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PVMSAMCE on ' ehcvnù^vnf.eflr.
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volair.
VALKCK
«le m
Londres. . .
Manufacture d'amidon A Lambeth. . .
Londres. . .
Teinturerie
Londres. . .
Teinturerie dans le Southwark. . .
Etablissement public ou fonctionnent
Londres. . . <
8 paires de meules
Manchester. .
Filature de coton
Staffordshirc.
Usine pour l'étirage du fer en barreaux. Moulins à farine d’Albion ( Albion
Id) mires. . .
Mills')
Londres. . .
Distillerie des quais de la Tamise . .
* L'axe do chacun des volants de o s machines taisait fonctionner cinq |ioires de meules. La valeur dî et, pour ce* meule» , tous le point do vue de l'absorption de travail , était de 2,9.
Nous voyons que lu valeur de m varie, dans ces exemples, depuis le minimum 2,6,ju»qu'nu maximum 4,10. On observera également que In valeur de m dépend de lu nature du mécanisme que la machine est appelée a faire fonctionner. Ainsi, lorsque la machine fait mou voir de grosses meules, la valeur de ». est seulement de 2,0, attendu que les meules elles-mêmes agissent comme de véritables volants en absorbant une certaine quantité de travail. Aux moulins à blé d'Albion, dans lesquels chaque arbre avait à faire mouvoir 5 paires de meules, la valeur de m était 2,77. Mais il est facile d'établir que ees meules agissaient comme uu volant pour lequel ou aurait en : m = 2,9. La valeur effective de ni, dans eet exemple, est dune en réalité : m = 2,77 -}- 2,9 = 5,G7.
La plus grande valeur de >«, dans les exemples ci-dessus, est 4,10. Elle est donnée par une machine de Boulton et Watt, établie dans une teinturerie de Londres. C’est parce que le mécanisme, mis en jeu par la machine, représentait une quantité de mouvement peu considérable, . que la valeur de «i devait être plus grande. Il y avait une autre raison à cette augmentation de puissance du volant dans la régularité de vitesse que l'on désirait obtenir pour le service spécial de la machine.
Dans les exemples que nous venons de citer, la valeur moyenne de ni est égale à 3,12. Cette valeur (St un peu au-dessous de celle que présentent les machines de ces derniers temps, et qui s'élève à 3,5. Comme nous pensons qu’il est de la plus grande importance de réaliser pour les machines une marche aussi régulière que possible, nous adopterons poui- m la valeur suivante : »— 3,75.
En introduisant cette valeur de m dans l'équation (II), qni détermine l'aire de la section de la jante du volant, nous obtenous :
'ill
Nous pouvous encore remplacer, dans l'équation ,11 i), <J par les differentes valeurs qui correspondent aux substances dont les volants sont composes, valeurs que nous avons données page 388. Nous obtiendrons a lof» pour les v niants de diverses natures les équation» suivantes : *
SM
TRAVAIL DES MACHINES
Poca u fi volakt es bois de chère. A = 0,00 1 34 X — X — —
E.v poste. ... A — 0,00018 X —
riJJ’ l /l I)»
Id. EK PEE.
Id. EK ACIEB. ... A =3 0,00011 X
Id. EK PLOMB. . . . A = 0,00008 X
J w rf* /’ l// »• D’
Dans la plu pari des applications industrielles, le volant accomplit une révolution pour chaque double course du piston. Les formules précédentes se simplifient alors par l’introduction de la valeur n ■= I , et elles peuvent servir, sous celte nouvelle forme, A calculer l'aire de la section des Jantes des volants, dont l'objet spécial est la régularisation du mouvement. Nous verrons un peu plus loin que les volants sont destinés, dans certaines circonstances, à développer momentanément une quantité de travail beaucoup plus considérable ipie celle qui est engendrée dans le même temps par la machine cllc-ménic. Les volants sont erapbjrëHi||0Kifflime ^ véritables réservoirs de force, outre qu'il* servent A régulariser le mouvement. Aussi les proportions que nous venons de donner sont-elles altérées dans ce cas; mais les principes restent absolument les mêmes, les coefficients seuls éprouvant une modillcaUon.
Nous devons faire observer que l'introduction du volant dans les machines entraîne, jusqu'à un certain degré, une perte de farce. Ainsi la résistance que l’air oppose à tout corps en mouvement, le frottement dans leurs coussinets des tourillons de l'arbre qui supporte le volant, doivent être considérés comme autnut de causes de perte pour la puissance motrice. Le service que reud le volant en régularisant la marche de la machine est essentiel; mais, comme il arrive presque toujours, il faut paver ce service d'un certain prix. Il résulte de cette observation que fou doit chercher avec le plus grand soin, dans la construction des volants, a éviter 1rs formes qui n’offrent point les moindres résistances a l'air. Ainsi, il est de toute évidence qu'il v a avantage A composer les jantes du volant avec une substance très dense, telle que le plomb et le fer, do ntaqlçié à ce que le volume soit le plus petit possible. L'anneau qui constitue cette jante doit présenter une surface parfaitement unie et circulaire, sans aucune saillir qui puisse
frapper l’air; les bras doivent niére à couper l'air dons le
ivolr tine
axe de l'ellipse.
surface unie et affecter une forme elliptique, de mn-
KM I* LOI I)ES VOLANTS COMME UESEBYOIRS DE PUISSANtE.
Dans certaines applications industrielles des machines, il est nécessaire de pouvoir disposer, [tour un temps donné, d'une énorme quantité.^ force, bien au-dessus d# In force motrice développée moyennement par ces machines dans le même teii|& Lorsque, par exemple, dans une usine métallurgique, on fait passer au laminoir des paquets de fer pour tùte, pour mils de chemins de fer, ou pour tout autre usage semblable, ht machine doit satisfaire presque subitement à uo* ^stoppe ow&iderabte, et telle qu'en marchant même à pleine vapeur elle serait bientôt obligée de s’nrrittir:'
RÉGULATEURS. — VOLANT
Il faut, dans res circonstances, employer un volant de très fortes dimensions et se mouvant avec une grande vitesse, de manière A ce que toute la force vive emmagasinée dans ce volant par la machine etlr-méme, lorsqu'elle n'avait point A faire marcher les trains de laminoirs, puisse venir au secours de cette machine au moment convenable. Le volant agit alors comme un véritable moteur. Il dépense toute la quautité de mouvement qu'il a reçue de la machine pour satisfaire A l’excédant momentané île la résistance; puis, lorsque le travail des laminoirs est suspendu, U reprend peu a peu la vitesse qu'il possédait primitivement, c'est-A-dlre qu'il recouvre toute sa puissance d'action.
Il résulte de ce que nous avons dit précédemment, qu’il y a deux moyens d'augmenter la force vive représentée par le volant : en augmentant la masse de la jante, ou bien en douuant plus de vitesse au mouvement. Quand il est permis sans inconvénient d'augmenter la masse du volant, il vaut mieux adopter exclusivement ce système, attendu qu'il dispense des engrenages et des pertes de force correspondantes que nécessite l’augmentation de vitesse; mais souvent il faudrait employer des masses beaucoup trop pesantes pour s'en tenir A 1*0110 seule modification, et il est d'usage d’augmenter A la fois les dimensions et la vitesse de rotation des volants.
La quantité que nous avons représentée par m doit devenir évidemment pour ces sortes de v olants beaucoup plus grande que pour les volants employés seulement comme régulateurs. .Nous nous rappelons, en effet, que cette quantité est le rapport entre la puissance ou la quantité de travail emmagasinée moyennement dans le volant et la puissance développée pendant une demi-course du piston. D’aprèg les exemples que nous avons présentés, nous avons cru devoir établir pour la voleur moyenne du rapport m le nombre 3,75 ; mais il est bien entendu que ce rapport ne s'applique qu'aux volants considères comme régulateurs. Il s'élève quelquefois jusqu'à 50 pour des volants devant agir eux-mémes comme moteurs; de sorte que ta puissance de ces derniers est A celle des volants régulateurs comme 50 est A 3,75, ou comme 1 3 est A I .
Nous donnerons l'exemple suivant pour les volants employés, daus les usines métallurgiques, au laminage des tôles et des rails de chemins de fer, ainsi qu’au corroyage du fer puddlé.
VOLAST DK LA MACIIIXI DES TRA1VS UE LAU1VOIBS DI l’i'SlHE DE DEVAIS (nOED).
Conservant les mêmes désignations que dans les formules précédentes, nous avons les dimensions suivantes pour le volant et la machine que nous venons de désigner 7
Diamètre du volant : D = 5, 1 a mètres.
N’ombre de révolutions du volant dans uue minute : N = 83
Nombre de révolutions du volant pendant une double course du piston : n = — = 4,15.
Aire de la section de la jante du volant : A «= 8,13 décimètres carrés.
Densité de la fonte qui compose U Jante ; i = 7,20 à 7,35
La machine est établie d'après les principes des machines ordinaires A condensation de Boulton et
1 N étant le nombre «U révolution* do volant dans une minute, et n le rapport Je oo nombre à celui de* double* course* . N
dn piston accomplie* dan» le même temps , — exprimera le nombre de doublet course» du piston dan* uns minute. C*«*l
* os nombre qui est égal a 20, dans l’exemple ci-Jcsao*.
Diamètre du cylindre. . • .
Longueur de la course du piston.
d = 110 centimètres.
I = 24.4 décimètres.
Premiirt Stciion.
TRAVAIL 1)KS MACHINES
Watt. La pression de la vapeur est de 0,422 kilogramme per eentimelre carre au delà de la pression atmosphérique. Si nous nous reportons aux tables des puissances nominales en chevaux-vapeur des machines. pat;e l»4, nous voyous que la pu Usager de cette machine peut être évaluée approximativement à «0 J chevaux-vapeur, puisque ce nombre correspond u une machine ayant un diametre de I lu centimètres et une longueur de course de 24,4 décimètres.
l’our trouver te quantité de travail absorbée dons la jante de ce volant, nous aurons recaufs à la régie de la page 388, règle qui n'est autre chose que le développement de l'equatlon (I) ; on bien , pour plus de simplicité, nous nous servirons de l’équation de 1a même page relative à un volant eu foDte, c'est-à-dire dans laquelle la deuslte é a etc remplacée par 7,25 : > K
Nous avons dans le présent exemple :
A => 8,13 Nous aurons donc : „
T = 0,0319 x 8,13 X 6889 x 138,98 et , apres avoir effectué les multiplications :
T = 247978 kllogrammètres f
pour la quantité de travail absorbée dans la jante du volant en kilogrammes élevés à l mètre.
La machine eu question ayant One force de 80 ; chevaux , et un cheval-vapeur n'étant antre chose que 73 kilogrammes élevés à I mètre pendant une seconde, nous voyons que cette machine devrait travailler pendunt 41 secondes, avec sa pleine force de 80 J x 73 *= Gn3 7 J kilogrammètres , et à l'exclusion, de tout autre service , pour fournir au v otent la quantité entière de mouvement dont II est animé. Ou bien encore, la force d'un cheval-vapeur étant représentée par 4300 kilogrammes élevés A 1 mètre dans une minute de temps, nous pouvons dire que le travail emmagasiné dans le volant serait fourni par une machine de SS chevaux travaillant pendant une minute. v
Dans cet exemple, te valeur du rapport ui dépasse sensiblement , comme on devait s'y attendre, la moyenne qui résulte du tableau delà page 39 1 pour les machines ordinaires de Roulton et Watt employées dans les manufactures. Kn effet , cette quantité n'étant autre que le rapport de l'effet mécanique total emmagasiné dans le volant à celui développé pendant une demi-course du piston , nous aurons : ni ^ te nombre 247978 divisé par l'effet mécanique en kilogrammètres que produit te machine pendant une demi-course du piston. Or, la force de la machine étant de 80 J chevaux , c’est-à-dire de 80 { x 7S = 6037,5 kilogrammes élevés à 1 mètre dans une seconde de temps, ou bien de 6037,5 X 60 = 362250 kilogrammètres développés en une minute, l'effet mécanique développé peuja.it y nu demi-course du piston sera égal à ce nombre divisé par HO, puisque le nombre de doubles courses ou de 4 fois une simple demi-course est de 20 par minute. 1 .
Nous aurons donc pour cet effet mécanique, en kilogrammètres,
i 4528, et, par conséquent, pour le rapport m
Dans cet exemple, la section A de te jante se trouve déterminée et égaie a 8,13 décimètres carrés. Nous pouvons comparer cette aire a celle que noos fournirait le calcul en fonction des autres données de la question. Nous aurons recours pour cela à l'équation (II) de la page 390. J —
