BATEAUX , VOITURES ET ARMES A VAPEUR

à 100*, 00 • , en supposant que i« loi relative aux

gii loit applicable aux Tapeurs , -— B K(l 4.0,009751)

-; par conséquent P Ho Vo

Fo X 1,376

-PBV'

, R^te à calculer F ou

le rolume de Tapeur à 100«>, qu^on peut faire avec uiikibgr. de charbon en prenant Teau à la température du condenseur. Un kilogr. de charbon pur dégage 7014 degrés do chaleur; et en supposant Trau à 30 degrés au moment où elle entre dans la ihandière, on trouve qu^nn kilogr. do charbon vo- Uti]is«13k,07d^ean, sons 0«,76, ce qui fait un Tolome de IS|07 X 1™*|7, ou 23««,31 \ ainsi Ton ion

devient

où toQieitoenni. P Ho Vo ( \ ^ \

éeoe( 1 1 P. 0,79. «N*,»!

VoilfthpoissaiMefliéoaiiiqM de la quantité de npeor que prodoit un kilogr. de charbon , ezpriwét m kilegr. , et agiasant dans «ne OMobine sans éHMLo^ dans laquelle Teau à son entrée dans la •-haudiére est à la température de 80*. Le nombre de degrés 7014 est celui dont, diaprés nos expériewes, s*ëlève un kilogr. d^eau par la combustion iToii kilogr. de charbon pur. Le nombre adopté' dans tans les écrits relatifs avx maehines à vapenr «irie de 7000 à 7060 degrés. Ce nombre est, selon nons, trop faible. La combustion de la houille nous fntU BfflM devoir dégager plus de 7014 degrés de 'hateor. Cette substanoe reofenne, il est Trai, 1/80 nvirsB de matières lerreosea ; mais l'hydrogène te elle n'est jamais esempte compense bien le 1/» de aatière inerte.

M. Les calenlt pow déterminer d'une manière ngoarcQse l'effet cpse pent produire la sapeur prodfiite pur Ui combostion d'un kilogr. de charbon , Mot trop compliqués pour que nous les rapportions ^ ( Voyex ijm. dis Mùl , t. , un mémoire de !• Combes, ete. )

HACHIMES LUCOaofîVKS.

lo. BatêOÊue à vapwr.

f ^7. («piB conçut l'applieation des machines k 'i^ur à la navigation dés 1006$ Jonathan Hnll

publia en 1735 la desoription d'un bateau à vapeur; Perrier en exécuta un sur la Seine en 1776 ; mais c'est le mécanicien américain Fulton qui remplit le premier les eonditions exigées pour la Titesse de ces bateaux.

Cette nouvelle application de la science est mise en pratique en Amérique dopais 1857, en Angleterre depuis 1815 , et en France depuis 1815.

Les roues des bateaux k Tapeur sont k anbes. Le mouvement de rotation est imprimé ans roues k l'aide d'un arbre de conobe qui reçoit son mewement direotement on indirectement de la bielte. A cause du pen de hauteur des bâtimens k vap^sr, le balancier est placé en bas ; quelquefois une seule roue, placée k l'arrière, détemme le monvemeiit du bâtiment; le plus souvent il y en a denx sur les oètés. L'arbre des roues tantôt est placé transversalement an milieu , tantèt en est éloigné k une certaine distance. Ici, comme dans toutes les machines k vapeur, on régularise le mouvement k l'aide d'un volant; deoz machines k vapeur peuvent y suppléer. Par exemple, le bktiment qui va de Paris au Havre possède deux machines k simple pressiou. Le pbton de l'une de ces machines monte quand le piston de l'autre descend , et réciproquement. De cette manière le mouvement de l'arbre de couche est rendn régulier sans le secours d'un volant.

La maèhine k basse pression était d*abord la plus oeoBnianément employée. Aujourd'hui on emploie des machines k moyenne et même k haute pression.

( VoyeM l'ouvrage de H. Harestier, le cours de I. Dupin , une note de ■. Holard , Amt* de Ch. #f fis />k. , t. 23 , etc. ; et dans VAmmutùrs do 1 830 une discussion de H. Arago. )

50 Foiiwes à vap&ur,

338. Les machines k vapeur sont aussi employées depuis plusieurs années sur les rontes-orniéres , ou cltndns de fer. Elles y servent k traîner, avec une vitesse de 3 , 4 et 6 lieues et plus k Thenre , des convois de 8 , 15 et 15 chariots chargés de marchandises ou de voyageurs. On a obtenu même une vitesse de 16 lieues k Theure, et sur les routes ordinaires cette vitesse est réduite k 2 k 3 lieues.

Ces machines sont, comme on doit bien le penser, sans condensation et n'agissent que sous des pressions de 3 k 4 atmosphères , et elles sont ordinairement de la force de 8 ou 10 chevaux.

On les a rendues , dans ces derniers temps , d'an emploi plus facile et moins dispendieux. On les voit aujourd'hui en Angleterre et en France.

Armes à vêpeur.

355. 1. Perkins , en Angleterre , a fait des essais pour lancer directement des projectiles au moyen de l'élasticité de la vapeur ; il est parvenu k lancer

1ACHI1KK8 A VAPBVR.

un nombre oonsidérable d« balkf vrto une trèft grande rapidité. Ces balles avaient asses de force pour percer à une grande distance des planches de sapin d*onie lignes d'épaisseur. Slles éteient placides dans une espèce de trémie, tombaient régulièrement dans le oanou , et au mène instant étaient chassées par la vapeur.

Cet ingénieur espérait pouToir lanoeri par le même moyen, des boulets de différens calibres ; mais 11 . le capitaine d'artillerie Madeleine a démontré que le projet de H. Perkins n'est pas susceptible d'une application utile pour la guerre \ que cet ingénieur ne parviendrait pas à lancer avec asset de force les projectiles de rartillerie, même les plus faibles (les boulets de 4). M. SadeUine, envisageant la question sous un autre point de vue, e proposé d'utiliser pour la défense rtqiproehie des places fortes I les machines à vapeur erciÎMim, en les faisant servir oomme moteurs d'ua ou de plusieurs volans d'un grand diamètre, doués d'une très grande vitesse , qui leur serait communiquée k l'aide d'un simple engrenage. Ces volans seraieiit armés de palettes fortes et élastiques qui chasse» raient un à un des projectiles de même calibre et dont le poids pourrait aller jusqu'à 16 livres , jetés pèle-mèle dans une trémie faisant système avec l'arbre du volant qui pourrait pivoter. Ces machines seraient établies dans des oasemateSf etc., etc. (Voyes le JaunuU éê§ ScinmoÊê mOÙairêê, janvier 1887.)

Machines mties par Facide earh<miquê , etc.

630. On a proposé la vapeur de mercure , le gai acide carbonique, comme moteurs. L'emploi delà vapeur de mercure présente évidemment trop d'inronvëniens. Nous donnerons une idée de la machine de H. Brunel, ingénieur français, établi depuis long-temps à Londres. Cet habile mécanicien, qui a étonné différentes fois les Anglais par la hardiesse de ces conceptions, a imaginé une machine dont pAcide carbonique, alternativement liquéfié et goiéifié , serait le moteur.

Le gax acide carbonique est réduit à l'état liquide par une pression de 86 atmosphères à la température de la glace. La force élastique de cet acide s'accrott de plus du double par une élévation de température de 40 i 60 degrés. C'est sur ce développement considérable d'élasticité par un changement asses léger de température , qu'est fondée la nouvelle machine de M. Brunel.

La fig, 203 en présente une coupe verticale. Le cylindre du milieu À B renferme le piston P, qui doit être mis en mouvement.

Les deux cylindres C d C sont tout-à-fait semblables ; ils sont remplis d'huile jusqu'à la moitié de leur hauteur; l'huile est recouverte d'un flotteur F, Chacun de ces cylindres est renfermé dans une enveloppef l'espace £ ou £^ compris entre celle-ci

et le cylindre est destiné à recevoir alternatif emest de l'eau chaude et de Veau froide.

Les deux cylindres Zl et JD' reçoivent Pacidscv^ bonique d'un grand gasomètre, à l'aide d'une pompe foulante. Quand l'acide est liquéfiédans chscun des cylindres , C, C , on ferme les ouvertures OdCf, par lescpielles il a été introduit.

La machine étant dans cet éUt , on ftit arriver de l'eau chaude dans l'enveloppe de l'un des qliadres , du cylindre C, par exemple ; l'acide se guâfie, comprime le flotteur F, et fait monter le piston P ; l'eau chaude arrive ensuite dans Fenteioppe Ê'f et l'eau froide dans l'enveloppe ^; le pisloo descend. On voit que le piston est ponssé paria différence entre l'élasticité de l'acide carboDitpMt la température ordinaire et celle qu'il possède à b température de 60 à 60 degrés.

Cette machine n'a pas encore été établie en gniMl, elle présente plusieurs inconvéniens ; k Ino^ pression de l'intérieur exige que toutes Ifs parties soient faites avec un soin extrême pour enpûbff les fuites et même les e^loeions. Les ohaDgeneas continuels de températures dct cylindrei qui resferment l'acide carbonique , doivent les détérioitr promptement. La consommation d'une qouiiité considérable d'ean ohaudd doit encore augneoter les frais ; en sorte qu'il est probable que cette nouvelle machine ne présente pns d'avantages léeis dans la pratique j mais elle offre une appUcatioa ingénieuse des propriétés des gas. C'est pour oeUe raison que nous avons ora devoir la liire eosnaltra.

Au reste ies expériences récentes de I. Tbilorkt sur Tacide carbonique liquide , permettront peotètre de réaliser ces nouvelles maohines sons m forme plus simple.

Des Espiosùmê âss Machmee à vofmit.

331. Il arrive malheureusement quelqnefeiiqvK les soupapes de sûreté n'empêchent pas les explosions. Ces explosions sont souvent acoampagnées d'un développement immense de force. 1* 1^ citerons plusieurs exemples. Le 3 février l8Ui dans une distillerie de Locrin , près d'idimbeors, une chaudière à vapeur qui marchait sous 4 atnofphères, fit explosion : une partie de laciiandîère, pesant 140 quintaux, renversa le toit, et s'étevai 70 pieds de hauteur. Le 4 mars 1837, pl«s»«o* chaudières du bateau le Rhânê éclatèrent enDême temps , avec projection de masses pesant 30 q«uB- Uux à plus de 360 mètres de disUnce ; ringénieor venait de charger outre mesure ies soupapes desoreté. Cea explosions ont été occasionées par aœ surcharge des soupapes. L'explication en est ioot« simple, n n'est pas aussi facile de conoeToir les eiplosions qui ont été précédées d'un grand affaîMits*' ment dans le ressort de la vapeor.

EXPlOSIOll.

2p Nous pourrions citer plniieur» exemples d explotioiis précédées , soit de TouTertiire , soit do déchargement des soupapes , soit enfin d^nn affsi- Liissement notable dans Tébstictté de la vapeur. Des praticiens distingués , X. Tabaresu , H. Rey, etc., oflt TU l^onverture des soupapes suivie de Tsccroisseoient du ressort de la vapeur. HM. Arago et Dulong ont observé le contraire dans les expériences doDtnons avons rapporté les principaiu résultats B»196.

Voici une explication des explosions développées au moment même où Ton ouvre la soupape; quand Teau est peu abondante , il peut arriver que la par* tie lapérieure de la chaudière soit à la température rouge, ainsi que la vapeur qui la touche ; et que râasticité de rinlérieur de la chaudière soit diminuée , parce que la surface de Tévaporation est plus petite que dans les circonstances où la machine marche régulièrement.

n peut arriver dans la mémo circonstance que l'eau ne soit qu^à cent et quelques degrés. Si maintenant Ton ouvre la soupape, lapressiou diminuera, une portion de Peau sera projetée contre la partie supérieure de la chaudière , se réduira subitement eo vapeur, et acquerra une élasticité qui sera capable de vaincre la résistance de k chaudière , et déterminera une explosion.

Dans quelques circonstances , les petits cylindres des chaudières k foyer intérieur, ne pouvant résister à la pressioa de la vapeur contenue dans Tespace annulaire, s^aplatissent , se déchirent, et

Teaii chaude , se répandent subitement dans les ateliers, cause de grands accidens. H faut néeassairement que dans ce cas il se forme un vide dans le petit cylindre. Si Ton ferme le registre de la cheminée , et que la porte du foyer reste ouverte , le gas continuant à se dégager du charbon, pourra être en quantité propre à détoner avec Fair du foyer, un vide succédera i la détonation : Fexplosion du cylindre suivra cette détonation ^ telle est Texplication donnée par H. John Taylor, de Texplosiou des Hold-Mines , où une bouffée de flammes précéda Texplosion du cylindre intérieur.

M. Arago , dans un article {Annuaire 1880) d*où nous empruntons les faits cit^ , observe quUl serait utile de donner plus de largeur aux ouvertures dessoupapes. Le même savant fait remarquer que les essais qu'on fait subir aux chaudières ne garantissent pas complètement contre les explosions , • t*> parce que les essais sont & froid , et que la ténacité du fer forgé est beaucoup moindre à chaud qu'à froid ; 2p parce qu'une augmentation brusque dam Télasticité de la vapeur peut occasioner une rupture là où une pression graduée n'avait rien produit ; 30 parce que la chaudière se détériore rapidement avec le temps j 4° parce que la soupspe de sûreté, restant longtemps en repos, peut perdre de^sa mobilité par suite de Toxidation.

( Voyez dans VAmtuairê de 1829 un article étendu dans lequel M. Arago discute avec l|eaucoup de soin l'histoire complète de là machine à vapeur. ]

ÊLECmCITÉ.