POMPE ASPIRANTE

d’aspiration se ferme, l’eau reste au point où elle a été soulevée, et quanta l’air, il se comprime dans le corps de pompe, ouvre la soupape du piston et s’échappe à l’extérieur. Au second coup de piston l’eau montera d’une nouvelle quantité, cl une nouvelle portion d’air s'échappera à l’extérieur.

Si donc le tuyau d’aspiration a moins de 10 mètres de hauteur, au bout d’un certain nombre de coups de piston, l’eau poum atteindre la soupape et s’élever dans l’intérieur du corps de pompe. A partir de ce moment les phénomènes vont changer de nature; en effet, le piston en s’abaissant comprime l’air qui s’écbappera au dehoi-s; mais l’eau elle-même passera au-dessus du piston, de sorte que celui-ci étant au bas de sa coui-se, aura au-dessus de lui la quantité d’eau qui a précédemment pénétré dans le corps de pompe. Si alors on soulève le piston, et qu’on suppose, ce qui doit toujours avoir lieu du reste, que la hauteur totale à laquelle il parvient soit à moins de 10 mètres au-dessus du niveau du puisard, l’eau le suivra dans sa course et remplira la capacité du corps de de pompe. Quand le piston descendra ensuite, il fera passer audessus de lui cette quantité d’eau et la rejettera à l’extérieur par le dévereoir dans le mouvement ascensionnel suivant. Mais une quantité nouvelle d’eau ayant pénétré dans le corps de pompe, les choses se continueront de la mémo manière.

On voit donc qu’à partir du moment où l’eau a pénétré dans le corps de pompe, où la pompe est amorcée, à chaque fois qu’on .soulève le piston on rejette au dehors un volume de liquide égal au volume du corps de pompe.

Pour que l’eau puisse arriver jusqu’au corps de pompe, il faut que la soupape d'aspiration soit à moins do 10 mètres au-de.ssusdu niveau de l’eau dans le puisard; s’il en était autrement, l’eau s’arrêterait en un certain point du tuyau sans que le mouvement du piston pût la faire élever davantage.

En outre, pour que la marche de la pompe soit celle que nous avons indiquée, c’est-à-<lire pour qu’à chaque ascension du piston on enlève un volume d’eau égal au volume du corps de pompe, il faut que le dévei-soir lui-même soit à moins dé 10 mètres au-dessus du réservoir. On voit donc que la pompe aspirante ne permet pas

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DES POMPES

d'clcver de reau il plus de 10 mètres de hauteur. Dans les appareils ordinaires, la hauteur à laquelle l’eau peut être portée est beaucoup moindre, è cause des imperfections de construction dont il sera (piestion plus loin.

154. Condition ponr que l'eau atteigne le corps de pompe. — Il pourrait arriver que l’eau n’atteignit pas le corps de pompe, et par conséquent que la pompe ne fonctionnât pas, bien que la hauteur totale à laquelle parvient le piston fût inférieure à 10 mètres. Cette circonstance peut tenir à ce que, quand le piston arrive nu bas de .sa coui’se, il n’est pas en contact avec la partie inférieure du cor])s de pompe, il laisse au-dessous de lui un certain espace où se trouve de l’air; la force élastique que cet air possède au moment où le piston est soulevé diminue d’une quantité correspondante la hauteur (juc peut atteindre l’eau. Si, par e.vcmple, le tuyau d’aspiration a 9"', 50, et que la force élastique de l’air laissé au-dessous de lui fas,se équilibre, au moment de sa plus grande raréfaction, â une colonne d’eau d’une hauteur égale à 1 mètre, il est clair que la hauteur totale à laciuelle l’eau pourra s'élever sera inférieure â 9 mètres, et par conséfiuent elle ne saurait atteindre le corps de pompe.

Exemple. La soupape d’aspiration d’une pompe est placée à 8 mètres au-dessus de la surface de l'eau, et le piston, dont la course totale est de 20 centimètres, reste au point le plus bas à 8 centimètres de la soupape fixe; cherchons si dans ce cas l’eau pourni atteindre le corps de pompe.

Au moment où le piston est au bas de sa course, l’air qu’il laisse au-des.sous de lui est à la pression de l’atmosphère; loi-s<jue le piston est élevé, l’air se raréfie et sa pression devient, d’après la

loi de Mariotte, les— de la pression atmosphérique; cette pression est par conséquent caiiable de faire équilibre à une colonne d’eau de 10'" X :^ = 2'", 8. 11 suit de là que la hauteur nia.\ima à laquelle

l’eau puisse arriver dans le tuyau d’aspiration est égale à 10“ — 2'", 8 = 7"’,2, et par suite, comme le tuyau d’aspiration a 8 mètres, on voit que l’eau n’atteindra pas le corps de pompe.

155. Force nécessaire pour soulever le piston. — La force qu’il

FORCE NÉCESSAIRE POUR SOULEVER LE PISTON, ill

faut déployer pour soulever le piston est égale au poids d'une colonne d’eau ayant pour base la section du piston et pour hauteur la hauteur niêine à lafiuelle l’eau est élevée. Soient, en effet, S la section du piston, P la pression atmosphérique, h la hauteur de l'eau au-dessus de la position actuelle du piston, h' la hauteur de la colonne d’eau qui est au-dessous; la face supérieure du piston est pressée par une force égale i*! P -l- S/i; la face inférieure est pressée en sens contraire par la force P — S/i’; c'est la différence de ces dcu.v forces, c'est-à-dire S(à -f h'), qui représente la pression de haut en bas.

On arriverait à la mémo conclusion ([uand bien même l’eau n’aurait pas encore atteint le piston ; en effet, dans ce cas, en désignant par l la hauteiir de la colonne d’eau soulevée, la pression audessous du piston est égale à P — S/, la pression au-dessus est simplement la pression almosphéri<pie P; par conséquent la différence de ces deti.v pressions agit de haut en bas et a pour valeur S/.

156. Causes de perte de travail moteur iuhéreutes aux pompes. — On voit, d’après ce qui précède, que s'il n’y avait pas de frottement à vaincre pendant que le piston monte, le travail moteur serait précisément égal au travail résistant; puisque la force à déployer à chaque instant est précisément le poids de l’eau à soulever; mais ces frottements sont considérables. D’ailleurs, pour faire mouvoir le i>islon, on emploie en général des transformations de mouvement qui absorhenl pour leur part une portion de la force motrice.

Il faut ajouter que lorsque l’eau arrive dans le déversoir, elle possède une certaine vitesse qui a nécessité une certaine quantité de force, laquelle ne produit aucun effet utile. On voit donc que dans les pompes, comme dans toutes les aulres machines, le travail dépensé surpasse de beaucoup l’effet utile.

Indépendamment de ces causes générales de perte de travail moteur, il en est d’autres (pii sont inhérentes au.t pompes. Ainsi, |)cndant que le piston descend, le niveau de l’eau ne varie pas dans l’appareil, et, par suite, l’effort correspondant à cette période ne produit aucun travail utile. On fait disparaître cet inconvénient par l’emploi des pompes à double effet, dont nous donnerons plus loin

DES POMPES

un exemple. D'aulre part, le cylindre est rarement assez bien alésé pour qu’une communication ne s’établisse pas entre le dessus et le dessous du piston; enfin l’air qui se trouve dissous dans l’eau se dégage en partie au moment de l’aspiration, ce qui empêche souvent le corps de pompe de se remplir, .Vjoutons encore que l’eau passant dans des tuyaux de diamètres dilTéients éprouve des changements brus(]ues de direction et de vitesse, qui consomment nécessairement une certaine quantité de travail. Toutes ces circonstances diminuent Iwaucoup

Fig. 151). Pompe aspirante. Fig. 100.

la quantité d’eau élevée, et réduisent à une proportion quel- (|ucfois très-faibic le rendement de la machine. Dans les pompes de ménage, qui sont en général grossièrement construites, ce rendement peut s’alKiisscr jusqu’à 0,25 ou 0,30.

Les figures 159 et 160 indiquent les moyens employés ordinairement pour produire le mouvemenldu piston. La première figure