X. — C'npaellè de la chambre à vapear

Il est évident que la capacité à donner à la chambre à vapeur, de même que le volume à faire occuper par le liquide dans la chaudière d'une machine à vapeur, est une quantité extrêmement variable, non seulement pour des générateurs différents, mais encore pour le même générateur, considéré dans deux Instants différents. Il est bon, cependant, de connaître le volume qu'occupe ordinairement la vapeur dans cette partie de la chaudière. En suivant la même méthode que précédemment, nous établirons le tableau suivant qui donne quelques exemples de la capacité moyenne de la chambre à vapeur, pour les chaudières de divers steamers.

NOMS DES STEAMERS

PUISSANCE collective de* machinas ea

ch*v«nx-v«p.

CAPACITÉ

totale

do U chambre à vapeur.

CAPACITÉ

par

cheval -vapeur.

Fawn

mètres cubes.

mètres cubes.

Sydenham

Rétribution

Koyal-Consort

Hcr Majesly

Fort h

Dee et Solway

Queen

La capacité moyenne, par cheval-vapeur, étant de 0,09 mètre cube, on peut énoncer la règle suivante :

Règle I. — Pour déterminer la capacité moyenne de la chambre à vapeur d'une machine, il faut multiplier le nombre de chevaux-vapeur de la machine par le nombre 0,09 : le produit fera la capacité cherchée, en mètres cubes.

Exemple. — Quelle est la capacité moyenne de la chambre à vapeur d’une machine de la force de 400 chevaux?

Cette capacité nous sera donnée , d'après la règle précédente, par le produit :

400 x 0,09 = 36 mètres cubes.

Enfin , pour appliquer cette règle , dans le cas où le diamètre du cylindre et la longueur de la course du piston , seulement, seraient connus, il faut introduire, dans la formule (À), le multiplicateur 0,09. Cette formule devient alors :

DIMENSIONS DES FOURNEAUX ET DES CHAUDIERES

0,09 ytéPi/T d'VT 437 ”"4830

et on en déduit la règle suivante :

Règle il. — Pour déterminer la capacité moyenne de la cluimbre à vapeur d'une machine , il pi ut multiplier le carré du diamètre du cylindre , en centimètre » , par ta racine cubique de Ut longueur de la courte du piston, en décimètres, et diviser le produit résultant par le nombre 4856 : le quotient exprimera, en mètres cubes , la capacité moyenne cherchée.

Exemple. — Quelle est la capacité moyenne de la chambre A vapeur d’une machine , la longueur de la course du piston étant de 34,4 décimètres, et le diamètre du cylindre, de 137 centimètres?

Nous aurons : 1=34,4,(1=137

et la formule donne pour la capacité moyenne cherchée :

: — = 0 ' métrés cubes environ.

En ayant recours aux tables , la règle I conduit immédiatement au même résultat. En effet , si on multiplie 106,4, qui exprime le nombre de chevaux-vapeur delà machine, par 0,09, ou trouve pour la capacité moyenne de la chambre à vapeur :

106,4 X 0,09 = 9 J mètres cubes environ.

Pour terminer tout ce qui se rapporte à l’usage des règles précédentes , nous devons répéter qu'il ne faut point les considérer comme des règles fondamentales, dont l'application doive infailliblement réaliser le maximum d'effet dynamique , qui peut être produit par une quantité donnée de combustible. Ces réglés constituent des données empiriques bleu appropriées aux circonstances les plus générales , mais II ne faut point les regarder comme invariables , et les appliquer en toute circonstance , avec tout le degré d’extension possible. Nous ne les présentons que comme des moyennes prises sur des proportions pratiques , fort variables elles-mêmes, qui ont été appliquées par les constructeurs les mieux connus. Il suit de lé que , sans être des formules conduisant d'une manière absolue au maximum d’effet utile, les proportions données par les règles ci-dessus sont cependant telles que leur application intelligente doive mener à des résultats fort peu différents de ceux qu'ont obtenus les constructeurs le plus justement appréciés de nos jours.

On s'est plaint fort souvent , et avec raison, du désaccord qui existe entre différents fabricants de machines à vapeur sur la manière d'évaluer la puissance nominale, en chevaux-vapeur, de leurs machines. Les méthodes d’évaluation varient, en effet, A un tel point , qu'à moins de savoir de quel atelier est sortie une machine, il est à peu près Impossible de déduire, avec exactitude, les dimensions des parties principales de cette machine, de la connaissance seule de sa puissance en chevaux. Cependant , quelle que soit la confusion qui règne sur ce sujet , elle est bien plus grande encore pour tout ce qui se rapporte à la construction des chaudières. U existe, en effet, plusieurs causes , faciles à concevoir, qui font que, jusqu'à oc jour, l’adopUou, dans la pratique, d'une unité fondamentale qui pût servir de base pour la proportion à donner aux différentes parties des appareils de vaporisation, a constamment rencontré des obstacles * Insurmontables. Ainsi, rien de plus incertain que la grandeur à attribuer au foyer, ou que l’extension à donner à la surface de chauffe pour produire la vaporisation d'une quantité donnée d’eau. Chaque constructeur a ses dimensions propres et sa méthode spéciale, méthode qu'il met naturellement au-dessus de toutes les autres , bien qu’il n’y ait dans tous ces systèmes sans exception , que des données également empiriques , et qu'aucune d’elles n’ait été déduite d’expériences positives et réellement concluantes.

C’est en raison de cette obscurité que les circonstances qui influent sur la puissance plus ou moins

PROPORTIONS Il ES MACHINES.

grande de vaporisation d'un générateur peinent être considérées comme a peu prés inconnues. En supposant même qu’on soit parvenu à établir une mesure de la force de vaporisation d'une chaudière donnée, il resterait encore une difficulté , ou plu UH une série de difficultés provenant des connaissances imparfaites que nous avons sur les pertes de puissance dynamique dues aux causes suivantes : condensation d une partie de la vapeur, lors de son passage de In chaudière au cylindre; condensation imparfaite de cette même vapeur, après qu'elle a servi a faire Jouer le piston ; frottement des diverses pièces formant la partie mobile de la machine ; cntln , et surtout , variation inltnie dans l'importance de toutes ces pertes de force pour des machines construites d’après diverses échelles de grandeur.

Il résulte de là que nous n'avons pu établir que des valeurs moyennes, indiquées comme les meilleures par la pratique, pour la construction des machines d'une puissance nominale donnée. Il faut aussi remarquer qu'il se produit fréquemment des modilications plus ou moins Importantes, dans l'établissement des différentes parties des chaudières et des fourneaux. En effet, a part ta dlflleulté que présente la solution du problème général de mécanique Industrielle que l’on peut énoncer ainsi : obtenir le tisximiH d'effet par le MixiMcn de moyens; U existe encore des sources continuelles de variations considérables suivant que ee minimum, qui est la limite à atteindre, s'applique mi poids, nu volume, ou au prix de revient plus ou moins considérable du matériel à employer. En outre, lorsqu'on calcule les proportions convenables adonner à une chaudière et à ses accessoires, il importe de distinguer entre la puissance de v aporisation et l'économie du scrv ice de cette cbandiere ou son effet utile. Cette distinction, dn reste, n'est pas seulement applicable à la chaudière d’une machine; elle l'est à la machine elle-même. La puissance d'une machine ne s'évalue qu'en raison du temps plus ou moins considérable qu’elle emploie à produire un certain effet mécanique, abstraction faite de la quantité de combustible qui a été consommée ; tandis que son effet utile ne dépend que de la quantité d’effet dynamique produit au moyen d'une certaine consommation de combustible, indépendamment du temps emplov é à produire cet effet. En pariant de l’effet utile des machines, on éviterait toute confusion fâcheuse, si on considérait séparément le sen iee de la chaudière et celui de la machine. Ce sont là, en effet, deux choses complètement distinctes.

Voici , en termes généraux, la quantité d'effet utile réalisée par les machines a v apeur ordinaires :

Un travail efjeelif, équivalant à un cheval-vapeur, est produit par 4 J kilogrammes de combustible brûlé en une heure.

On peut encore énoncer ce résultat moyen du travail des machines à vapeur de la manière suivante, qui revient à la première :

Un travail effectif , équivalant à 78,300 kilogrammes élevés à l mélre, est produit par t kilogramme de combustible brûlé en une heure.

Le but constant des différents constructeurs a été d'augmenter cette quantité d'effet utile, en se proposant, par exemple, d’obtenir, à l'aide de 4 J kilogrammes de combustible, un effet supérieur à la force d’un cheval-vapeur; ou, en d’autres termes, d’arriver à faire élever à 1 mètre, par I kilogramme de combustible, un poids de plus de TG,300 kilogrammes. C’est là, du reste, un résultat qui aété atteint dans certaines circonstances, avec un gr and succès. Ainsi, on est arrivé à produire le travail d’un cheval-vapeur avec 3 kilogrammes de combustible, et même avec I j kilogramme environ.

Nous donnons ci-contre une table dont les chiffres ont été déduits , soit des expériences directes de MM. J. Parkcs etWIcksteed, soit de données réunies par ces deux ingénieurs. Cette table a pour but de faire connaître les modes de fonction respectifs , ainsi que l'économie comparative des deux systèmes de production de vapeur employés, d'une part, dans les chaudières de Boulton et Watt, et, de l'autre, dans les chaudières de Trevltbick ou du Cornouailles.

DIMENSIONS DES FOURNEAUX ET DES CHAUDIERES

TabU dei tfftti co*jwuéifi du cKtudur*$ d* Rouit** H Watt <1 dot cfumMtrt dm Corwmoillt».