HUA I

Comme cette capacité ne peut être accrue indéfiniment dans la pratique, on se borne à lui donner des dimensions relativement au volume des eaux de deux condensations, telles, que les tensions variables qui s'y produisent ne s'élèvent que d'une petite quantité au-dessus de la tension régulatrice et il a fallu consulter Texpérience directe en observant de bons appareils dans lesquels ces excédants sur cette tension régulatrice, restaient assez faibles, c'est-à-dire ne dépassaient pas deux ou trois centimètres de mercure.

Il a aussi fallu tenir compte d'une autre considération : plus la tension de la vapeur à la fin de la course, est considérable, plus il faut d'eau froide pour condenser, plus le volume des eaux de condensation et celui des gaz permanents qu'elles apportent avec elles, sont grands, |

Il en résulte que si Fon adoptait, pour toutes les tensions de vapeur au début de 1 échappement, le même rapport entre le volume des eaux de condensation et la capacité du condenseur, celle-ci deviendrait énorme quand la tension de la vapeur reste très élevée jusqu'à la fin de la course du piston. Il a fallu, pour l'application, diminuer le volume du condenseur relativement au volume des eaux de condensation, à mesure que la tension finale de la vapeur s*élevait, pour éviter Tinconvénient des trop grands condenseurs. Les chiflTres que contient le tableau ont été pris bur des machines dans lesquelles le vide se faisait bien dans le condenseur et il faut observer que si nous recommandons de donner au condenseur, par exemple 25 fois le volume des eaux de condensation quand la tension de la vapeur au début de l'échappement est de 0^^"^-,30 dans le cylindre, et seulement, 8 fois le volume de ces eaux de condensation pour une tension finale de 3^^^^- avant la condensation, cela n'empêche pas que le condenseur ainsi calculé, ne soit prés d« 3 fois plus grand dans le second cas que dans le premier, pour la même température des eaux de condensation et le même volume de vapeur à condenser.

Du reste, on peut, sans inconvénient théorique, augmenter la capacité des condenseurs ainsi déterminée, parce que, à cause du défaut de rapidité suffisante dans la condensation, il

CAPACITÉ DES CONDENSEURS

est très bon, dans rapplication, de noyer les vapeurs nouvelles qui affluent au condenseur, dans la plus grande niasse possible de produits des condensations antérieures qui ont atteint le minimum de température; on rapproche ainsi, comme nous l'avons démontré, toutes les tensions correspoiHlaotes aux difterentes phases de l'opération, delà tension régulatrice correbpondante au volume ent^endré par le piston do la pompe à air. Les très grands condenseurs n'ont que des inconvénients pratiques ; ils exposent à de plus fortes rentrées d'air extérieur, ils sont encombrants et coûteux, et il est plus difficile d'y faire le vide au début de la marche des machines, que quand ils ont de faibles lUmensions,

Les capacités proportionnelles que nous indiquons dans le tableau, sont les plus faibles de celles qui fournissent un vide que l'on peut regarder comme suffisamment régulier dans les applications,

2^ Dans les mêmes machines, lorsque la pompe à air est du système aspirant élévatoire avec clapets sur le piston, la capacité du condenseur, si la condensation était instantanée, devrait être la plus petite possible ^ comme nous Favons prouvé, parce que la tension régulatrice y est un maximum au-dessous duquel les tensions pendant les diverses phases d'une opération, s'abaissent d'autant plus que cette capacité du condenseur est plus faible.

Dans rapplicatioUi le défaut de rapidité suiBsante dans la condensation, modifie gravement ce résultat théorique ; il engendre au début de l'opération un excédant de tension qui neutralise en partie les bons effets de l'écoulement des produits de la condensation dans la pompe à air pendant la course d'expulsion des produits antérieurs, et rabaissement de tension qui devrait résulter de cette évacuation du condenseur n'est pas tout ce qu'il devrait être. Cependant cette diminution dans |li quantité d'eau et de gaz qui s'accumulent dans le condenseur pendant cette course d'expulsion de la pompe à air dans le cas où cette pompe est du système foulant, abaisse nécessairement ici la tension, pendant cette phase de lopération, et l'on peut obtenir le même degré de vide moyen et de régularité de ce

CSAPITHE acrriEME.

TÎde a^ec une capacité de condenseur moindre que lorsque \ pompe est du système foulant. C'est pour cela que, dans 1^ tableau, nous avons assigné aux capacités des condenseui relatiTcment au volume des eaux de deux condensations^ fateur pins petite quand la pompe est aspirante éléTatoire quand elle est aspirante et foulante.

Lorsque les vitesses des pistons moteurs sont très grandes^ les courses de ces pistons très nombreuses et les condensations très précipitées, les ioconTenients de^ retards de condensation deviennent plus ^îraves et il est utile de faire les condenseurs plus grands qu'ils ne le seraient d'aprLS les règles que nous proposons, afin de prévenir les accroissements de tension qui proviennent de ces retards dont la durée est assez longue pour qu'ils n'aient disparu qu'en partie pendant chacuue de ces courses si rapides. Dans ces conditions, il serait bon de donner aux condenseurs, quel que fût le système des pompes^ la plus grande capacité possible, compatible avec remplacement dont on dispose et le degré de perfection que Ton peut apporter dans Tassemblage des pièces qui forment cette partie de la machine^ a&n de ne pas tomber dans le grave inconvénient des rentrées considérables d'air extérieur.

3* Lorsque la machine motrice est à simple effet, ainsi qc la pompe à air, la capacité de cette pompe est évidemment, pour la même tension régulatrice, moitié plus petite que si la même machine foiictionoait à double eflet dans les mêmes conditions de travail pour chaque coup de piston, puisque le volume d'eau de condensation à enlever par course utile de la pompe à air, n'est que moitié de ce qu'il serait dans la marcL à double effet- Dans ces machines à simple effet, la pompe à air peut et aspirante élévatoire ou aspirante et foulante, la condensatid peut s'effectuer on même temps que radmiEsiou des produits cette condensation dans cette pompe, ou s'effectuer pendanr une course et l'admission dans la pompe, pendant la course suivante; enfin le jet d'eau froide peut être continu pendant les deux courses ou n'être maintenu que pendant la décharge de la vapeur dans le condenseur.

CAPACITE DES CONDENSEURS.

!/Orsque la condensation et Tadmission dans la pompe à air sont simultanées, on se trouve dans les conditions de fonctionnement du condenseur pour machine à double effet, lorsque le piston de la pompe aspire les produits du condenseur pendant qu'une condensation s'effectue ; seulement, dans le cas dont il sVgit, la tension dans le condenseur, au commencement de cette course d'aspiration des produits de la condensation, doit être la même qu'à la fin et égale à la tension régulatrice, puisque la pompe doit recevoir exactement pendant cette période, les produits d'une condensation, ce qui fait que le stock de produits gazeux dans le condenseur, est resté invariable. Nous ne tenons pas compte, bien entendu^ dans cette observation, des retards de condensation qui peuvent créer, dans le con* denseur, une tension plus faraude au début de cette course, qu'à la fin.

Pendant la course suivante, toutes choses restent à rétat de repos dans le condenseur et dans la pompe à air, si la pompe est aspirante élévatoire (fig, 24), parce que la communication avec le cylindre moteur est fermée ; mais les produits d'une condensation à la tension régulatrice, passent du dessous audessus du piston de la pompe à air, pendant qu'il redescend. Si la pompe était aspirante et foulante, le repos n'existerait, pendant cette période, que dans le condenseur séparé de la pompe par un clapet fermé, et le piston de celle-ci expulserait les produits de la condensation qui viennent d'y pénétrer sous la tension régulatrice. Si le jet d'eau froide était continué dans le condenseur pendant cette même période de repos, la tension pourrait y baisser encore au-dessous de la tension régulatrice qui ne se rétablirait que pendant la course suivante.

Ainsi, lorsque la condensation s'effectue, dans ces machines, en mêmf^ temps que les produits de condensation sont appelés dans la pompe à air, la tension dans le condenseur ne dépasserait jamais la tension régulatrice dépendante de la capacité de la pompe à air, si les retards de condensation ne relovaient cette tension au dessus de cette limite au début de chaque condensation, ©t il en serait ainsi quel que fût le système de la pompe.

Celte condition de fonctionTiemeBt est si rapprochée de cet do condenseur pour machine k double effet, lorsque la pomi est aspirante élévatoire, que Ton peut adopter la même règ pour déterminer la capacité de ce condenseur ; il aurait métne capacité gue celui dune machine à double efet qui aurait h même cylindre moietêr ei dont le travail correspondant à chaque course, serait identiqntment la reproduction de celui gui se produit dans la machine à simple efet pendant sa course utile.

Le tableau ci-dessus fournira cette capacité qui correspond au cas d'emploi de la pompe aspirante élévatoire.

Supposons maintenant que, dans la machine à simple eflFet, la condensation et Tad mission dans la pompe à air, s^eÔectuent successivement, ce qui n'est possible qu'avec la pompe aspirante et foulante {ilg. 27).

Dans ce cas, la tension dans le condenseur et dans la pompe à air, serait la tension régulatrice, à la fin de la course montante ; puis, le clapet 0 restant fermé pendant la course descendante ou d'expulsion de la pompe, les produits de la condensation qui se forment pendant cette dernière course, s'accumulent dans le condenseur qui n'a plus d'issue et y créeiit une tension d'autant plus grande qu'il est plus petit.

Ce cas est celui du condenseur de la machine à double eSà avec pompe foulante, pendant que ce pistou expulse les pr duits de la condensation, et Von peut donuer au condenseur j, pour les mêmes motifs , la capacité qu^aurait le condenseur de la mac à double effet avec pompe foulante, si le travail de chaque coup i piston t dans cette dernière machine, était la reproduction exacte du travail de la course utile dans la machine à simple effet.

Notre tableau fournira également cette capacité.

Enfin si la condensation se faisait pejidant la course descendante du piston de la pompe, supposée aspirante élévatoire (fig. 24), les clapets du piston se soulèveraient pendant cette course, le condenseur et la pompe seraient en libre communication et la tension, dans les deux capacités, s*élèvorait jusqu'à la tension régulatrice qui serait atteinte à la fin de cette course. Tendant la course montante, les produits, à la tension régulatrice dans le condenseur, passeraient en partie dans la

CAPACITK bES CONDENSEURS.

pompe pendant qu elle rejette dans ratmosphère, tous ceux qui avaient passé au-dessus de son pistoo, et la tension baisserait dans ce condenseur jusqu*à la fin de cette course montante, pour revenir à la tension régulatrice pendant la course descendante qui suivra.

Nous retrouvons encore ici les coaditions de fonctionnement du condenseur de la machine à double effet avec pompe à air aspirante élévatoire, qui pourrait être très petit sans les retaras de condensation et, pour éviter les inconvénients de ces retards, il convient de lui donner la mémo capacité qu'au condenseur de la machine à double effet, produisant le même travail avec la même tension initiale de vapeur, par coup de piston Utilisé.

Les condenseurs des machines à simple effet doivent donc avoir la même capacité que ceux des machines à simple effet avec pompe à air aspirante élévatoire, excepté dans le cas où la pompe est foulante et où la condensation se fait dans le condenseur pendant qu'il est isolé de cette pompe ; sa capacité doit être alors celle du condenseur de la machine à double effet avec pompe foulante*

Dans tous les cas, la capacité de la pompe à air ne doit être que la moitié de ce qu'elle serait pour la machine à double effet consommant la même quantité de vapeur à la même tension initiale par coup de piston utilisé.

4** Dans les machines à double effet, les pompes à air à double effet (fig. 36), produisent le même degré de vide que deux pompes aspirantes élévatoires de même capacité, agissant alternativement. Il n'y a jamais, dans ce cas, accumulation de produits de la condensation dans le condenseur ; ils sont évacués, dans chaque course, en quantité égale à celle qui se forme pendant cette course, el lo condenseur pourrait être très petit, n'était rinconvénient des retards de condensation. Pour les éviter, on peut donner au condenseur la même capacité que si la pompe était aspirante élévatoire et fonctionnait à simple effet.

50 Lorsque le nombre de courses du piston de la pompe à air n'est pas le même que celui des courses du piston moteur, le condenseur et la pompe à air doivent avoir la même capacité

que si le nombre de courses de ces pistons était le même et qœ la quantité de produits de la condensation qui se formeraient dans ces deux courses, fût égale à celle qui se forme effectiv ment pour le nombre de courses du piston moteur qui correi pond à deux courses du piston de la pompe à air.

6" L'eau froide qui sert à la coudensation, au lieu d'arriver d'une manière à peu près continue et uniforme dans le condenseur^ devrait arriver avec plus d'abondance au début qu'à la fin de chaque condensation^ afin d'éviter l'accroissement de tension, dans le condenseur, qui est dû à une trop haute température des eaux de coodeosation, à la trop haute tension des vapeurs saturées, correspondante à cette température et^ surtout, aux retard de condeusatioo. On pourrait arriver à ce résultat en injectant Teau froide par deux orifices dont Tua verserait, sans interruption, une jtartie de Feau nécessaire à la condensation complète, et dont l'autre verserait le complément par intermittence et dès le début de la décharge de vapeur.

7** Il ne faut négliger aucun moyen de multiplier les points de contact entre la vapeur et l'eau froide qui arrivent simultanément dans le condenseur, afiu d'accélérer la condensatiou et ])0ur qu'il n'échappe à cette condensation que la plus petite quantité possible de vapeur, dès le début de l'opération. Plus la condensation est rapide plus la contrepression moyenne derrière le piston moteur, pendant la course, devient faible

8** Un des meilleurs moyens d ^accélérer la condensation serai de subdiviser pour ainsi dire à Tintini les filets d'injection Teau froide ; on réaliserait assez bien cette condition en plaç la bâche à eau froide un peu plus haut que le condenseur et dirigeant les filets au sortir de la pomme d'injection, de façon qu'ils se rencontrent et se choquent très près des orifices de sortie. M. Colladon, dans ses machines à comprimer l'air, a obtenu un effet de refroidissement très rapide, par ce procédé qui n'exige pas absolument que les filets aient un très petit diamètre qui exposerait les orifices à s'obstruer,

9'*. Le tuyau de communication entre le cylindre moteur et le condenseur doit offrir le moins de résistance possible h récoulement de la vapeur, atiû que la différence de tension

rai^i

CAPACITE DES CONDENSEURS.

entre les deux capacités, soit la plus faible possible ; il faut donc que ce tuyau soit court, large et non contourné, et que la lumière de dégagement sur le cylindre ait une grande section,

10** La position de la pompe à air, relativement au condenseur, doit être telle que, lorsque tous les produits que le piston doit refouler dans ratmosphère, sont entrés dans cette pompe, le niveau des eaux de condensation ne s'élève dans celle-ci, que d*UB6 petite quantité au-dessus de la partie supérieure de l'orifice que recouvre le clapet de retenue placé entr'elle et le condenseur, La pompe produit alors, dans ce dernier, toute la raréfaction correspondante au volume engendré par son pistou. Toute surélévation du niveau dans cette pompe, à cette époque de son fonctionnement, amène un accroissement de tension continu et représenté par la ditférence des niveaux dans les deux capacités en communication.

1 P Le clapet de retenue et les clapets du piston de la pompe, quand elle est aspirante élévatoire, doivent se soulever sous le moindre eiïort; s'ils opposaient une résistance au soulèvement, elle produirait le même eflet d^accroissement général de la tension, que la surélévation du niveau de Teau dans la pompe; cet accroissement serait mesuré par la hauteur de la colonne d'eau qui devrait agir sur leur face inférieure pour les soulever,

12* Les fuites autour du piston d'une pompe à air aspirante élévatoire, occasionnent la rentrée d'un certain volume d'eau, dans la région de la pompe d'où il vient d être extrait, et comme ce volume doit être repris par le piston dans la course suivante, en même temps que le volume normal des eaux de condensation, l'espace livré aux produits gazeux, dans la pompe à air, se trouve réduit d'autant, et laïtension régulatrice est augmentée dans la pompe et dans le condenseur.

Si la pompe est aspirante et foulante avec piston plongeur, les fuites autour de la garait ure amènent dans la pompe de l'air atmosphérique pendant la période d'admission des produits de la condensation, dans cette pompe, et ces rentrées d'air extérieur peuvent augmenter très rapidement la tension dans tout l'appareil. Ou peut atténuer l'inconvénient en plaçant la garniture dans une bâche pleine d'eau, de façon à remplacer les

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GAZ PERMANENTS DANS l'EAU DE CONDENSATION. 409

On B^a pas fait beaucoup dVxpériences sur les quantités de gaz que les eaux chauffées ou déchargées d'une partie de la pression atmosphérique, pouvaient dégager, et nous allons exposer le peu de connaissances acquises à ce sujet. D'après les expériences de M, Normandy, eu Angleterre, un H litre d'eau de pluie porté à la température d^ébuUition , a fourni 54,1 centimètres cubos dVn gaz à la pression atmosphérique et contenant i ■ Acide carbonique * . 22^60 centimètres cubes,

H Oxygène. . , , . 18,06 »

TotaL .

54,10 centimètres cubes ; du volume de Teau.

1000 18,48 J)'autres expérieoces du même ingénieur sur de Teau de n'ont fourni, par litre d'eau, que ^ environ de cette quantité de produits gazeux, dont plus de la moitié était de Tacide carbonique et de Fair oxygéné.

D'autres expérimentateurs sont arrivés à des résultats à peu près semblables, sur Feau de mer.

D'après les expériences de M. Pétigot, un litre d'eau de Seine puisée en hiver, a fourni, en la portant à la température d'ébuUition, la même quantité de gaz que ci-dessus, 54 ^ centimètres cubes, ayant la composition suivante :

Acide carbonique. . 22,60 centimètres cubes, Oxygène .... 10,10 w

Azote 21,40 n

Total . , 54,10 centimètres cubes.

Ces renseignements théoriques étant insuffisants pour que Ton puisse, avec sécurité, s'en servir comme base du calcul de la capacité des pompes à air, nous avons essayé de mesurer directements sur quelques machines en mouvement, la quantité de produits gazeux expulsés par la pompe à air, relativement à la quantité d'eau qui les avait fournis : voici le procédé adopté pour ces observations :

Après avoir mesuré la course et le diamètre du piston de la

pompe à air d'une machine fonctionnant lentement, pour donner à la condensation le temps de s'efiectuer complètement, nous mesurions aussi exactement que possible, la quanti d'eau de condensation expulsée à chaque course utile de ce pis ton, en la recueillant dans une bâche d'une capacité connue La différence entre le volume engendré par le piston de la pompe et ce volume des eaux de condensation, représentait évidemment la capacité occupée dans cette pompe, par le mélange de vapeur et de î^az non condensables.

On déterminait ensuite la tension totale de ce mélange, a l'aide d'un bon nuiuoraètre de Bourdon, à Tinstant où s'achevait la période d'admission des produits de la condensation, dans cette pompe à air ; puis on relevait la température de ces eaux de condensation et la température des eaux qui étaient appliquées à la condensation et qui alimentaient toute la machine. La tension totale étant ainsi connue, ainsi que la température générale dans la pompe, on déterminait la tension de la vapeur seule, qui se déduisait de sa température, et la différence entre la tension totale et cette tension de vapeur saturée, représentait la tension effective des produits gazeux dans la capacité connue qui les contenait, à la température des eaux de condensation.

En ramenant ensuite ce volume connu de gaz, à la tenajoe atmosphérique et à la température des eaux froides qui alimentaient la machine, il devenait possible de comparer la quantité de gaz introduit dans Fappareil par les eaux alimentaires, relativement au volume de ces eaux, et sous les mêmes tension et température. Ce procédé applitjué à quelques machines, a fourni des résultats assez variés qui peuvent tenir à deux causes qtïi sont : des rentrées d'air extérieur dans l'appareil de condensation, ou des diflerences dans les quantités de gaz contenues dans un même volume des eaux froides qui servaient à alimenter ces machines. Le résultat moyen a été le suivant :

Le volume de gaz permanents que dégagent dans les appa* reils de condensation, les eaux qui servent à alimenter les chaudiiTes et celles qui produisent directement la condensation, est moyennement de -^ du volume des eaux de condensation^

CAPACITÉ DE LA POMPE A AIR

ces gaz étant supposés ramenés à la tension atmosphérique ordinaire et à la température des eaux froides qui servent à alimenter la machine.

Nous avons constaté, depuis ces expériences, que Ton pouvait admettre, dans les calculs a priori, ce résultat moyen, non comme devant se reproduire toujours bien exactement, mais comme suffisant pour éviter tout grave mécompte dans les applications, lorsque les condenseurs sont construits avec soin- Dans les cas particuliers où une mesure directe de la quantité de gaz contenue dans les eaux iilinientaires d'une machine à construire, fournirait un antre ra|)port, il serait facile de faire aux théories qui vont suivre, les modiiications correspondantes.

Capacité de la pompe à air.

Nous avons vu ci- dessus : l^ que la tension générale dans un condenseur, dépend en grande partie du volume ofl'ert, dans la pompe à air, aux produits liqnides et gazeux de la condensation ; 2*^ que plus ce volume èât considérable, plus la ieusion réçulalrice qui s'y établit, est faible; 3*" que, si l'on fait abstraction de l'accroissement momentané de tension dans le condenseur, au commencement de chaque injection de vapeur, accroissement dû à Tinsuffisance d'eau froide en cet instant, et aux retards de condensation, la tension régulatrice représente le minimum de la tension dans le condenseur, quand la pompe est aspirante et foulante, et le maximum quand elle est aspirante élévatoire et que la machine est à double effet ; 4° que Ton peut diminuer Paccroisseinent de tension au début de la condensation, en injectant Teau froide en plus forte proportion dans cet instant et en la divisant le plus que possible. Nous démontrerons plus loin que, quel que soit le système de la machiûe, les oscillations théoriques de la tension dans le condenseur, au dessus ou au dessous de la tension régulatrice, sont assez faibles quand on a donné à ce condenseur la capacité qui correspond aux règles que nous avons posées, et noua commencerons par déterminer le volume que doit engendrer le

piston de la poîDpe à air, pour que Ton obtienne une tensioa | régulatrice déterminée.

Représentons par

V la capacité de la pompe à air, ou le volume engendré par I son piston ;

V^ le volume des eaux de condensation qui doivent être extraites par chaque coup de piston utile de la pompe à air ;

i' la température des eaux de condensation déterminée par] les règles posées précédemment ;

t la température des eaux froides qui alimentent la machine;

T la tension ré>:ulatrice totale que Ton veut obtenir dans la pompe à air ;

V la tension des vapeurs saturées à la température l\ La pression barométrique est supposée de O^jTO de mercure. Si la tension réi^ulatrice totale doit étro T et que la vapeur |

seule développe une tension T\ it est clair que les gaz mêlés à la vapeur devront être à la tension T — T'.

Le volume — de ces ga^ pris à la tension 0'*,76 et à la température ^, quand la tension se sera abaissée à T — T^ et que la température se sera élevée à^'j devra être de

et comme la pompe à air devra contenir en outre le volume^ V d*eau de condensation, il faudra que son piston engendre un volume

V- /273 + A 0 J6 ^18 \273 + t} T- T" *^^ ApplkaHon numérique. Supposons que, daus une machine ài vapeur à double effet, munie d'une pompe à air à simple effet ^ dont le piston fait autant de courses que le piston moteur, A faille condenser pour deux courses du piston moteur, 0''"',35 de vipeur sèche, dans des conditions de tension telles, qu'il soitl nécessaire d'enlever à chaque kil. de cette vapeur, GSC^*'' pour la réduire à Tétat d'eau liquide à 0^. On dispose pour effectuer cette condensation, de 24'^"- d eau froide à 12^ par kiK de vapeur

CAPACITÉ DE LA PuMFE A AIR.

à condenser. On demande le volume que devra eugendrer le piston de la pompe à air pour qu'il n'existe dans celle-ci qu'une tension totale de 0^*™- ^09 à la fin de la période pendant laquelle k'S produits de la condensation passent du condenseur dans la pompe ; cette tension correspond à C^iOSSé de mercure.

Le poids de vapeur à condenser et que le piston de la pompe à air doit expulser à chaque course utile, étant de O'^^^So et la température après la condensation étant l\ il faudra, évidemment, enlever à cette vapeur une quantité de chaleur égale à

Le poids d'eau froide à 12'' qu'il faudra appliquer à cette condensation, sera de

et la quantité de chaleur que cette eau enlèvera à la vapeur, en augmentant de température jusqu'à t\ sera de

On pourra donc poser Féqualion

O^iA-,35 (630^^ï- ^ t) = 8»t"-,4 (t* — Î2«), d'où i' = 36%72.

A cette température, la tension de la vapeur est de C^^OGO de mercure, environ ; la tension propre des gaz mélangés à cette vapeur devra donc être de

En négligeant les effets de raccroiss^ ment de température sur les eaux de condensation dont le poids total sera de

le volume Y' sera de 0'^r,00875 et la formule (A) donnera

0,00875 /27B + 36,72 \ 0'" JG

0,0479 mètre cube.

Pour être certain d'obtenir le résultat proposé, malgré les rentrées d'air extérieur, les retards de condensation et les

fuites d'eaa autour des pistons, les praticiens augment^^nt les' capacités théoriques ainsi déterminées, d'an moins un tiers ; ils donneraient donc a la pompe à air, dans l'exemple que nous Tenons d'examiner

La tension régulatrice dans le condenseur, si les eaux < condensation s'y établissent au même niveau que dans la pompe ^ à air à la fin de la période dVdinission, serait la même qne dans celle-ci, 0»'™\,09 ; mais s'il s'établissait entre les deux capacités, une différence de niveau de 0",20 et que la résistance des soupapes fût équivalente à une colonne d'eau de C^^lô, la tension régulatrice dans le condenseur l'emporterait de 0*,35 d'eau, ou de 0**"^* ,034S, sur la tension régulatrice de la pompe à air, et deviendrait égale à 0*^™. 09 + 0»'=»^ ,0348 ^ 0»'™- ,1248.

Aucune capacité de pompe à air ne pourrait abaisser la ten- ^ sion dans le condenseur, au dessous de 0*,0G de mercure puis» qu a la température des eaux de condensation, la vapeur seule présente cette tension qui n'est nullement dépendante de Téten» duc des capacités-

Si la pompe à air était du système aspirant et foulant qui l'isole du condenseur pendant Tune des condensations, celui-ci devrait avoir, d'après nos prescriptions » une capacité égale à 20 fois, environ, le volume des eaux de condensation ; soit 0*iO0875/20= O'^'/lTô, en admettant que la tension de la vapeur avant la condensation, ait été d'environ 0*^°^*^6.

Dans ce cas, la tension régulatrice de 0'**"*",09, si Teau s'établissait au même niveau dans les deux capacités et si les sou* papes n'opposaient aucune résistance au mouvement, serait la] môme dans le condenseur et dans la pompe à air, et elle se manifesterait h ta fin de la période d'admission dans cette dernièrr3 ; puis, pendant la condensation suivante, les produits de cette condensation s'accumuleraient dans le condenseur, avec le stock de produits gazeux à la tension régulatrice qui y était resté. La totalité du liquide, avant cette dernière condensation, avait passé dans la pompe à air et l'on peut négliger absolu-

CAPACITÉ DE LA POMPE A AIR

ment la masse liquide qui reste toujours au fond du condenseur; elle occupe un espace qui ne doit pas être considéré comme faisaiit partie de la capacité de ce condenseur,

Cherchons maintenant raccroîssement de tension que peut produire cette accumulation de produits dans le condenseur, pendant la période où il est isoîé de la pompe à air, en né.^Hgeant Finfluence des retards qui peuvent se produire dans la condensation et en supposant la Yenue d'eau froide toujours proportionnée à la venue de vapeur, de façon à conserver toujours la même température aux eaux de condensation et la même tension correspondante, à la vapeur.

Nous avons vu ci-dessus que, dans la pompe à air, à Tinstant où se manifeste la tension régulatrice, les produits de deux condensations, quand on ne tieut pas compte des causes de pertes qui obligent à ap^randir cette pompe, occupent un volume de O'"*/0479, dont 0'"%OOS75 sont occupés par Teau provenant de ces deux condensations. Les produits gazeux y occupent donc un volume de

0'«*,0479 - O^'^OOBTô - 0™\0392, sous la tension de 0'^,0OS4 de mercure.

Comme le condenseur a une capacité de 0^*^175 et quMl contenait ce volume de produits gazeux avant la période d'accumulation, il devra contenir k la fin de cette période où le clapet

QittS 0392 de communication avec la pompe à air reste fermé, — ^—

de gaz ramenés à la tension 0^,0084, de plus qu^auparavant, Boit

H de gaz, lorsquMls sont supposés à la tension 0'*,0084,

■ Mais, à cette époque, sa capacité de 0'"*,175 se trouve dimi- ^^liuée du volume des eaux d*une condensation et réduite à

Ht n.s,.. 0-%00875

U faudra donc que les 0'"',1940 de gaz à la tension de 0'^,0084, ee compriment pour occuper la capacité réduite qui leur est

Cette condition de fonctionnement est si rapprochée de ^ du condenseur pour machine à double effets lorsque la pompe est aspirante élévatoire, que Ton peut adopter la même règle pour déterminer la capacité de ce condenseur ; il aurait la même capacité que celui dune mackine à double tfet qui aurait h même cylindre moteur et dont le travail correspondant à chaque cnune, serait identiquement la reproduction de celui qui se produit dans ta machine à simple effet pendant sa course utile.

Le tableau ci-dessus fournira cette capacité qui correspond au cas d'emploi de la pompe aspirante élévatoire.

Supposons maintenant que, dans la machine à simple effet, la condensation et Tadmission dans la pompe à air, s'effectuent successivement, ce qui n'est possible qu'avec la pompe aspirante et foularjte {ûg. 27).

Dans ce cas, la tension dans le condenseur et dans la pompe à air, serait la tension régulatrice, à la fin de la course moM^ tante ; puis, le clapet G restant fermé pendant la cour^H descendante ou d'expulsion de la pompe» les produits de la condensation qui se forment pendant cette dernière course, s'accumulent dans le condenseur qui n'a plus d'issue et y créent une tension d'autaut plus grande qu'il est plus petit.

Ce cas est celui du condenseur de la machine à double effet, avec pompe foulante, pendant que ce piston expulse les produits de la condensation, et fou peut donner au condenseur^ pour les mêmes m^Hfs, la capacité qu'aurait le condenseur de la machine à double effet avec pompe foulante ^ si le travail de chaque coup de piston, dans ceiie dernière machine, était la reproduction exacte du travail de la course utile dans la machijic à simple effet.

Notre tableau fournira 6^'alement cette capacité.

Enfin si la coadensation se faisait pendant la cuurse desce dante du pistoo de la pompe» supposée aspirante élévatoîl (fig. 24), les clapets du piston se soulèveraient pendant cet course, le condenseur et la pompe seraient en libre communication et la tension, dans les deux capacités, s'élèvenût jusqu*j la tension régulatrice qui serait atteinte à la fin de cet course, Tendant la course montante, les produits, à la tension régulatrice dans le condenseur, passeraient en partie dans]

CAPACITE DES CONDENSEURS.

pompe pendant qu'elle rejette dans Patmosphère, tous ceux qui avaient passé au-dessus de son pistou, et Ja tension baisserait dans ce condenseur jusqu'à la fin de cette course montante, pour revenir ii la tension régulatrice pendant la course descendante qui suivra.

Nous retrouvons encore ici les conditions de fonctionnement «lu condenseur de la machine à double effet avec pompe à air aspirante élévatoÎFe, qui pourrait être très petit sans les retards de condensation et, pour éviter les inconvénients de ces retards, il convient de lui donner la même capacité qu'au condenseur de la machine à double effet, produisant le même travail avec la même tension initiale de vapeur, par coup de piston utilisé.

Les condenseurs des machines à simple effet doivent donc avoir la même capacité que ceux des machines à simple effet avec pompe a air aspirante élévatoire, excepté dans le cas ou la pompe est foulante et ou la condensation se fait dans le condenseur pendant qu'il est isolé de cette pompe ; sa capacité doit être alors celle du condenseur de la machine à double effet avec pompe foulante*

Dans tous les cas, la capacité de la pompe a air ne doit être que la moitié de ce qu'elle serait pour la machine à double effet consommant la même quantité de vapeur à la même tension initiale par coup de piston utilisé.

i*" Dans les machines à double effet, les pompes à air à double effet (fig. 36), produisent le même degré de vide que deux pompes aspirantes élévatoires de même capacité, agissant alternativement. Il n'y a jamais, dans ce cas, accumulation de produits de la condensation dans le condenseur ; ils sont évacués, dans chaque course, en quantité égale k celle qui se forme pendant cette course, et le condenseur pourrait être très petit, n'était rinconvénient des retards de condensation. Pour les éviter, on peut donner au condenseur la même capacité que si la pompe était aspirante élévatoire et fonctionnait à simple effet.

5« Lorsque le nombre de courses du piston de la pompe a air n'est pa3 le même que celui des courses du piston moteur, le condenseur et la pompe à air doivent avoir la même capacité

que si le nombre de courses de ces pistons était le même et q^ la quantité de produits de la condeDsation qui se formeraieii^ dans ces deux courses, fut égale à celle qui se forme effectlT^ ment pour le nombre de courses du piston moteur qui cor pond à deux courses du piston de ta pompe à air.

B^ L*eau froide qui sert à la condensation, au lieu d'arriver d^une manière à peu près continue et uniforme dans le conden* seur, devrait arriver avec plus d'abondance au début qu'à la fin de chaque condensation, afin d*éviter raccroissement de tension, dans le condenseur^ qui est dû à une trop haute température des eaux de condensation, à la trop haute tension des vapeurs saturées, correspondante à cette température surtout, aux retard de condensation. On pourrait arriver à résultat eu injectant Feau froide par deux orifices dont Tuji verserait, sans interruption, une partie de Teau nécessaire à condensation complète, et dont Tautre verserait le complément par intermittence et dès le début de la décharge de vapeur*

7** 1! ne faut néglij^er aucun moyen de multiplier les points de contact entre la vapeur et l'eau froide qui arrivent simul nément dans le condenseur, afin d'accélérer la condensation ))Our qu'iï n'écbappe à cette condensation que la plus petite" quantité possible de vapeur, dès le début de Topération. Plus la condensation est rapide plus la contrepression moyenne derrière le piston moteur, pendant la course, devient faible

8*> Un des meilleurs moyens d'accélérer la condensation serait de subdiviser pour ainsi dire à Tintini les filets d'injection de l'eau froide ; on réaliserait assez bien cette condition en plaçant la bâche à eau froide un peu plus haut que le condenseur et eu dirigeant les filets au sortir de la pomme d'injection, de façon qu'ils se rencontrent et se choquent très près des orifices sortie. M. Colladon, dans ses machines à comprimer Tair, obtenu un efi'et de refroidissement très rapide, par ce procédé qui n'exige pas absolument que les filets aient un très petit diamètre qui exposerait les oi'ifices à s'obstruer.

9**. Le tuyau de communication entre le cylindre moteur et le condenseur doit offrir le moins de résistance possible réeoulement de la vapeur, afiu que la différence de tOi

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CAPACITÉ DES CONDENSEURS

entre les deux capacités, soit la plus faible possible ; il faut donc que ce tuyau soit court, large et non contourné, et que la lumière de dégagement sur le cylindre ait une grande section,

10** La position de la pompe à air^ relativement au condeûseur, doit être telle que, lorsque tous les procluita que le piston doit refouler dans l'atmosphère, sont entrés dans cette pompe, le niveau des eaux de condensation ne s'élève dans celle-ci, que d'une petite quantité au-dessus de la partie supérieure de Torifice que recouvre le clapet de retenue placé entr'elle et le condenseur. La pompe produit alors, dans ce dernier, toute la raréfaction correspondante au volume engendré par son piston- Toute surélévation du niveau dans cotte pompe, à cette époque de son fonctionnement, amène un accroissement de tension continu et représenté par la difléreuce des niveaux dans les deux capacités en communication.

11* Le clapet de retenue et les clapets du piston de la pompe» quand elle est aspirante éiévatoire, doivent se soulever sous le moindre effort; s'ils opposaient une résistance au soulèvement, elle produirait le même eilet d'accroissemeut général de la tension, que la surélévation du niveau de feau dans la pompe ; cet accroissement serait mesuré par la hauteur de la colonne d'eau qui devrait agir sur leur face inférieure pour les soulever.

12^ Les fuites autour du piston d'une pompe à air aspirante éiévatoire, occasionnent la rentrée d'un certain volume d'eau, dans la région de la pompe d^où il vient d'être extrait, et comme ce volume doit être repris par le piston dans la course suivante, en mêrae temps que le volume normal des eaux de condensation, l'espace hvré aux produits gazeux, dans la pompe à air, se trouve réduit doutant, et la|tension régulatrice est augmentée dans la pompe et dans le condenseur.

Si la pompe est aspirante et foulante avec piston ploDgeur» les fuites autour de la garniture amènent dans la pompe de l'air atmosphérique pendant la période d'admission des produits de la condensation, dans cette pompe, et ces rentrées d'air extérieur peuvent augmenter très rapidement la tension dans tout l'appareil. Ou peut atténuer Finconvénient en plaçant la garniture dans une bâche pleiûe d'eau, de façon à remplacer les

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13* Comme il est difficile, dans la pratique, de \ eatièremeiit les foites anionr des pistons, et les rentréea d'air par les joints mal faits et par les atnffenbox qœ traTersent l» tiges des pistons, il convient de lenr donner no diamètre plas grand qne celai qae fournit le catcnl pour nn degré de vide déterminé, qnand on tient à obtenir ce ride malgré les faites que Ton ne peut empêcher* La théorie de la pompe i air, qm va suivre, apportera de nouvelles lumières dans cette question*

De la quantité de gaz permanents fournie par les eaux de condensation.

Toutes les eaux que Von trouve à la surface de la terre, ou que Ton tire des puits, tiennent en dissolution une certaine quantité rie gaz permanents qui» sous la pression atmosphêri» que^ commencent à s^en dégager vers la température de 55* et sont complètement expulsés à la température d*ébullitioru Lorsqu^on fait un ride plus ou moins parfait au dessus de la surface de ces eaux^ les gaz s*en dégagent à une température beaucoup plus basse ; c'est ce qui arrive dans les condenseurs.

Toutes les obBorvations faites jusqu'à présent démontrent en effet que les quantités de gaz que Feau tient en dissolution, croissent et décroissent proportionnellement à la pression (|tti pèse sur lu surface du liquide.