t ^ 23 {e — 10) ; d^où i

La tension correspondante à 49", 19, température des eaux de condensation dans le premier cas, est d'après M. Uegnault, de 0»^»^' ,12 environ.

Celle qui correspond à 36", 12, est de 0^*"*',06 très approximativement.

La capacité occupée Topé ration, sera de :

0"«35oo — 0"^^024 = 0 0'^^024

les produits gazeux, à la fin ai

et les

de gaz permanents à la température de 10* et à

la tension atmosphérique, quand ils seront portés à la température de 30**, 12 et qu^ils occuperont un volume de 0'"^,47ï présenteront une tension T donnée par Pexpression

Q"\Q24 /273<> + 36M2V l^ , 13 \ 27:> + lU'' / T«"^^ ^ '^ »

d'oii T = 0^^™-,0036.

Ainsi la tension du mélange de gaz et de vapeur, à la fin la condensation, ne serait que de

0»itm.^06 + 0»t'^-,0036 = 0''^^'^-,0636,

tandis qu*au commencement, la tension de la vapeur seule s'élî verait à 0^^™-,12j qîii seraient encore augmentés par la présent des gaz qui ont déjà pénétré dans la capacité, mais dont données de la question n'indiquent pas la quantité.

Ces renseignements théoriques sont confirmés par Texpérience; la tension mesurée directement sur un condenseur est toujours plus grande à l'instant de la décharge qu a la fin de la course du piston et, quand on place sur ce condenseur, vers sa partie supérieure, un thermomètre, il indique une température constamment supérieure à celle des eaux de condensation expulsées par la pompe à air. Ce dernier phénomène tient encore, du reste, a une autre cause : comme le thermomètre est soumis, pendant la durée d'un coup de piston, à l'action de la vapeur qui arrive du cylindre et à Taciion des eaux destinées à produire la condensation, et que ses variations sont loin d'être instantanées, il oscille légèrement autour d'une température moyenne toujours supérieure à celle des eaux de condensation, à cause de hi haute température de la vapeur afttuente qui ne £6 condense pas instantanément en arrivant dans la capacité.

DE LA CAPACITÉ DU CONDENSECR

Dans les circonstances ordinaires de la pratique, il y a, comme nous venons de le dire, un accroissement brusque de tension dans le condenseur i qu'il soîti ou non, en communication avec la pompe à air, au commencement de chaque course, ce qui est dû à Finflaence prépondérante de la température des eaux de condensation, et aussi à celle du défaut d'instantanéité de la condensation; puis un décroissement jusqu'à la fin, malgré l'arrivée continuelle de nouveaux gaz permanents. Il pourrait cependant arriver, si le condenseur était très petit et le clapet G fermé, que raccumulation de ces gaz fût suffisante pour contrebalancer la diminution de tension provenant du refroidissement progressif de Teau de condensation. Ainsi, dans Texemple que nous avons choisi tout à Theure, la tension de la vapeur seule, au commencement de ropération, est de 0^^"*',12, tautlia qu'à la tin, elle n'est plus que de 0^*"^s06; il suffirait doDC que Tespace livré aux produits gazeux, dans ce dernier instant, fût tel qu'ils y établissent une tension de 0^^^',06 pour que ta diminution de tension ne s'y produisît pas. Nous négligeons ici la petite quantité de gaz permanents qui ont pu pénétrer dans la capacité dès le début de l'opération.

Cet espace £ serait donné par l'expression :

H quoi il faudrait ajouter le volume, 0^^^024, que doivent occuper les eaux de condensation ; soit en tout 0™^,048.

Le volume devrait être un peu plus petit pour réaliser cette hypothèse de l'égalité des tensions totales au commencement p et à la tin de l'opération, parce nous avons négligé la petite quantité d'air introduite dès le début de cette opération*

Au-dessus du volume qui égalise les tensions totales, la tension deviendrait plus faible à la fin de ropération qu'au commencement; au-dessous de ce volume, la tension serait, à la fin, plus considérable qu'au début.

U est clair, d'après cela, que pour obtenir dans le condenseur, lu tension moyenne la plus faible possible, pendant la période du mouvement où le clapet de retenue G est fermé, il

faut que ce condenseur soit le plus graud possible. La présence des produits liquides et gazeux qui y restent à l'instant où commence cette période du raoïiYcmeot, ne peut infirmer ce résultat, puisque l'effet qu'ils produisent équivaut à une diminution de sa capacité-

Dfins la période du mouvement pendant laquelle le clapet G est ouvert, les choses se passent dififéremment* A Tinstant où commence Finjection de vapeur venant du cylindre, la tension 8'élève dans le condenseur, par suite de la présence de nouvelles vapeurs à la tension correspondante à la température des nouvelles eaux de condensation ; la tension de ces vapeurs s^ajoute à celle des ^nz permanents contenus dans la capacité et dont la quantité s'accroît un peu; puis, à mesure que le piston de la pompe à air s'élève, la fraction de la tension générale due à la vapeur, diminue, Teau de condensation passe dans la pompe et, à sa suite, le mélange de gaz et de vapeur. ^J

Négligeons, pour un instant, l'influenee de rexcès de hauted^| €le Teau dans la pompe à air^ excès qui disparaît dans la dispo" sition indiquée par la (fig. 31). Si l'espace offert aux produits gazeux sous le piston, à la fin de la course, est précisément celui qui est nécessaire pour maintenir leur tension invariable pendant toute cette course, nonobstant l'arrivée continuelle de nouveaux gaz, la tension baissera dans le condenseur, de la quantité correspondante k la diminution de tension de la vapeur seule, par suite du refroidissement des eaux de condensation. Si Fespace est plus petit, la tension générale baissera moins rapidement dans le condenseur, parce que la tension des paz permanents augmentera, celle de la vapeur restant ce qu'elle était dans le cas précédent; et si Tespace est plus grand, la tension générale baissera plus vite. Si cet espace offert aux produits gazeux sous le piston, était assez petit pour que la tension de ces gaz augmentât pendant la course, d'une quantité équivalente à rabaissement de tension de la vapeur, rabaisse* memt général de tension ne se produirait plus, au moins pendant cette course, et au-dessous de cette limite, il se transformerait en accroissement*

Cela signifie évidemment que le rolume engendré par le

DE LA CAI'ACITÉ DU CONDENSEUR

piEiton de la pompe à aii% demeurant constant» la tension générale dans le condenseur baissera d'autant plus rapidement, pendant la course montante, qu^il sera plus petit; mais il faut observer que la fraction de cette tension générale qui est due à la vapeur, est invariable, et que la diminution de capacité du

r condenseur n*a^it que sur la fraction qui est due aux gaz permanents; de sorte que, dans les considérations qui vont suivre, nous pourrons négliger la partie de la tension générale due à la vapeur, puisque celle-ci ne dépend que de la température des eaux de condensation et nullement de la capacité du con~ denseur.

k La diminution continue de tension des gaz permanents, que W nous venons de constater pendant la course montante du piston, et qui est d'autant plus rapide que le condenseur est plus petit, amène toujours finalement la tension^ à Tins tant où le clapet G se ferme, au degré convenable pour que, sous cette teosioD, la totalité de ces produits gazeux dus à deux condeusations, trouvent place dans la pompe à air, sans quoi il y aurait bientôt engorgement du condenseur. C'est donc à la fin de la course montante qu'a lieu le minimum de tension qui ne dépend pas de la capacité du condenseur, mais de celle de la pompe à air. Si le clapet de retenue se ferme à cette époque, l'arrivée de nouveaux gaz permanents relèvera immédiatement leur tension dans le condenseur jusqu'au commencement de la course montante qui suivra. Si , au commencement de la course descendante, rinjection brusque de nouvelles vapeurs dans le condenseur, oblige le clapet à rester ouvert pendant une très petite fraction de cette course, il pourra passer encore clans la pompe à air, une petite quantité d'eau et de produits gazeux complétant la somme de produits de toute nature que

»le piston doit expulser pendant le reste de cette course descendante et qui sont en quantité égale à la totalité des produits divers de deux condensations.

tDans la pratique, ce dernier effet ne se produit presque jamais, parce qu'il faut k l'injection de vapeur dans le condenseur, un certain temps pour y établir Tcxcès de pression nécessaire pour rouvrir ou maintenir ouvert, le clapet G, et

ce.

que pendant ce temps, la descente da piston delà pompe à il Bûffi^sarament comprimé les produits giizeux placés dessou" pour que la tension de ceux-ci s'oppose au soulèvement de ce clapeL

On voit, d'après cela, que le décroissement de tension da le condenseur, pendant ht course montante, ne peut jamais faire descendre cette tension an-dessous d'une limite qi détermine le volume engendré par le piston de la pompe à ai et que si la diminution de capacité du condenseur accélère dccroissement de la teiisioo pendant cette course montante, ce n'est que parce qu'elle au;;mente la tension raaxima ; de sorte que la tension moyeane, pendant cette course, est d'autant plus faible que le condenseur est plus grand» comme pendai la course descendante.

Ou peut donc poser le principe suivant ;

Da7î$ les machines ordinaires â âouhle fjfti tt à condensaiioi dans ksqufUts la pompe à air est du système aspirant et fo\ iantt arec piston plongeur ou autre, la mnacité du, condenseur di être la pïtts gravide possible, pour que la tension mot/enne t'y él le moins possible au-dessus de la tensi'fn régulatrice qui dé ter mi ie minimum des tensions et qui est réglée elle-jnéme par la gran" deur du volume engendré ])(ir le piston de la pompe à air.

Le défaut d'instantanéité dans la condensation des vapeurs qui arrivent dans le condenseur avec plus d'abondance au commencement de la course des pistons, qu'à la fin, ne fait que corroborer ce principe, car il est évident que l'arrivée d'un poids déterminé de gaz et de vapeur, dans une capacité qui en contient déjà une certaine quantité, y élèvera d'autant moins la tension que cette capacité sera plus grande.

Si elle était infinie, la tension y serait invariable et égal© la tension régulatrice correspondante au volume engendré pa: Je piston de la pompe à air, parce que l'arrivée et la sortie buccessivte d'une même quantité de produits dans une telle capacité, n'y produiraient que des variations insensibles de teDsion,et parce que la haute température des eaux de condensation au commencement de ciiaque injection, et la tension correspondante des vapeurs, seraient sans influence et dispa-

le I

DE LA CAPACITE hV CONDENSEUR.

'raitraieDt dans ]a masse d'eau, de gaz et de vapeur à plus basse températore qui séjourneraient constamment dans trappareil.

Lorsque, comme clans les figures (27, 32), l'eau s'élève dans la pompe à air, à la fin de la course montante, plus haut que dans le condenseur, et que le clapet de retenue offre une cer- U taine résistance au soulèvement, la tension mmima dans le con- B denscur l'emporte sur la tension régulatrice de la pompe à air, d*une quantité correspondante à la différence des niveaux de l'eau, augmentée de ia résistance propre du clnpet. Ainsi pour un excédant de hauteur d'eau de 0"^,30 dans la pompe à air, et une résistance de clapet équivalente à une colonne d'eau de 0'",20 la tension minima dans le condenseur remporterait de

- ' =0^'"'', 043 sur la tension régulatrice dans lapompe à

■ air, et les effets de cette disposition seraient exactement les mêmes que si, cette différeilce des tensions n'existant pas, ie volume engendré par le piston de la pompe à air se trouvait réduit de la quantité nécessaire pour que les produits de deux condensations y établissent la tension qui règne dans le con* denseur lorsque la diflérence que nous venons de supposer,

• existe- Les dispositions indiquées par les figures (31, 33) sont donc préférables aux autres et le clapet de retenue doit être placé de façon à se soulever sous le moindre effort possible.

■ Dans la pratique, on ne peut donner aux condenseurs des dimensions excessives, à cause du prix et des difficultés de construction, et à cause des rentrées d^air extérieur auxquelles

WÈ ils sont d'autant plus exposés qu'ils sont plus grands ; mais nous pensons que Ton pourrait, avec avantage, augmenter leur volume ordinaire en les plongeant dans la bâche qui reçoit Teau froide destinée à la condensation, afin de prévenir les rentrées d'air extérieur.

Les considérations théoriques développées ci-dessus pourraient donner une idée approximative du bénéfice que Ton réaliserait par cet agrandissement d'une partie de rappareil de condensation, et ce bénéfice augmenterait encore à mesure que

CBAFfimE

dt tesps, <dttppeiii à la

excécbuits de tendoEi (petite.

nipeitr du» le oondensfnr, mi dû m rinflaetico die la IiMie taafiérmtare dei easx de condensatieo, pemitmi «fisfianflTe ea pertie si Teaa froide arrivait ea plot grude qaaotite dîna ee edadentear a rinslaat oh corniKace la coone da ptstoa laolBur ^*i la fin de cette course, aa liea d*arrifer à pea près aaifenBément pendant tonte la durée de l'opération. Il snffirait^ pour cela, de régler rinjection per aae priée de mouTement snr ane des pièces mobiles de la mâebioe, aa lien d^emplo^er le robinet actael à ouTertarc iavariable ; de plus, il conyiendrait de disposer Tappareil de faço^H à multiplier le pins que possible les pointa de contact de n^^ vapeur et de Tean froide, afflaentes, afin qu*aucune parcelle de ▼apenr, passant du cylindre dans le condenseur, n^échappât Inaction directe de cette eau froide sans toutefois créer de résii taace notable k ce passage. Il est clair que ces dernières mesures •craient d^autânt plus nécessaires que le condenseur serait plua petit et les coups de piston plus rapprochée.

Passons à Texamen de Tinfluence de la capacité du condenneur^ dans les appareils de condensation munis d'une pompe à air du lystime aspirant élévatoire représenté parles fif?, (24, 25, 26), Nous admettrons d'abord que les clapets G et H, H» nVjpposent aucune résistance au soulèvement.

Lorsque le piston de la pompe à air se trouve au bas de sa course (fig. 24), la région supérieure de cette pompe doit contenir tous les produits liquides et gazeux de deux condeusations^ qu*il faut expulser pendant la course montante.

Si la copacito du condenseur était nulle et que la condensation sVffectuàt directement dans la pompe à air, sous le piston» pendant cette course montante, la pompe à air, à la tin de cette même course, contiendrait seulement les produits liquides gasspux d'une condensation ; puis, pendant la course desce

I>E LA CAPACITE DU CONDENSEUR

dante^ les clapets H» H, restant soulevés, les produits de la deuxième condensation passeraient dans la région supérieure de la pompe pendant cette deuxième condensation, pour y corn* pléter la tension que nous avons nommée régulatrice.

La tension régulatrice correspondante au volume engendré par le piston, serait donc un maximum et se manifesterait au début de la course montante, et si Ton fait abstraction des accroissements momentanés de tension dus à Tinfluence prépondérante de la température des eaux de condensation an commencement de chaque course, la tension propre des produits gazeux sera un maximum au commencement de cette course montante, parce que c'est rinstant oii ils sont en plus grande quantité dans la pompe à air et où ils y occupent le moindre volume.

Si la condeosation, au lieu de s^effectoer directement dans la pompe à air, se fait dans un condenseur, ce condenseur, an début de la course montante, sera plein de gaz à une tension au moins égale à la tension régulatrice de la pompe à air, et une partie des gaz qu'il renferme passera dans la pompe pendant la course montante, avec les produits d'une condensation qui, seuls, sont insuffisants pour établir datis cette pompe une teaaion égale à la tension régulatrice, lorsque le piston aura achevé sa course montante. La réserve de produits gazeux dans le condenseur, ne peut donc servir qu'à augmenter la tension moyenne dans la pompe à air pendant la course montante et, par suite, la tension moyenne dans le condenseur qui est en communicaiion avec elle. Pendant la course descendante, la tension des gaz remontera vers la tension régulatrice qui sera atteinte à la fin de cette course.

Il est clair, d'après cela, en faisant abstraction de la présence des vapeurs dont Finfluence est invariable, quejplus le condenseur sera grand, ou plus il contiendra de gaz à la fin de la course descendante, plus il en refoulera vers la pompe à air pendant la course montante pour rétablir l'équilibre entre les deux capacités, et plus cet équilibre se réalisera sous une tension élevée; c'est-à-dire, plus la tension générale dans Tappareil de condensation sera grande pendant cette course montante et

au commeii cément de la courte descendante, sans rien cbai à ]a tension qui doit exister à la fin de cette dernière course

On peut donc admettre le principe suivant :

Bans les machines à âoulh effet, à condensation, dans lesquellel la pompe à air a la forme aspirante éUvatoire qui peut, à la rigueur] dispenser du clapet de retenue G, le condenseur doit être théoriquement et dans ihî/pothêse d'une condensation très rapide , le plus petit possièle, pour que fa tendon y descende le plus has possible au-dessous de la tension régulatrice dépendante du volume engendra par le piston de la pompe à air, et cette tension régulatrice devient la tension la plus életée qui puisse régner dans ce condenseur.

Pour le même volume engendré par le piston, cette pompe maintient dans le condenseur, une tension moyenne inférieure à celle que Ton obtient des pompes à piston foulant dan lesquelles le clapet de retenue est indispensable, et les de dispositions canduisent aux résultats contraires suivants :

Avec la pompe aspirante et foulante, la tension régulatri qui ne dépend que du volume engendré parle piston, représent la tension minima, et la tension maxima s'élève d'aulaut plus que le condenseur est plus petit.

Avec la pompe aspirante élévatoire, la tension régulatrice représente théoriquement la tension maxima, et la tension minima s'abaisse d'autant plus que le condenseur est pluspetit. Si, dans ce dernier cas, le condenseur est réduit à zéro, la ten sion minima devient celle que les produits d'une seule conden sation peuvent établir dans la pompe à air quand ils en o cupent toute la capacité ; c'est la limite inférieure des tension! possibles* Nous négligeons ici Tinfluence des retards de cou densation sur laquelle nous reviendrons plus tard.

Dans les deux dispositions, Fagrandisseraent progressif du condenseur, ramène les diverses tensions vers la tension régulatrice qui dovitnt invariable pendant toutes les phases de Vopération, quand ce condenseur devient infiniment grand.

Les pompei foulantes, quand elles sont à piston plongeur, jouissent du précieux avantage de laisser la garniture du piston BOUS les yeux du mécanicien qui peut la resserrer et supprime

DE LA CAPACITÉ DU CONDENSEUR. 377

les fuites, quand elle se dérange, sans qu'il faille pour cela suspendre le mouvement de la machine raotnce.

Quand on emploie ces pompes foulantes, il faut les disposer de façon que le clapet de retenue soit recouvert des eaux do condensation pendant le refoulement, pour eoipeclier les produits gazeux de rentrer dans le condenseur lorsque ce clapet ferme mal rorifice qu'il recouvre, sans toutefois créer une différence bien sensible de niveau entre les deux capacités en com* muûication.

LVfîet de cette différence de niveau, dans les appareils avec pompe du système aspirant élévatoire, est le même que dans ceux qui sont munis d'une pompe foulante; il équivaut à une diminution du volume engendré par le piston de la pompe à air et se mesure de la même façon, Dans ce cas, il produit un accroissement de la tension régulatrice dans le condenseur, équivalent à une colonne dVau d'une hauteur égale à cette difterence de niveau, de sorte que la meilleure disposition que Fou paisse donner à ces pompes est celle qui est indiquée (fig* 35).

Lorsque le clapet de retenue, s'il y en a un, et les clapets du piston exigent un certain effort pour être soulevés, ils produi* sent encore le môme effet qu'un excédant de hauteur d'eau dans la pompe, et Taccroissement de tension dans le condenseur qu'ils occasionnent, se mesure par la colonne d'eau qui serait nécessaire pour les soulever.

Dans la pratique, la capacité du condenseur ne peut descendre au-dessous de certaines limites, malgré la continuité du passage des produits de la condensation dans la pompe à air lorsqu'elle est du système aspirant élévatoire, parce que la gerbe d'eau froide qui sert à condenser la vapeur, doit s'épanouir librement dans un certain espace pour que la condensation se fasse^convenableraent, parce que la pomme d'arrosoir qui termine le tuyau d'injection ne doit jamais être recouverte par les eaux de condensation et parce qu'un retard dans la condensation) lorsque la capacité est très petite, peut produire un accroissement moraentané de tension» très considérable* Watt, dans ses machines à basse pression et à condensation, t à cette capacité environ les | du volume du cylindre

moteur lorsque le poids de Peau froide était au poids de vapec à condenser, dans le rapport de 24 ou 25 à 1 , et quand la machine fonctionnait sans détente sous la tension de 1,5 à 2 atniosphères absolues ; de plus toutes ses pompes à air étaient du «ystème aspirant élévatoire. D«^pui8, les constructeurs ont fréquemment appliqué c-ette règle, sans modification, à toutes sortes de machines et do pompes à air, ce qui a été la cause d'un grand nombre de mécomptes. Nous poserons plus tard quelques règles pour déterminer la capacité de ces condenseurs en rendant compte de toutes les influences qui doivent être prises en considération dans cette détermination et dont nous venons d'exposer une partie.

Dans le résumé de la théorie du condenseur, nous appliquerons les mêmes considérations à la recherche des meilleures dimensions à leur donner, quand ils appartiennent à des machines à simple effet.

Lorsque les machines sont munies d^une pompe à air à double effet, comme celle qui est représentée (fig. 36), ou de toute autre fonctionnant d'après le même principe, et qu'il y a une condensation pour chaque course du piston, chacune de ces courses amène dans la pompe, la totalité des produits d'une condensation et tout se passe comme dans les machines à sim* pie effet pendant la période d'admission dans la pompe à aifi lorsque le piston de celle ci est plein et que la condensation s'etfectue pendant cette période ; sauf qu'ici les opérations se succèdent plus rapidement et qu'il n*y a plus de période de repos dans le condenseur.

On peut donc dotmer au condenseur, dans ce cas, un plus faible volume que lorsque la pompe est à simple effet, à moins que les condensations ne se succèdent avec une grande rapidité, ce qui obligerait à augmenter cette capacité qui, dans cette dernière hypothèse, n'est jamais trop grande, quand on sait éviter les rentrfJes d'air extérieur.

Les pompes Je cette espèce produisent, évidemment, le même vide moyen que deux pompes aspirantes élévatoires à simple •effet, de mêmes dimensions, agissant successivement sur le même condenseur, et le volume engendré par leur piston da

DE LA CAPACITE DU CONDENSEUR

4^que course, ne doit être que la moitié du volume qu'il devrait engeadrer si la pompe était à simple effet*

Si, dans ce cas comme dans tous ceux qui précèdeot, le nombre de courses de pisston de la pompe à air était différent un nombre de courses du piston moteur, il est évideut que, pour obtenir moyetinemint le même degré de vide dans le condenseur, celui-ci et la pompe à air devraient avoir la même -capacité que si les pistons désignés ci* dessus fournissaient le même nombre de courses dans le même temps et qu'il arrivât Jans le condenseur, pendant chacune de ces courses, le même poids de vapeur et d'eau froide que celui qui y arrive effectivement pour le nombre réel de courses du piston moteur qui ont lieu pendant une course du piston de la pompe à air.

Au lieu d'employer les pompes à mouvement du piston rectiligne et alternatif, pour débarrasser le condenseur des produits de la condensation, on pourrait se servir, dans le même but, des pompes rotatives dont la disposition est généralement calquée sur celles qui ont été proposées pour machines à vapeur à rotation directe. Ainsi, par exemple^ si un condenseur était rais, par le bas, en communication avec le tuyau D de la machine de Joseph Èvo (fig, 22), et que le cylindre A garni de ses trois dents qui font office de pistons, tournât sous l'action d'une force motrice, dans le sens indiqué par les flèches, les produits de la condensation, appelés dans la pompe d'une manière continue par le tuyau D, en seraient chassés par le tuyau E* Pour maintenir, dans le condenseur, un degré de raréfaction déterminé, à Faide d'un semblable appareil, il suffirait évidemment que le volume engendré par les dents y, ou celui qu'elles offrent en truelles aux produits de la condensation, pendant deux courses du piston moteur, fût <^gal au volume qu'oflVirait à ces produits, dans le même temps, (ioe pompe à air à mouvement alternatif, calculée pour obtenir le même degré de raréfaction. La capdcité du condenseur serait également déterminée d'après les règles que nous poserons plus

CHAPITRB Hl'lTlEMB-

tard, en observant qa*aa telle pompe agirait exactement saf 1 produits de la condensation comme la pompe à double effet dont nous avons parlé tout à Theure.

Nous indiquerons, dans le résumé général de la théorie de condenseurs que nous venons d'exposer, les dimensions prat ques qu'il convient de donner à ces condenseurs, relativement au volume des eaux de condensation qu'ils doivent recevoir, et relativement à la tension que possèdent les vapeurs dans le cylindre moteur, an début de Téchappement.

Des condenseurs à surface.

Il y a déjà longtemps que, dans certaines machines, surtout dans celles qui font mouvoir les navires, on a remplacé le condenseur ordinaire dont nous venons de nous occuper, par un condenseur dans lequel la condensation de la vapeur qui sort du cylindre moteur, est effectuée par Peau refroidissante, san^H que celle-ci se mélange à la vapeur. Dans ces appareils, la t^^V peur arrive dans des capacités ou conduits à surface externe très développée et continuellement en contact avec Teau froide qui se renouvelle à mesure qu'elle s'échauffe en s'emparant df la chaleur mise en liberté par la vapeur qui se condense.

La vapeur ainsi condensée par refroidissement extérieur est" ensuit*^ renvoyée à la chaudière par la pompe alimentaire; dt sorte que s'il n'y avait point de pertes de vapeur ni d'eau ; travers les joints de la machine prise dans son ensemble, cettcT machine fonctionnerait indéfiniment avec la même eau.

L'un des principaux motifs qui ont engagé à remplacer Tancien mode de condensation, par celui-ci, est le suivant ;

Quand la pression, dans les machines marines, ne dépasse pas 2**'™*, 75, les dépôts qui peuvent être si considérables dana les cliaudières alimentées par Feau de mer, sont restreints dans une forte proportion et peuvent encore être atténués par des évacuations périodiques d'une petite partie du contenu de ces chaudières, prise dans les régions où ces dépôts s'accumulent de préférence ; mais quand on dépasse cette tension, l'eau fte

HES CONDENSEURS A SURFACE.

dêpouitte presque eritièreraeiit des substaTices cju'dle tient en ilissalutioDj dès son entrée daas les chaudières, et ces dépôts deyiennent assez considérables pour entraver la vapoTisation et accélérer la détérioration de ces chaudières, L^eniploi du condenseur à surface qui permet de fonctionner toujours avec hi même eau ou, tout au moins, avec une très faible alimentation d'eau nouvelle pour réparer simplement les pertes, a permis d'élever la tension dans les chaudières^ d'augmenter la détente €t de prévenir, dans une forte proportion, les dépôts qui se forment dans ces chaudières.

Les avantages que nous venons d'indiquer sont bien moins grands dans les machines de terre ferme alimentées avec de Teau douce, quoiqu'il y ait des circonstances où les eaux dont on peut disposer contiennent assez de substances calcaires en dissolution pour pouvoir être assimilées aux eaux de mer, dans une certaine mesure.

Le condenseur à surface se compose généralement d*une grande caisse hermétiquement fermée, dans laquelle on a placé une quantité considérable de petits tubes en bronze ou en cuivre rouge fixés par leurs extrémités sur des plaques dVissemblnge, comme les tubes des chaudières de locomotive. Chaque plaque d'assemblage forme une paroi d'une chambre que traverse Teau ou la vapeur avant de s'engager dans les tubes et

raprès qu'elles les ont traversés.

* Quelquefois la caisse n'a qu^un compartiment, d'autres fois elle en a 2, 3 et même 4 isolés les uns des autres et contenant^

I chacun^ leur faisceau de tubes. Ces compartiments sont mis en

I conimunicatioti les uns avec les autres par des conduits spéciaux, de façon qu'ils soient traversés successivement par Teau froide et par la vapeur que celle-ci doit condenser,

La circulation de l'eau et de la vapeur, dans ces appareils, peut s'effectuer de deux manières. Dans certains condenseurs, la vapeur passe par les tubes et l'eau froide à l'extérieur, dans la caisse qui les contient ; dans les autres, c'est Teau froide qui traverse ces tubes et la vapeur est déchargée dans Tespace

f environnant qui devient le condenseur effectif. Dans le premier 3, les tubes sont placés verticalement, ou légèrement inclinés,

pour qu'ils se débarrassent aisément de Teau de condensation ; dans le second, ils se placent horizontalement et sont généra» lement disposés en quinconce. Quand les tubes sont verticaux, la vapeur les franchit en un seul trajet et la caisse ne contient qu'un seul faisceau de ces tubes ; quand ils sont horizontaux, ces tubes sont partagés en deux, trois ou quatre faisceaux que l'eau froide parcourt successivement, et qui sont placés dans des compartiments différents mis en communication par de larges ouvertures.

Les condenseurs dans lesquels la décharge de vapeur veuai^J des cylindres moteurs se fait dans les tubes, sont peu employéj{^| quoiqu'ils présentent Tavantai^e de permettre le nettoyage de ces tubes sans les démonter, en y passant, tout simplement, un écouviîlon ; parce que Texpérience a démontré qu'ils exigent une plus grande surface réfrigérante et un plus grand volume d'eau froide de circulation, pour produire le même degré de vide, Cela résulte, probablement, de ce que les parois de la caisse n'agissent pas, dans ce cas, comme surface réfrigérante, de ce que les tnbes n'offrent qu'un seul parcours et sont fort inégalement utilisés à cause de la tendance des fluides à passer de l'ouverture d'entrée à l'ouverture de sortie par le plus court chemin, et de ce que le renouvellement de l'eau froide en coi tact avec la surface réfrigérante n'est pas assez rapide.

Dans les condenseurs à tubes horizontaux et à parcours mul tiple, le courant plus rapide de l'eau froide dans les tubes favorise le passage de la chaleur et les changements plus ou moins brusques dans la direction des courants favorisent la diffusion des fluides dans toutes les parties de l'appareil et produisent une utilisation plus uniforme de toute la surface réfrigérante. Malheureusement» dans ces condenseurs, le nettoyage des dépôt» graisseux que la vapeur condensée abandonne à la surface des tubes, devient extrêmement difficile et obli^îe à un démontage périodique de Tappareil ; puis le travail de circulation de Feau froide y est plus considérable que dans Tautre disposition, ,^j

Malgré ces inconvénients dont le premier, surtout, est co|^| sidérable, on préfère généralement dans la marine cette disposition à la première parce qu'il est plus facile d'y obtenir

DES CONDENSEURS A SURFACE

bon vide, ce qui augmente l'effet utile des machines et diminue la quantité de combustible k brûler pour un tnijet déterminé.

On a pu constater aussi que lorsque c'est la vapeur qui passe dans les tubes, la chambre de vapeur, ou la capacité dans laquelle s'opère la condensation, se réduisant presqu'au volume intérieur des tubes, devient insuffisante, ce qui produit les fâcheux effets que nous avons précédemment signalés dans les condenseurs trop petits ; puis la vapeur^ h son entrée dans ces tubes, passe à Tétat vésiculaire avant condensation parfaite, et comme elle n'est point contrariée dans î^on parcours unique, ella fie dépouille difficilement de ses pariicules liquides, ce qui retarde sa condensation.

Avec la vapeur autour des tubes, la chambre de vapeur, ou condenseur proprement dît, est plus grande ; elle peut même être aussi grande qu'on le veut, en écartant les tubes en conséquence ;de sorte que Ton peut obtenir une capacité suffisante pour que, dès le début de la décharge de vapeur, celle-ci subisse une notable diminution de tension, même avant sa condensation ; puis cette vapeur se heurtant successivement à la périphérie des tubes, se dépouille rapidement des parcelles liquides qu'elle contient et se condense plus vite* Enfin, cette disposition permet rinjection directe de l'eau froide dans la capacité qui contient la vapeur, soit pour refroidir un condenseur dans lequel la température deviendrait trop élevée par suite d'une mauvaise transmission de chaleur à travers des surfaces trop chargées de dépôts, soit pour fonctionner avec la condensation par injection directe de l'eau froide, en cas d'avarie des tubes. Dans ce dernier cas, l'eau d'injection divisée par les tubes sur lesquels elle tomberait, agirait avec beaucoup d'efficacité, et le condenseur à surface se trouverait presque instantanément transformé en condensateur à injection directe, sans aucun démontage et, pour ainsi dire, sans suspendre le mouvement de la machine. Ceci ne pourrait avoir lieu si la vapeur circulait dans les tubes,

I En thèse générale^ la vapeur et Teau, dans ces appareils^ doivent circuler en sens inverse, pour que Teau à la plus haute température ait à agir sur la vapeur la plus chaude qui se trouve à l'entrée du condenseur.

Quand les tubes sont verticaux, hi vapeur arrive par le haut ^t Teau par le bus, pour s'échapper ensuite par la partie supérieure de la caisse qui renferme ces tubes ; c'est la disposition qui fournit la condensation la plus complète, mais non la plus rapide. Il faut alors que les tuyaux d'entrée et de sortie de l'eau, soient très larges pour que cette eau se partage le moins inégalement que possible entre tous les tubes, afin de les utiliser tous.

Lorsque les tubes sont horizontaux et partagés en plusieurs groupes, ce qui est le cas le plus général, Teau doit les parcourir successivement et en sens inverse. Dans ce cas, la direction du mouvement de la vapeur qui arrive par le haut, est perpendiculaire à la directioû du mouvement de Teau, et comme les groupes sont généralement placés les uns au-dessus des autres, le liquide peut être introduit par le groupe inférieur et s'échapper par le groupe supérieur, ou suivre la marche inverse*. Malgré Tavantage que présente le premier mode au point de vue de la bonne utilisation de Teau froide, le second est généralement préféré parce qu'en soumettant la vapeur la plus chaude, dès le début de la décharge, à Faction de l'eau la plus froide, la tension de cette vapeur se trouve plus rapidement bridée au commencement de la course des pistons moteurs qui correspond à la période d'évacuation la plus énergique de la vapeur ; on obtient ainsi une moindre contre-pression mojenne derrière les pistons.

Les tubes des condenseurs à surface, sont en bronze ou cuivre rouge. Leur diamètre varie de 0™,016 à 0"^,020 euivair les conî:tructeurs, leur épaisseur de O'^'^OOIO à 0^^0015 et leur longueur de 1 m* à 2 m. dans les appareils à plusieurs groupes, et de 2 a 3 m. dans les appareils à une seule circulation. Leur écartement est de 0'",030 à 0"*,035 d'axe en axe, mais il pourr être un peu plus grand sans inconvénient. Les tubes en bro sont fondus, puis alézés et tournés ; les tubes en cuivre son* étirés sans soudure* Les plaques d'assemblage aux extrémités des tubes, sont en fonte pour les tubes en bronze, et en bronze pour les tubes en cuivre; ceux-ci exigent moins de maind œuvre, coûtent moins cher malgré le prix plus élevé de

sur es, jur

DES CONDENSEUKS A SURFACE.

matière et sont ^ïénéraloment préfère?. Dans les conditions d'écartemeut que nous venons d'indiquer^ Tespace libre autour des tubes varie de f à f de la capacité qui renferme ces tubes-

Ces appareils de condensation doivent être disposés de façon que les eaux de condensation se rassemblent sans obstacle, à la partie intérieure, dans on récipient disposé pour cet usage.

Une pompe à air ordinaire les reprend dans ce récipient et les refoule ditns une bâche qui , dans les machines marines, a reçu le nom de bâche à eau douce ; puis elles sont reprises de nouveau dans cette bâche à eau douce, pour être refoulées dans la chaudière par la pompe alimentaire de celle-ci. S'il n'y avait point de pertes d'eau, il est clair qu'une machine, dans ces conditions^ fonctionnerait indéfiniment avec la même eau ; mais il n'en est point ainsi ; il se produit des pertes par les joints mal faits, par les garnitures de pistons, par évaporation dans la bâche à eau douce et» surtout, par les évacuations assez froijuentes que Ton est obligé d'opérer dans les chaudières, pour se débarrasser des dépôts calcaires ou graisseivx; il faut donc une certaine alimentation destinée seulement à réparer les pertes. Cette alimentation se fait, soit par intermittence, soit d^une manière continue à Taide d'un tuyau muni d'un robinet qui met en communication Tintérieur du condenseur où règne un vide plus ou moins parfait, avec une bâche, ou réservoir, qui contient de Teau soumise à la presaion atmosphérique. On préfère généralement l'alimentation continue qui se règle par tâtonnement d'après les pertes constatées. L'eau qui' pénètre ainsi dans le condenseur est reversée, avec le reste des eaux de condensation, dans la bâche à eau douce, par la pompe à air, puis renvoyée dans la chaudière par la pompe alimentaire de celle-ci.

Les gaz que la pompe à air emporte avec les eaux de condensation, parce que son piston engendre un volume beaucoup plus grand que le volume de ces eaux, se dégagent dans l'atmosphère par la bâche à eau douce. On prévient ainsi raccumulation progressive de ces gaz non condensables, dans le condenseur, et comme la quantité d'eau que la pompe à air doit extraire de ce condenseur, est bien moindre que lorsque la

CGUFITRE ULITIBIIK.

m bit pv iajeetkMi dtracte de Vmm fmde, h qonlilé de gix à eslefv féfiod^maMBl 7 est Boiiie mfiâdmhto el le leann, denecei dépend bten plus de Im teosioA de la Tmpenr, eomqiQadmale m

U tempéraiiirc de Vemm de eoode&satioa^ que de La tensîott de Feir mélangé k cette Tapeur. Levolaiiie qn^oii bmae lUsponilile pour cea gaz, i chaque eonp de piston de la pompe, est presque anan gnuid que celui qui leur est réserré dans les pcknpea à air des coDdeiiaears ordinaiiea, maïs le voinne réeerré à l^ean de condensation j est natiipelleiiient beanooiip moindre. H faut cependant obeerrer que les gaa qm arrÎTent dans ises conden* senrs, ne prOTiennent point uniqtiement des eaux d'alimentation des cbandières ; une grande partie de ces gasc provient des rentrées d*air atmosphérique par les joints de toutes les capacités dans lesquelles la tension a^ahaisse momentanément oq d^nne manière constante, au-dessous de la tension extérieure. Il e^st iodispensable^ dans ces appareils, de faire tous les joints arec l)eaacoup de soin.

BéUrndnaiiûm de la surface de re/roidi$iemeni néceêêûirt an hon fandiannement det cùndemeurt à eur/ace. On n'a &dt, jus* qu'à présent, que fort pen d'expériences pour déterminer li^M quantité de chaleur qui passe moyennement à travers les paro^^ des tubes de condensation, dans Funité de temps, suivant la température qui existe à Textérieur de ces tubes et la température des eaux froides qui circulent dans leur intérieur. Ces expériences, il est vrai, présentent de sérieuses difficultés: la température de Teau froide qui circule dans les tubes n'esj^H pas constante; elle augmente depuis Tentrée jusqu'à la sortiV^ de Tappareil ; la température de la vapeur en contact avec ces tubes, n'est pas constante, non plus ; elle est la plus élevée à TentréSi puis elle va en dimintjant jusqu'à la bâche ou réservoir qui reçoit les eaux de condensation et dans laquelle ces eaux sont reprises par la pompe à air. Enfin, la décharge de vapeur dans le condenseur étant bien plus considérable au commencement de la course du piston moteur qu'à la fin, la tempéraiuie moyenne de celte vapeur doit être plus élevée et la condensation bien plus considérable au début de cette course

DES CONDENSEURS A SUKFACE.

qu^à rinstant où elle s'acliève. Il est donc fort diflScîle de con* naître exactement sous quelle différeoce de température entre rintérieur et Fextérieur des tubes, la condensation se produit effectivement.

Pour tourner la difficulté et pour obtenir quelques résultats qui puissent être utilisés dans les applications, on a déterminé ce que Ton nomme un coefficient de conduciihiUté , c'est-à-dire la quantité de chaleur qui passe, par seconde^ à travers une surl'face de tubes de 1™', pour chaque de^ré de dilîerence de température entre la face interne et la face externe de ces tubes, dans riiypothèse, vérifiée par tant dVxpériences, de la proportionnalité de la chaleur transmise, à lu différence des températures entre les deux faces des tubes, et dans les hypothèses suivantes qui sont moins exactes :

I 1" Que la condensation de la vapeur s'effectue uniformément pendant toute la course du piston moteur.

2** Que la température dans la partie du condenseur occupée par la vapeur, est constamment égale à celle de l'eau dans la h&che à eau douce ^

3"* Que la température de l'eau de circulation dans les tubes est constamment égale à la moyenne des températures de cette eau à son entrée dans Tappareil et à sa sortie.

Les deux premières de ces hypothèses sont évidemment inexactes, mais les résultats obtenus n'en sont pas moins précieux dans les applications, parce que les mêmes inexactitudes s^y reproduisant dans des conditions semblables à celles des expériences, on doit arriver, au moins approximativement, aux mêmes résultats, dans les applications nouvelles ; en d'autres termes, les erreurs commises dans l'appréciation des différences réelles de température entre les deux faces des parois refroidissantes et le défaut de régularité dans la condensation, devant se reproduire dans les nouvelles applications, les résultats définitifs obtenus dans les expériences faites pour obtenir le coefficient de conductibilité, doivent se retrouver approximativement, dans les appareils nouveaux construits conformément à ces résultats défioitifs*

Représentons maintenant par :

B, la surface de condensation nécessaire pour condenser I ^

de vapeur par seconde, f , le poids de vapeur à condenser par seconde, T,la température de la vapeur et de Teau de condensation,

dans le condenseur, (y la température de Teau froide avant son entrée dans Tapi pareil, T\sa température à la sortie, K, le coefficient de conductibilité, L, la chaleur totale qu'il faut enlever à 1 '^'*' de vapeur pour le ramener à l'état d'eau à C*»

La quantité de chaleur qu'il faudra enlever au poids q dem pour, pour le ramener à Tétat liquide et à la température Tj sera :

La différence des températures en dedans et en dehors de tubes, sera :

La surface nécessaire pour condenser le poids ç de vapeur, par seconde, sera i

et comme la chaleur transmise est proportionnelle à cette surface et à cette différence des températures, elle sera proportionnelle à

K représentant la quantité de chaleur qui traverse les paroia des tubes par seconde, par mètre carré et par degré de différence de température^ on aura Téquation générale

D'autre part, si Q représente le poids de Feau refroidissante employée par seconde et par kil. de vapeur, on aura encore Q(r — /) = L-T;

DES 0ONÎ)ENSEl'KS A SURFACE.

.l'où

et

et

Ces résultats donnent pour le second facteur de l'expression (1),

T - 'IL+J- T-i- kjzJ 2Q(T-<)-fL-T) 2 2 Q ~ 2 Q

et, en substituant celte valeur dans Téquation générale (2),

d'où K =

B{-2Q(T-<)-(L-T)j r.Çr-t 1\;

Telle est la valeur générale du coefficient de conductibilité. On peut aussi tirer de cette équation,

hg =

ce ijui donne pour surface de €ondeiisîition, B q, nécessaire à la coudensatioD d'un poids q de vapeur, par seconde,

I co ■ eu

^ ne

Application kumébique, — Déterminer le coefficient de conuctibilité des tubes d'un condenseur à surface dans lequel la condensation s'eiïectue à la température de 40*^; Teau de circulation péoètre dans les tubes à la température de 15"*; le poids de vapeur condensée par seconde est moyennement de jkiK j l'étendue de la surface totale des tubes dans lesquels circule l'eau froide, est de 90 mètres carrés, et le poids d'eau froide introduite, de 42^*^", par seconde ; enfin le kiL de vapeur

3iK)

condenfiée possède une chaleur totale telle, que pour le réJ en eau à Q°, il faut lui enlever 625 calories. On se donne, pour cette application :

B = GO"»*; q = l»^"v; Q = 42^^^»- i ^ W T - 40" et entiïi J. = 625^^- En appliquant ces valeurs numériques à Féquation (A), vient :

= O'^^i^^CO.

Ainsi chaque mètre carré de surface refroidissante, laisserait passer par seconde, dans ces conditions, 0,360 calorie.

Des observations faites sur un assez grand nombre de condenseurs k surface appliqués à des machines marines, ont démontré que lors<|UG les tubes étaient partagés en plusieurs faisceaux disposés dans des compartiments successifs, la surface condensante était mieux utilisée et que le coefficient de conductibihté augmentait. Ces expériences ont fourni les résultats moyens suivants :

Kombft de &îiOMiiz de tabès

panNnmis fn^eMilTeinent ptur r«aa

ftvîde.

Taletur du ooelBeîeiil de

conductibilité K.

3 et 4

Ces chiffres s^appliquent à des appareils en bon état \ lorsque les tubes se couvi*eat de dépôts^ le coefficient de conductibilité diminue.

La quantité d'eau froide que Ton applique à la condensation^ dans ces appareils, est généralement plus grande, par kiL de vapeur à condenser, que celle que Ton injecte directement dans les condenseurs ordinaires, mais néanmoins fort variable. D*après des relevés faits sur un grand nombre de machines,

DES 00NDEXSEUR8 A SURFACE.

Ite quantité d'eau froide rarie de 34*^^^' à 60*'^'- d'eau refoulée dans les tubes coodenseurs par IdL de vapeur abandonné par la machine motrice. Il faut observer, à ce sujet, que la condensation de 1*^^^- de vapeur, peut s'eflFectuer soit avec uco surface condensante réduite, en employaDt une grande quantité d'eau froide pour la maintenir à basse température, soit avec une moins grande quantité dVau froide et une surface de condensation plus étendue.

Les chiffres qui sont rappelés ci-dessus, sont ceux qui ressortent des conditions les plus ordinaires de fonctionnement de ce!i appareils dans les machines marines,

Tempébature de condensatiok. — Pour obtenir le plus grand travail possible dans le cylindre moteur, it ftiudrait évidemment condenser à la plus basse température possible, c'est-à-dire avec beaucoup d'eau froide et avec une longue circulation de cette eau, mais il y a, à ce sujet, plusieurs observations à faire :

1** Dans les basses températures, une assez forte différence entre deux températures, ne correspond qu'à une assez faible différence entre les tensions ; ainsi à 40" la tension de îa vapeur d'eau est de 0»^"^s072 et k 2b° elle est encore de 0^^ï»%031. Oa ne gagnerait donc que 0**^"'-,041 à abaisser k température dans le condenseur, de 40° à 2ry\ et il n'en résulterait qu'un faible accroissement de travail utile dans le cylindre moteur,

2*» En condensant à très basse température, il faut dépenser plus de chaleur pour vaporiser dans la cliaudière, Teau d alimentation puisée dans la Imche à eau douce, que si Fou condensait à plus haute température-

3^ Le travail de la pompe qui refoule Teau froide dans les tubes, augmente avec la quantité d'eau froide et avec la longueur du parcours de cette eau.

i' La diminution de pression au condenseur augmente un peu le travail de la pompe à air.

C'est en tenant compte de ces considérations que les con* stinicteurs se sont généralement arrêtés à la température de condensation de 3b'' à 40^ qui est un peu supérieure à celle que Ton adopte généralement quand on emploie les condenseurs

CHAPITRK Hl'ITIEME.

on ^1

fa™ s à

à injection. On obtient cepenclaut, malgré une température condensation un peu plus élevée, le même vide, à peu pri que dans ces derniers condenseurs, parce que le conden contient moins d'air et que le volume qui est réservé à cet dans chaque excursion du piston de la poiupe à air, est p qu^aussi considérable que dans les appareilsà injection. Malhe reusement au bout de quoique temps de marche, les matière^ employées au i^raissage des pistons moteurs, encrassent lf»j surface extérieure des tubes et entravent la condensation ^ de sorte que si on ne les nettoif pas, le vide obtenu devi moindre que dans les autres condenseurs.

Dans ces condenseurs à surface, la condensation ne se fait pas tout à fait aussi rapidement que dans les appareils à injection directe d'eau froide bien divisée» et pour obtenir une bonne décliarge au cylindre moteur dès le commencement la course du piston, il convient que Touverture de décharge si très grande et que le condenseur ait une ^ande capacité, afin de joindre la dilatation au refroidissement pour abaisser plus rapidement la tension de la vapeur, dès le début de la dé charge.

Dans le même but de diminuer la contre-pression du piston au Lommencement de chaque couîsu, on donne une as grande avance à réchappement.

Dans les faraudes machines marines, la capacité du conden seur, livrée à la décharge de la vapeur, s'élève parfois jusqu^ 0,70 à 0,75 de la capacité du cylindre moteur, et c^est a ce grande capacité qui augmente aussi la surface de refroidisse" ment, que Fou attribue généralement rabaissement rapide la contre-pression du piston obtenu dans ces puissants apparei Assez généralement, on donne à ces condenseurs une capacii de 0"*\035 il 0"'\045 par mètre carré de surface réfrigéran

Application numérique. — Une machine à vapeur coj somme 0"'^200 de vapeur sf-cke à 3^^^^-, par coup de piston et fournit 40 de ces coups de piston par minute. On veut appliquer à cette machine un condenseur à surface qui condense la vapeur à 40" ou à la tension correspondante de 0**^^'^^ ,072 On peut disposer de 35^^'- d'eau froide à 12"^ par kil. de vapeur à coi

ïen^

DES CONDENSEURS A SURFACE

denser. Le condenseur aura trois compartiments contenant chacun le même nomljre de tubes, à peu près ; ces tubes auront 1"* de longueur et 0"^,0]5 de diamètre extérieur.

On demande le nombre de ces cubes qu il faudra employer et la capacité de la partie du condenseur livrée à la décharge de la vapeur.

Ce condenseur étant supposé à trois compartiments, nous pourrons admettre un coefficient de conductibilité de 0*^^^',400.

Nous admettrons que, eu égard au travail de compression

■ que le piston exerce sur la décharge de vapeur, pendant toute

aa course, la quantité de chaleur qu'il faut enlever à chaque

kiL de vapeur, pour le réduire en eau à 0**, dans une capacité

de grandeui- invariable, s^élève à 635 calories.

Pour trouver le tend ne de la surface réfrigérante qui sera nécessaire à la condensation, il faudra appliquer Texprcssion

I(C) dans laquelle Bq représente cette surface réfrigérante. Nous aurons, d'après les données admises, K- 0,400; T = 40"' ; t = 12° ; Q = 35^^i- . Quant à la valeur de ç, poids de vapeur à condenser par seconde, il faut la déterminer.

Le volume de vapeur à condenser par minute, ou pour 40 coups de piston, sera de B O'"', 200.40 = 8 mètres cubes ;

par seconde, il sera de

K m ^ 0,1533 mètre cube.

Comme l*'*^* de vapeur à 3*^*"- occupe un volume de 0™\5864, d'après la table fondamentale, le poids de vapeur à condenser par seconde, sera de

0,1333 Qkii. 2273 = g .

L'expression (C) fournira alors ^ 0,2273

^^=qW 40-12 1 V

= 17,34 mètres carrés.

Les tubei de 1"* de longueur et de C^^Olô de diamètre rieur, présenteront chacuo une surface réfrigérante de

TT. 0*",015 . r = 0«",047 ;

et il en faudra un nombre n donné par Texpression

ext

Chaque faisceau en pourra donc contenir -^ = 123.

D'aiirès ce que nous avons dit ci-dessus de la partie du condenseur que peut occuper la vapeur de décharge, sa capacité peut varier de 0*^,035 à O'"%045 par mètre carré de surface réf ri Itérante ; nous adopterons 0"\040.

Cette capacité, dans le condenseur dont nous nous occuponi serait donc de

O-^'OiO , 17-»,34 = 0,6936 mètre cube.

Les données ci-dessus fournissent encore : Volume de vapeur à condenser par minute, 8^^

Volume de l^^^^^ de vapeur à 3^^^-, 0»^5S64.

S'il ne se perdait point de vapeur ni d'eau dans Tappareil,

la quantité d'eau que la pompe à air devrait extraire p

nute, de ce condenseur, serait de

= 13*^iS64 ;

dff

mais comme il y a toujours des pertes qu'il faut réparer par une injection directe dans le condenseur, cette pompe devra e« enlever un peu plus.

D'autre part, la température et la tension correspondante d^ la vapeur, dans ces condenseurs, étant toujours un peu plui^i élevées que dans les condenseurs à injection, on compense c4^| inconvénient par une diminution de la tension afférente à ll^^ présence de Tair dans rappareil. Il suffit pour cela de livi-er

DES CONDENSEURS A SURFACE

dans la pOBipe à air, plus d'espace à cet air, relativement à sa quantité, que dans les appareils à iujection ; Te-pare qu'on lui livre alors dans cette pompe est presque égal à celui qu'on lui livre dans les pompes des condenseurs ordinaires, quoiqu'il soit en bien moindre quantité à cause de la dimioiilion du volume d'eau à extraire.

Hous examinerons plus tard cette question de pompe à air.

Dans la machine dont nous venons de calculer Tappareil de condensation, le pt>ids de vapeur à condenser par minute, est de 13^"-, 64, chaque kiL exigeant pour être ramené àO", Teniez ement de 635 cidories; il en résulte que la quantité de chaleur que doit emporter Teau froide qui circule dans les tubes, est égale à

13*^'', 64 . 635 = 8661,4 calories par minute.

D'autre part, le poids d'eau froide à 12'* qui doit emporter cette chaleur, est de

La température T^ de Teau froide au sortir de Tappareil, sera donc de

d'où T' = 28* eu nombre rond.

L'objection la plus sérieuse que Ton fasse â Temploi de ces condenseurs à tubes, est la diminution de conductibilité du métal dont ces tubes sont faits, par suite des dépôts graisseux qui se forment sur leur surface extérieure, et de Fénorme travail qu'exige leur nettoyage quand il faut les démonter, La condensation n^ ^st pas non plus aussi rapide que dans les condenseurs ordinaires, parce que Tair mélangé à la vapeur y diminue le contact de cette vapeur avec les surfaces réfrigérantes; c'est pour cela que ces condenseurs doivent avoir une grande capacité.

Dans quelques-uns de ces :*ppareils , on a essayé de rem-

placer la pompe à air, par rinjectear Morton qui repose sur li principe de l'injecteur Giffard, mais ces essais n'ont point'' fourni de bons résultats au point de vue économique. Dans des expériences faites avec soin sur le condenseur d'une machine de 24 chevaux, on a bien, par ce procédé, abaissé la tension dans ce condenseur jusqu'à 0*",l'i de mercure, ce qui est le degré moyen du vide qui règne dans les appareils ordinaires de cette espèce ; mais en mesurant, d'une part, la vapeur dépensée pour obtenir ce résirltat et, d'autre part, le travail corrospondant à révacuation de ce condenseur, si elle était effectuée par la fiompe à air, on a trouvé une dépense de vapeur beaucoup trop considérahle relativement à Feffet uti!e obtenu; c'est ce qui explirpie pourquoi cet appareil ne s^est point répandu.

On peut trouver un grand nombre de renseignements sur les effets de cet injecteur, dans Touvrage de M. Ledieu sur les machines marines, ouvrat^^e auquel nous avons emprunté une grande partie des considérations qui précèdent sur les condenseurs à surface.

Inconvénients des condenseurs a surface , poub lbs CHAUDIÈRES. — JusquVn ces derniers temps, on a considéré remploi des condenseurs à surface, comme entraînant une détérioration rapide des chaudières. Les corps gras employés à lubrifier les organes mobiles intérieurs^ mélanfïés aux parcelles de métal que Tusage enlève aux surfaces frottantes, pénètrent dans le condenseur avec la vapeur, puis sont renvoyés dans les chaudières par la pompe al imen taire. Là ils produisent des eaux savonneuses, des ébulli lions plus ou moins tumultueuses et un transport assez considérable d'eau liquide qui passe dans les cylindres avec la vapeur. D'un autre côté, les résidus solides s'accumulent dans les parties basses des chaudières où la circulation se fait le moins bien, et sur les parties exposées à l'action directe du foyer. Cette accumulation de matières solides nuit à la transmission de la chaleur et les tôles des chaudières brûlent.

D'après les études de M. Isherwood, ingénieur américain, la rapide corrosion des chaudières à bord des navires, serait due

DES CONDENSEURS A SURFACE

UB ôléate de cuivre qui se forme dans le condenseur à surface, d'où il passe dans les cLaudièreB. Là il se transforme en oléate de fer en empruntant ce môtal aux différentes parties des chaudières avec lesquelles il reste en contact, et en précipitant son cuivre. Comme roléate de cuivre adhère au fer, à haute température, cette précipitation du cuivre et cette al>sor]>tiun du métal de ces chaudit res, commencent avec rintrodoction des corps gras dans celles-ci*

On parvient aujourdliui à éviter, en partie, cet inconvénient par Feniploi de Teau de mer qui sert à réparer les pertes d'alimentation. Elle forme sur les surfaces de chauffe un léger dépôt salin qui, par lui-même, n'a aucune action sur les tôles et les préserve du contact de lagent destructeur. Puis on évacue dans tes haches à eau douce, les eaux graisseuses et mousseuses qui y surnagent, à l'aide de rohinets placés un peu au-dessous de la surface liquide ; et enfin on pratique de semblables évacuations dans les chaudières au niveau de Teau qu'elles renferment et où ces matières grasses surnagent également. Quant aux dépôts qui se produisent en d'autres points, il faut les enlever, périodiquement, à la main.

On a, de plus, constaté que le suif était préférable à l'huile pour les graissages intérieurs et qu'il était utile de dégraisser de temps en temps Teau d'alimentation en y mélangeant un lait de chaux»

A l'aide de toutes ces mesures de précaution, on parvient à I éviter le grave inconvénient d'une détérioration trop rapide des chaudières.

Ces observations faites sur des machines marines, indiquent [aussi que, dans les machines établies sur la terre ferme et lorsque les chaudières sont alimentées avec les eaux de condensation qui contiennent des matières grasses en suspension, il convient de prendre ces eaux au-dessous de la surface du . liquide dans la bâche de décharge de la pompe A air, afin d^éviter rinjection dans ces chaudières, de ces matières grasses qui surnagent habituellement.

Conclusions

de la théorie du condenseir.

Le condenseiir à sorface qui rend des senrioes réels à la i gatioo, parce qt2*il sapprime en grande partie les dépite de tek marios dans les chaudières « accroît ainsi la pidisaiiee de Taporisation de celles-ci et diminue U quantité de combiisliUe nécessaire pour un trajet déterminé, ne présente plus les mêmes arantages spéciaux dans les machines qui ont à leur portée, une quantité d'eau douce suifisante, et U 7 conserre lee manies inconvénients que dans les machines marines. Cea inconvénients sont : peu de rapidité dans la condensation ; Toblifation d'un emplacement assez grand; le ralentissement de reflet utile quand les tubes ne sont pas fréquemment nettoyés ; la difficulté de ce nettoyage et, enfin, les frais de premier établissement et les chances de déran<;ement^ qui soi plus grands que ceux des condenseurs à injection.

C'est pour cela que ces condenseurs ne sont que peu ou poinF employés en terre ferme, quoiqu'ils soient déjà d'inventi€ assez ancienne.

Quant aux condenseurs ordinaires qui fonctionnent avec une" injection de 22^^^- à 30*^*'- d'eau froide à la température moyenne de W à 12"*, par kil. de vapeur à condenser, ce qui est le cas le plus habituel de la pratique, on peut adopter dans la détermination pratique de leurs dimensions, les proportions suivantes qui dérivent des théories générales que nous avons exposées précédemment et d'observations directes sur de bonnes machines en état de fonctiuimement régulier.

in™ io^y