R EH ARQUES SUR LA FRODUCTIOR DE LA VAPEUR

lorsque la vapeur est engendrée dans la chaudière, à une température et à une pression données, il faut, pour qu'elle aille transmettre aux diverses parties de la machine l'action de sa force motrice, qu'elle traverse des tuyaux de conduite, et des orifices de formes et de dimensions différentes, avant d’arriver dans l'intérieur du cylindre, où elle doit produire son effet par la pression qu’elle exerce contre le piston. Il devient donc nécessaire, en considérant la vapeur comme une force, de déterminer la quantité de cette vapeur qui est convenable, dans certains cas, pour accomplir l'effet qu'on désire. Il faut aussi déterminer quelle doit être Faire des passages et des orifices à travers lesquels la vapeur est obligée de passer, de manière à ce que son action se transmette dans les meilleures conditions.

Lorsque In vapeur a acquis, dans la chaudière, un degré de tension suffisanFpour produire l’effet voulu contre le piston du cylindre, il faut de toute nécessité, pour que cet effet se continue, qu'il s'engendre, dans un temps donné, une quantité de vapeur précisément égale à celle qui a été employée, durant le même temps, à la marche de la machiue ; c’est-à-dire que la vapeur doit être engendrée dans la chaudière, avec la même rapidité qu’elle inet à en sortir pour entretenir le mouvement de la machiue. Ou bien encore, il faut que la chaudière soit d'une capacité telle, que In vapeur puisse s'en échapper en petites quantités, et à de courts intervalles, sans donner lieu à une diminution sensible dans la farce élastique du milieu. C’est là en réalité, le point le plus important, dont dépend l'excellence des machines à vapeur; car, si on pouvait maintenir une égalité parfaite entre la production et la consommation de la vapeur, de manière à établir, dans toutes les circonstances un degré constant d'élasticité, les machines à vapeur auraient atteint dès lors le plus haut état de perfection dont elles sont susceptibles, en supposant, bien entendu, qu'on ait fait disparaître toutes les imperfections de construction et les diverses causes qui tendent à diminuer la transmission île force.

J.a quantité de vapeur nécessaire pour maintenir la marche de la machine durant un temps déterminé, «st égale, en v olumc, à Faire du piston multipliée par l'espace qu’il parcourt dans ce temps ; c’est-à-dire que le volume, eu mètres cubes, de la vapeur qui doit être produite en une seconde, est égal à Faire du piston, en mètres carré-s, multipliée par sa vitesse en mètres par seconde. Il faut évidemment, pour qu'il y ait écoulement, que la force élastique de la vapeur dans le cylindre soit moindre que celle de la vapeur qui est dans la chaudière, et te rapport entre ces deux tensions doit être tel qu'une quantité de vapeur, égaie à celle qui a été employée dans un temps donné, puisse traverser les conduits, de la chaudière au cylindre, dans le même temps. Ceci est évident ; et si la vitesse de la vapeur, en traversant les conduits, n’était pas plus grande que celle du piston, Faire des orifices devrait être égale à celle du piston, afin que la même quantité de vapeur que celle qui a été employée pût la traverser.

Nous avons donné des exemples assez nombreux des diverses variétés des chaudières, pour qu'on puisse les juger et les comparer en parfaite connaissance de cause. Nous terminerons par quelques considérations générales sur la génération de la vapeur, en nous efforçant d’être aussi bref que possible. Nousavons déjà dit que la vaporisation de *5 à ao litres d’eau donnait lieu au développement d'une force égale à celle d’un cheval-vapeur ; et que, pour produire la vapeur avec une rapidité suffisante, il fallait environ an dixième de mètre carré (ou 1 o décimètres carrés) de surface de grille, et neuf dixièmes de mètre carré de surface de chauffe effectiv e, par force de cheval. Ces proportions sont celles généralement admises dans la pratique, du moins pour les machines fixes; mais elles varient d'une manière notable dans d'autres circonstances. Ainsi, dans quelques-unes des meilleures chaudières de bateaux à vapeur, Faire de la grille du foyer se trouve limitée par la largeur du navire, et l'impossibilité d’entretenir d’une manière convenable le feu dans des foyers d’une grande longueur. Il en résulte que Faire de la grille ne présente guère, dans ce cas, qu'un demi-dlxième de mètre carré par cheval-vapeur.

On a généralement admis, comme moyenne par cheval-vapeur, un volume de 3 J à 3 hectolitres d’eau

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dans la chaudière, et un même volume de la chambre à vapeur, pour la mime force, c'est-à-dire 250 a 300 décimètres cubes. Mais le fait est qu’aucune loi générale ne peut être établie à cet égard ; car les proportions qui s'appliqueraient n une chaudière eu chariot ne seraieul plus applicables aux chaudières tubulaires des steamers et des locomotives. En pareilles circonstances, il vaut mieux s’en rapporter à des exemples bien choisis, qu'à des règles empiriques qui conduisent le plus souvent à un résultat erroné.

Une capacité de 85 décimètres cubes pour le foyer, par cheval-vapeur, parait être une proportion convenable. 11 est bon de donner aux foyers une grande largeur, parce qu'on peut piquer et activer le feu plus aisément, et que ces foyers produisent, d'ailleurs, moins de fumée que ceux dans lesquels la dimension de largeur est comparativement plus faible.

Quant à ce qui concerne l'intensité plus ou moins grande du tirage dans les foyers, les ingénieurs sont complètement en désaccord. Les uns préfèrent un tirage très lent, les autres un tirage très uctif. Il est évident que cette question du tirage est virtuellement comprise dans celle de l'aire plus ou moins grande à donner à la grille du foyer, ou de la quantité de combustible que l'on doit brûler sur une surface connue de grille. Or, ici la même incertitude existe. Le poids de combustible brûlé par mètre carré de surface de grille, et par heure, varie en effet, dans la pratique, de 1 5 à 360 Kilogrammes, suivant les circonstances. L'activité que doit avoir le tirage dépend encore de l'épaisseur même de la couche du combustible incandescent qui est étendu sur les barreaux. Car, si le tirage est très vif, et, en même temps, la couche du combustible peu épaisse, une grande quantité d'oxygène traversera 1« feu sans so combiner avec le carbone, et U en résultera un refroidissement contre les parois des carneaux. Si, d'un autre cûté, la couche de combustible est d'une grande épaisseur, et le tirage peu actif, Une grande partie de l'effet utile du charbon sera perdue ; car alors, ce ne sera plus l’oxygène, mais le charbon qui sera en excès, et la combinaison contiendra de l'oxyde de carbone.

La longueur du circuit fait par la fumée est variable pour chaque chaudière, et ou peut en dire autant de l’aire de la section transversale du conduit, que la fumée traverse. On a donné, comme une bonne moyeune, pour Taire de la section du conduit principal qui se trouve derrière l'autel, un cinquième de Taire de la grille du foyer, proportion qui diminue de moitié pour la section de la cheminée. Mais il vaut toujours mieux, dans de telles circonstances, s'en rapporter anx exemples nombreux que nous avons donnés précédemment, et dont nous choisirons les meilleurs pour établir une moyenne d’une bien plus grande autorité que ces proportions prises au hasard sur des modèles déjà auciens.

Lorsque le conduit est trop long, ou que Taire de sa section transversale est insuffisante, le tirage devient trop faible pour produire la quantité de vapeur nécessaire. Si, au contraire, le conduit est trop court ou trop large dans sa section transversale, une grande quantité de chaleur s’échappe en pure perte par la cheminée, et Use forme, en outre, un dépût considérable de suie dans l'intérieur du conduit. Ce dernier défaut est d'une certaine gravité dans les chaudières tubulaires lorsqu’on emploie de la bouille bitumineuse, quoique, en réalité, on puisse remédier en partie à cet Inconvénient, en bouchant quelques-uns des tubes.

L'aire superficielle du niveau de l'eau, dans les chaudièresordinaires de machines fixes, est, comme nous l'avons déjà dit, page 1 1 1 , de 1 5 à 1 8 mètres carrés pour la vaporisation de I mètre culte d'eau par heure ou de 45 décimètres carrés environ par force de cheval. Cependant, dans un grand nombre de circonstances, cette proportion est beaucoup moindre ; mais il est toujours avantageux de donner à l'aire superficielle du niveau de l’eau, dans la chaudière, autant d'étendue que possible ; car, lorsque cette aire est resserrée, non seulement il se produit des agitations brusques et dangereuses dans l'eau de la chaudière, mais encore la vapeur entraîne de l'eau presque constamment avec elle, dans l’intérieur du cylindre, en raison même de la violente agitation et des projections d’eau qui se produisent lors de l'ascension rapide d'une grande quantité de vapeur, par un espace trop restreint.

Nous pensons que, dans les chaudières marines, il y aurait un avantage réel à évaser légèrement les parois, an liai de les faire verticales, comme c'est l'usage habituel. La vapeur pourrait alors se dégager

CHAUDIÈRES

IBS

librement, au-dessus des parois inclinées, au moment même de sa formation, au lieu d'être gênée dans son nscensiou, par des parois verticales le long desquelles elle est obligée de s’élever, venant le plus souvent s'agglomérer autour des rivets et des rebords des plaques, ee qui expose la tôle, séparée de l’eau, à être brülee par l'action directe du feu.

Dans les comptes-rendus de l'Institut des ingénieurs civils ( Transactions of the Institution of civil Engineers) on trouve plusieurs rapports au sujet des expériences faites par M. Parkes et autres sur les chaudières a vapeur. Mous avons réuni , dans la tablr 1 ci-dessous, quelques-uns des principaux résultats empruntés aux diverses séries de tableaux de M. Partes. Mous avons ajouté , & droite de cette table, deux colonnes pour indiquer, en même temps, l'économie que présentent, dans la vaporisation de l’eau, les chaudières en usage aux établissements hydrauliques de Londres. Une de ces chaudières est établie sur le plau des chaudières du Cornouailles, et appliquée à une machine du même système. L’autre est une chaudière en chariot , avec un carneau inferieur, et elle foit fonctionner une machine d'épuisement de lloulton et AVatt. La première chaudière, celle du Cornouailles, est cylindrique , à chauffage intérieur, Comme on emploie ordinairement In vapeur a une pression de I a 2 J kilogrammes par centimètre carré, au-dessus de la pression atmosphérique, l'épaisseur de la tôle est d’environ 13 millimètres.

La première colonne, à gauche de la table, doune les résultats moyens des expériences faites sur les chaudières des machines de lluel Toican et des Mines reunies ( United Mines) dans le Cornouailles.

Ijt colonne suivante est consacrée aux expériences faites par M. Parkes à AVarvvick. Suivant cet ingénieur, un sixième environ de la quantité totale d’eau vaporisée, donnée dans cette colonne, est dû à l’Influence de son appareil fumivore.

La troisième colonne donne iu moyenne de huit expériences faites sur des chaudières en chariot , dans Ira différents lieux indiqués en tête de la colonne. Toutes ces expériences , à l'exception de celles qui ont été faites sur les machines des Moulins d'Albion, ont été dirigées par M. Parkes.

Iji quatrième colonne contient les résultats des expériences de M. Smeaton sur sa machine atmosphérique de Long-Betiton.

Knlin, la cinquième colonne donne une moyenne entre onze expériences, faites sur des machines locomotives par M. de Pambour.