I. Pompes

34S. Les pompes sont des machines destinées à élever Teau. Il y en a un grand nombre d'espèces; mais toutes rentrent dans le système des /wwf«

aspirantes, des pompes foulantes et des pompes aspirantes et foulantes, et n'en difr rent que par des détails de construction.

P€»mpe aspirante. — La pompe aspirante se compose de deux parties principales, le corps de pompe C (fig. 294) et le /«jfflu aspirateur A (jui plonge dans l'eau que l'on veut élever. Dans le corps de pompe, se meut un pistou, percé et muni d'une soupape qui s'ouvre de dedans en dehors. .\ la partie supérieure du tuyau aspirateur se trouve une autre soupape qui s'ouvre de dehors en dt^lans du ciu'ps de pompe ; c'est la soupoft dormante.

Quand on retire et qu'on enfonce alternativement le piston, l'air du tuyau aspirateur est r.u'étié, connue dans la machine pncomalique, et eu même temps l'eau nionU" dans ce tuyau jusqu'à ce que la colonne verticale d'eau soulevée, ajoutée à l'élasticité de l'air intérieur, lasse équilibre à la pression atmosphérique. Après un certain nombre de coups de piston, d'autant plus petit que le tuyau aspirateur a moins de capacité, l'eau montera jui^ut' ihns le ct^rps de |Hn«|H\ |Mnuvii que la distance du pistou au niveau de {^tm ké\i\t\\ soil moindrt* que lO^.li;». Si alors on ab.'isse le piston, dés qu'il

Fig. :iiU.

1»0MPES.

a touché Feau, co liquide, rrfoulé, soulèvera la soupape et passera au-dessus, dis que la soupape dorinantiî restera fermée. La pompe est dès ce moment orcée. Si l'on continue à faire mouvoir le piston, l'eau qui est au-dessus est ilevée pendant son ascension , et s'écoule par le tuyau latéral S, tandis que m qui est au-dessous, monte à sa suite, poussée par la pression atmosphéne. Remarquons que, pendant la descente du piston, le liquide qui remplit le •ps de pompe, est simplement traversé par le piston ; de sorte que le niveau )érieur ne change pas pendant ce mouvement. La sortie de l'eau en S est ic intermittente.

Pompe aspirante et éiévatolre. — Quelquefois, l'eau soulevée au-dessus piston, au lieu de passer par un tuyau qui enveloppe sa tige, passe, comme is la pompe Snc (fig. 294), par un tube d'ascension latéral, S, muni d'une ipape destinée à empêcher l'eau de redescendre. Le corps de pompe est mé à sa partie supérieure par un couvercle muni d'une boîte à étoupes que verse la lige du piston. On a alors la pompe aspirante élévatoire. Comme la tige du piston doit, dans ce », avoir un mouvement bien parallèle à l'axe du corps

pompe, elle est guidée dans un anneau H , et le »uvement du levier / lui est communiqué, par Tinterîdiaire d'une bielle articulée o. Cette pompe offre vantage d'élever l'eau au-dessus du point où est pliquée la force qui la Mi fonctionner. L'invention des pompes est généralement attribuée à ésibius, mais la théorie en est due à Toricelli. Avant , on expliquait l'ascension de l'eau dans le tuyau pirateur, par l'horreur du vide. Pour prouver que cet et est dû à la pression de l'atmosphère, on fait une périence décisive au moyen de l'appareil (fig. 295).

vide étant fait autour du vase qui contient l'eau ilever, on reconnaît que ce liquide ne monte plus is le tube aspirateur quand on retire le piston dans le corps de pompe érieur P.

M«. Remarques. — 1® La distance de la limite supérieure de la course piston au niveau du réservoir, doit être plus petite que 10"',33. Dans la tique, on ne dépasse pas 8 mètres, l\ cause des imperfections de coustniction . tuyau aspirateur peut d'ailleurs être courbe et avoir une longueur absolue Iconque.

!» Le réservoir dont on veut élever l'eau, doit être en communication avec nosphére. Sans cela, la pompe cesserait de fonctionner au bout d'un certain ps, quand l'air serait convenablement raréfié par l'abaissement du niveau ; oins que l'eau enlevée ne soit remplacée à cha(|ue instant. p Une fois amorcée, la pompe doit rester remplie d'eau. Cependant, il ve assez souvent qu'elle se vide. Cela tient au mauvais état du piston et des

Kig. 295.

CORPS GAZEUX

soupapes, qui ne ferment pas exactement. Quand on veut ensuite faire jouer la

pompe, Tair s^introduit dans le corps de pompe ; et Ton ne peut amorcer. 11 faut

alors verser au-dessus du piston de Teau qui fait gonfler le cuir, et remplit

les joints par lesquels elle passe sans qu'il en résulte d'inconvénient.

4o S'il restait un espace trop grand au-dessous du piston arrivé au bas de sa

course, l'eau ne pourrait pas monter jusqu'au corps de pompe. En effet, la

présence de cet espace limite le degré de raréfaction de l'air, comme dans la

machine pneumatique, à la valeur Pm : v, (333). La différence entre cettf

pression limite et la pression P de l'atmosphère exprimée en colonne d'ean,

donnera la hauteur maximum H à laquelle ce liquide pameiidra dans le tupo

aspirateur. Cette différence estH=P — P — = P-

. Si la distance do r ï

niveau du réservoir à la soupape dormante est plus grande que cette quantité, l'eau ne pourra pas entrer dans le corps de pompe. On voit que, plus u sera petit, plus H sera grand ; et pour m = 0 on aura H = P qui est la plus grande hauteur à laquelle l'eau puisse parvenir dans un tuyau d'aspiration.

349. Effort néeessaire pour soolever le piston. — Pour abaisser \( piston, il n'y a h vaincre que les résistances passives. Pour le soulever, il y aura à exercer un effort égal à la pression qui existe au-dessus du piston , diminuée de celle qui s'exerff au-dessous, de bas en haut. Or, la pression supérieure est égale : 1° à la pression atmosphérique P; 2« au poids de la colonne d'eau ayant pour base la surface < du piston , et pour hauteur la distance h de son centre <le gravité au niveau supérieur de l'eau, c'est-à-dire h$. De bas en haut , le piston supporte la pression atmosphérique P diminuée de la colonne d'eau h' soulevée en dessous. Car la pression atmosphérique pourrait (Hre remplacée par une colonne d'eau extérieure, dont une portion, de hauteur h\ serait équilibrée par le liquide soulevé au-dessous du piston. Les pressions opposées sont donc P+As et P — /l's, dont b différence est (h -|- h')s, c'est-à-dire le poids d'une colonne d'eau ayant pour base la surface du piston, et pour hauteur la distance verticale h-hh' entre le niveau du réservoir et le point où l'eau a été élevée.

348. Pompe foulante. — Dans cette espéce de pompe (fin. 296), le piston n'est pas percé, et il part du fond du corps de pompe, un tuyau d'ascension ah portant une soupape S qui s'ciuvre de dedans en dehors. Enfin, la soupape dormante r placée au bas du corps de pompe, plonge dans l'eau à élever. Quand on retire le piston, la soupape S se ferme, et l'eau s'introduit par la soupape r, qui se soulève. Quand on enfonce au contraire le piston, la soupape r se ferme, et l'eau est

Fig. 296.