MACHINES A ROTATION IMMEDIATE

EFFET MECANIQUE DE U VAPEUR D'EAU ASISSANT DANS UNE MACHINE A NOTATION IMMÉDIATE.

Pour Huilier d'une manière complète l'effet mécanique de In vapeur d'eau, nous devons considérer cet efTet lorsque lu vapeur agit dans une machine A rotation immédiate, c’est-»-dire lorsque le pistou sur lequel agit la vapeur est susceptible de prendre lui-mème un mouvement rotatoire. Cet examen est d'autant plus nécessaire que les notions généralement reçues jusqu'il ce jour sur le mouvement rotatoire produit par la vapeur sont, à notre avis, complètement erronées.

Dans le plus grand nombre des cas ou la vapeur d'eau est employée, cet agent est destiné A produire un mouvement de rotation. Dans les machines ordinaires A mouvement de va-et-vient, le mouvement rotatoire est produit par l'intermédiaire de la manivelle. Lorsque l'on n'examine que superficiellement le moile d’action de la manivelle, il peut sembler probable que cet instrument absorbe une grande partie de l'effet mécanique de la-vapeur, cette partie étant employée A produire une pression complètement inutile. C’est IA une erreur dans laquelle sont tombés des mécaniciens dont les noms ne sont pas sans i-clthrije. Ou >'est imagine que, dans cette circonstance, lu manivelle absorbait la pui^ance mécanique an lien de la transmettre, sup|>osition qui est en contradiction directe avec le principe fondamental sur lequel repose la scieuce de la mécanique, et d’apres lequel tout instrument, tonte niatjers solldt(quçjconque, obéit u la force qui agit sur elle, ou bien In mndillc, mais ne peut jamais ni b créer ni l'absorber par elle-même.

Nous verrons un peu plus loin, dans la théorie de la mauivelle, que In loi que nous venons d’énoueer s'applique dans toute sa généralité a l'action de cette pièce. Nous nous contenions du la rappeler, pour le moment, attendu que, dans l'ignornnce de oe prinrqie fondamental de b mécanique, uu grand nombre de constructeurs ont cherche a remplacer cet Instrument par un autre, bien inférieur le plus souveut, ce qui a donné lieu A cette foule de projets différents de machines A rotation, tous plus défectueux les uns qnc les autres. D'habiles mécaniciens, cependant ,' ivien que parfaitement convaincus de la généralité du principe que nous venons dénoncer, et, par conséquent, de sou application au cas de la manivelle, ont pensé qu’on obtiendrait un avantage réel dans le cas ou l'on parviendrait A produire le mouvement de rotation par l aetihn immédiate de la vapeur, au lien d'arriver A ce résultat par {intermédiaire de rouages plus ou moins compliques, destinés A convertir le monvement rectiligne du piston en un mouvement mtatuira. L'emploi d'uue semblable machine peut, il est vrai, être utile duos corlaiuaeosj mais qaant A l'action mécanique de b vapeur d'eau , elle est toujours la même, qu elle agisse directement sur un ' piston doué d'uu mouvement circulaire, ou qu elle produise le mouvement de rotation par l'intermédiaire •de la manivelle. Nous n'avons, en effet , qu’a partir du principe fondamental de l'inertie de la matière pour arriver A cette conclusion, que, théoriquement parlant, la puissance mécanique de la vapeur développée par le système de machines u rotation, dans lesquelles on emploie un piston A révolution, est exactement la même que celle qui est produite par les machines ordinaires a cylindre. Le piston à révolution, dans les machines rotatoires, est simplement nne pièce matérielle, uu instrument, et H ne saurait, par conséquent, absorber une certaine quantité de puissance, pas plus que le piston d'une machine ordinaire, eu supposant, bien entendu, que la |ierte résultant du frottemeut soit In même dans les deux cas. Nous ne comprenons pas que Tredgold ait perdu de vue oe principe si simple et si général. Il aurait évite ainsi d'arriver a cette oonséqueuee absurde, qu’il y a toujours perte de force dans les machines rotatoires, perte qui s'élève, dans certains cas, jusqu'au tiers de la puissance, renversant ainsi toutes les sainetraditions de in mécanique, en même temps que toutes les expériences sur les lois de la matière, qui un! été faites depuis le temps de Galilée. Nous allons, du reste, en prouver A posteriori la fausseté.

Supposons que la ligure 174 représente une partie du corps de pompe auuuiairc dans lequel sa meut circulalrcmcnt le piston de celte classe de machines appelées rotatoires ou n rotation immédiate.

PUISSANCE MÉCANIQUE DE LA VAPEUR D'EAU

Mous admettrons, pour phts de slmplirite, que l'aire de la section A B soit de t centimètre carré, et qu'il y ait I centimètre cube d’eau entre cette base et le piston DC. SI l'eau Tient à être chauffée et réduite en vapeur à la température /, le piston sera pousse Jusqu’à uue certaine position E F, de manière a ce que sa charge fasse équilibre à la force élastique de la vapeur. Or, l'effort exercé contre le pistou par la vapeur étant égal à la pression />, que celte vapeur exerce à la température t sur un centimètre carré de surfacej! p sera l'expression de lu charge supportée par le piston , plus la pression atmosphérique. Pour avoir l’effet mécanique produit par un centimètre cube d’eau, nous n’aurons doue qu’a multiplier ;> par le volume qu'est venue occuper ccttn eau en se v uporlsaut. Ce volume est, comme nous le sav <ms , égal à :

I 4- a ornas f fjâf —A

Nous aurons tlonc pour l’effet mécanique produit par la vaporisation de 1 centimètre cube d’eau :

US7 | I -f 0,00364 f J

qui est la même expression que nous avons obtenue pour l'effet mécanique de la vapeur dans les machines ordinaires. L’erreur de Tredgold provient de ce qu’il s’est Imaginé que le piston parcourant un ( moindre espace dans son mouvement circulaire de C vers E que de D vers F, Il y avait perte dans le produit de l’eflort par l’espace parcouru, perte qui n’auniit pas eu lien si le piston s’était mû en ligne droite. L’iuexnetitude de ce raisonnement est manifeste, car ce n’est point DF plus que CE qui doit me- surer l’espace parcouru par le piston, mais bien la ligne GG décrite par son centre do gravité. Le principe de la conservation des forces vives faisait ressortir d’ailleurs l’erreur de Tredgold, en dispensant d’avoir recours a toute antre démonstration. v s

Pour nous résumer, nous dirons qu’en théorie, les machines rotatoires sont aussi susceptibles que les , machine' ordinaires au mouvement de va-et-vient, de transmettre tout l’effet mécanique développé par la vaporisation d’une certaine quantité d’enu. Dans le fait, ees machines seraient tont aussi avantageuses, plus même dans certaines circonstances, que les machines ordinaires, si les frottements considérables qu’elles comportent n 'étaient des obstacles sérieux & leur bon service. C'est là ce qui a empêché jusqu'à présent le succès des machines rotatoires, et il est douteux que, pour les machine* Axes, on puisse réussir à remplacer avantageusement les machines ordinaires par celles-ci. La grande supériorité des machines au mouvement rectiligne de va-et-vient provient de la simplicité de toutes les parties, de la lacilitc de construction, dé la précision et de l’uniformité de l'action, ainsi que de la durée plus considérable de