n'ont que deux appareils d'obtnratian , ce sont toujours les deux derniers que l’on emploie. Cela prov lent de In circonstance particulière dans laquelle fonctionnent ces pompes.

En effet, bien que le travail de l'aspiration dans un condenseur, on existe un vide plus on moins complet, soit identique avec celui qui résulte, dans une pompe ordinaire, d'une coionDe aspirante de huit à neuf métrés , comme il en existe , le mode de fonctionnement en diffère essentiellement en ce que , dans une pompe ordinaire , quand l'air a été chassé , le soulèvement des obturateurs , pour le passage de l'eau d'une chambre dans une autre, se fait Immédiatement par le seni changement de direction du pUtoo, par la raison que l'eau est ineompresslbie, tandis que, dans la pompe à air, une portion du fluide à enlever étant élastique, le soulèvement des obturateurs n'a lien que quand la pression, en amont , est devenue supérieure à la pression en aval, ou réciproquement quand la preaaioo eu aval est devenue inférieure à la pression en amont. Or, quand le piston, supposé vertieol , descend , si sa surfoce snpérieure est

• CODENSATION. > tuv

«oomiae à li pmdoa de l’MinMphire, le aoulé>enimtde l’obtarateur dont II eit muni n'a Hen que quami la preaslon , dans la rharabre au dessous , qui était tout à l'heure égale à on huitième d’atmosphère au plus, est devenue plus grande que celle d’une atmosphère; si, au contraire, la chambre existant au dessus do piston rst fermée per un obturateur, la pression qui y existe, primitivement égale à celle de l'atmosphère, diminue au fur et è mesure que celle du dessous augmente, et le soulèvement de l’obturateur dont est muni le piston sedHt besueoup plus tM ; il en résulte que la portion de fluide élasticpie qui se trouve au dessous , passe au dessus en plus grande quantité et pcrmst un soulèvement plus prompt de l'obturateur d’ainont à la remonte du piston.

On peut objecter à cette observation que, si l’obturateur du pistcm, descendant, doit toujours arriver Jusqu'au fluide incompressible , il est peu important que son soulèvement ait lieu plus tèt ou plus tard ; eebi est juste, mais il n’en est pas toujours ahisi , surtout au moment de la mise en train , et il est bon nombre de coupe de piston qui , même pendant la marche , n’enlèv eut que de l’air.

L’obturateur de la chambre du dessus est donc Indispensable. Quant è celui qui , d’ordinaire , existi^ entre le condenseur et la chambre du dessous , II rst esacntirllemcnt utile en ce que , quand le pistou descend , il accélère le soulèvement de l'obturateur du piston en rendant plus petit l’espace dans lequel se comprime l’air qui se trouve au dessous de ce dernier, quand il descend, et c’est, à notre avis, une mauvaise chose que le supprimer.

La ligure 13 (pi. 18 ) représente un appareil de coudensation, dont la pompe A air est munie de trois obturateurs. A est la bâche d'eau fraîche ; le condenseur B et la pompe à air C y soot noyé's et maintenus , ainsi , aussi froids que possible ; de plus , ces pièces n’ay ont pas de contact avec l’air extérieur, s’il existe quelque fuite dans leurs joints ou dans la garniture du stufüng-bo.t de la pompe è air, il ne peut jamais s’y introduire que de l’eau, dont l'effet ne peut nuire à leur bon fonclionuement, si toutefois la quantité de cette dernière , qui y pénètre , n'est pas considérable.

Le seul inconvénient que présente cette disposition, c'est de refroidir inutilement l'eau contenue dans la pompe A air, attendu que, d’une part , cette eau , qui est en partie utilisée pour l’alimentation, a besoin d’ètre aussi chaude que possible, d’autre port, réchauffement de l’ean de la bdrbe qui en résulte ue peut que nuire A la condensatloD. Il serait donc boa , A notre avis , de mnolr le corps de la pompe A air d’une chemise, non pas métallique, c’est mutile , mois en bois ou tonte autre substance non conductrice de la chaleur.

En D est la bâche d’eau chaude percée de deux trous dont l'un a , inférieur, est destioé A recevoir un tuyau condensant l’eau à la pompe alimentaire , et l'autre 6, sur le cAté , est destiné à recevoir un tuyau de trop plein condensant l'eau au dehors. La vapeur arrive au condenseur par le tuy au e; l’eau de coudensaüoo y arrive par le tuyau d partant de la partie Inférieure de la bâche , où elle est la plus froide ; un robinet e, dont la manœuvre est rendue facile par une série de renvois f, sert A régler riq/rciion.

Le clapet est l’obturateur exclusivement employé pour l'appareil de condensation; en y est celui qui sert à séparer le condenseur de la chambre inférieure de lu pompe à air, et en A cHui qui sert à séparer, de la bâche d’eau chaude , la chambre supérieure de la pompe A air. Le premier est dans une chapelle facilement abordable , et le secood dans l'intérieur même de la boite d’eau chaude. Le piston se construit de la manière indiquée par les flgnres de 34 A 31 de la planche u.

En f est la soupape d’exhanstiou de l'air, pour la mise en train ; cette soupape est renfeonée dans une petite bâche conteuant de l'eau destinée à en rendre la fermeture hermétique (flg. I3).

L’appareil de oondeniatlon que nous venons de décrire occupe une place atiex considérable , aussi sc loge-t-il toujours dans les fondations. Il convient partioalièrement pour les grandes machines; pour les petites , ou préfère avoir recours A une disposition de condenseur et pompe A air réunis qui supprime la bâche d’eau froide , du moins en oe qui concerne le rAie d'appareil refroidissant et fermant hermétiqueroeot que nous lui avons vu remplir tout A l’heure.

ÎOO

COMPOSITION DES PARTIES DES BIACHINES A VAPEUR

I.a Hfnire 1 4 représente la dlipmitlon de eondeoaear et pompe à air réunit, le plus généralenwnt adoptée dans ce cas. Dons eette disposition , il n'v a que deux dapets , celui du pl.ston et celui de relouieinent ; le clapet d'aspiration est supprime. Nous avons dit plus haut quel inconvénient présente, à notre avis , cette suppression , aussi ne conaidérons-noiis pas comme bonne eette dispositloo , quelque inpénieuse qu'elir soit d'ailleurs.

Nous verrons plut loin quelles sont les diverses modificationt que subit l'ap)>areil de condensation suivant t'espeoe de machine a laquelle on l'applique.

TITIE VI.

ALIMENTATIOK.

L'alimentation est la partie des marhincs à vapeur charger de procurer toute la quantité d'eau qtii est necessaire a leur bon fonctionnement.

\ cet effet , ell«' comprend une série d'appareils dont les deux principaux sont :

1“ f,n pom])e il'fnu /ro/rAc , chargée de fournir l'eau froide, (lu'cllr tire soit d'un puits, soit d'un cours d'eau voisin , et qu'elle dépose dans une bêche , d'où elle est dirigée sur les divers points ou elle est uéeessalre;

2 " Im jMmpr irnliMrnlation , exclusivement employée a maintenir constant le niveau de l'eau daits le générateur. .

Pour une même force de machine , il y a deux dimensions de la pompe d'eau frairhe , suiv ant qu'il y a condensation ou nonj tandis qu'il n'y a qu'une dimension de pompe alimentaire, quel que soit le genre.

rosimi trur raxKaia.

Les pompes d'eau fraîche sont généralement à simple effet.

tyuand les machines sont sans condensation , les dimensions de la pompe d'eau froiebe se déterminent d'apres la quantité d'eau qu'il faut pour l'BlImentation , e'est-a-dire, nu moy en des mêmes considérations que celles relatives à la pompe d'alimentation , dont nous parlerons ci-après. Cependant, on compte toujours sur une dépense d'eau un peu plus considérolile ailn d'étre certain que l’on n'en manquera Jamais, et pour pouvoir, nu besoin , remplir les chaudières qui ont été vidét's pour le nettov âge.

Quand les maclijnes sont à condensation, les dinieiisiuus de la (Kuiipe d'eau frnlclie se déterminent d'après les considérations suivantes.

I.a quantité d'ean provenant de la eondeusation de t kil. de vapeur utiliser est d'environ SS litres. Il resuite de là que , si on considéré comme vapeur toute l'eau qui passe des eliaudirres au cylindre moteur, pour chaque litre d’eau fourtd, aux chaudières, par la pompe alimentaire, la pompe d'eau fraîche doit fournir ii litres.

SI il et il' repriaentent les diamètres de ces deux pompes , e et é , leurs courses , on a , en admettant des vitesses égaies :

d’ou : ifi = ISiT' — ;

et: li^.il'yT.