PRESSION DE LA VAPEUR

PRESSION ABSOLUE, PRESSION EFFECTIVE, CONTRE-PRESSION VIDE ABSOLU, VIDE EFFECTIF

On appelle tension, force élastique ou pression d*un gaz ou d'une vapeur, la force avec laquelle ce gaz ou cette vapeur agit sur les parois du vase qui les renferme en vertu de l'expansibilité de leurs molécules, cherchant à occuper un volume plus grand. Prenons pour exemple, pour faire ressortir l'expansibilité des molécules des gaz et les pressions qu'elles exercent sur les récipients qui les renferment, Tappareil employé pour établir l'égalité de pression des liquides.

Ce récipient d'une forme polygoniile ou cylindrique est rempli d'un gaz ou d'une vapeur ; si sur les parois de ce vase sont instciUées plusieurs tubulures cylindriques munies chacune d'un piston 1\ mobile et que sur chacun de ces pistons soient placés des poids faisant équilibre au gaz et à la vapeur; si à un moment donné, on enlève le même poids sur chaque piston, on les verra tous marcher en même temps et s'arrêter également après avoir parcouru un certain chemin et faisant, dans cette nouvelle position, de nouveau équilibre à la nouvelle pression qui existe dans le récipient après son augmentation de volume par le déplacement simultané de tous les pistons : par ce déplacement des pistons, cette augmentation de volume du récipient, il y a donc eu expansibilité des molécules du gaz on de la vapeur et ils sont de nouveau en équilibre avec les nouveaux poids restant sur les pistons, ou la tension des ressorts. De même, si l'on veut diminuer le volume et le ramener au point de départ en ajoutant des poids p sur l'un des pistons, il faudra ajouter les mêmes sur chacun des autres pistons pour les ramener à leur position première.

Par cette expérience, on reconnaît donc l'expansibilité des molécules des gaz et en même temps leur égalité de pression sur les

parois des récipients qui les renferment. Ces pressions exercées sur les surfaces des récipients, soit une chaudière, soit un piston, sont donc proportionnelles aux surfacs. Si nous représentons par P et p de surfaces S et s différentes dans le rapport de 1 à 30 par

Fig. 476.

Fig. 477.

exemple, en plaçant 2 kilogrammes sur le petit piston, chaque centimètre carré de la paroi du récipient supportera une pression de 2 kilogrammes et le grand piston dont la surface est de 30 centimètres carrés en supportera 60 kilogrammes ; il y aura équilibre et Ton pourra écrire ;

~ — — ei —

On peut encore faire usage d'un* récipient d'une forme quelconque à parois inextensibles ÂBGD et dont tous les éléments de la surface sont sounws à la même pression normale de la part de la vapeur qu'il contient. Sous cette pression, les parois cherchent à s'écarter : Si nous supposons qu'un élément ab de cette surface soit mobile, élément représentant la surface du piston des figures 476 et 477, pour lui conserver la position primitive à cet élément de ce piston, il faudra donc lui appliquer sur sa face extérieure une résistance P' égale à la poussée extérieure P de la vapeur. Si de plus nous supposons que le récipient ABCD soit situé dans un milieu où il existe un vide parfait, un milieu sans pression, sans atmosphère, la pression P exercée sur les parois de ABCD est ce que l'on appelle la pression absolue de la vapeur. Si au contraire ABCD est placé dans l'atmosphère, pour empêcher la partie ab de se mouvoir, ou un des pistons P/ (fig. 476), il ne faudra apposer à cette surface ab ou au piston P| qu'une pression contraire P' égale à la pression absolue P diminuée de la pression atmosphérique du moment P'. Cette pression qui est la différence

RÉGULATION 629

entre la pression absolue et la pression atmosphérique actuelle est ce que l'on appelle la pression effective et l'on établit la relation suivante :

Pression absolue égale, pression effective, plus pression atmosphérique, ou pression effective égale, pression absolue, moins pression atmosphérique. La pression absolue dans une chaudière est toujours parfaitement déterminée, mais il n'en est pas de même de la pression effective qui est dépendante de la pression atmosphérique du moment. Dans les machines on est donc tenu de prendre en considération sa .valeur actuelle du moment pour déterminer leur puissance.

En pratique dans la graduation des manomètres, on prend la pression effective au lieu de la pression absolue, et dans ce cas on prend pour valeur moyenne de la pression atmosphérique, le poids d'une colonne de mercure de (y^,lù correspondant à un poids ou à une pression de i^«fiZ^ par centimètre carré de surface. La pression effective est donc égale à la pression absolue de la vapeur diminuée d'une atmosphère.

Dans une machine à vapeur lorsque les deux faces d'un piston qui se meut dans un cylindre sont soumises à des pressions différentes, on désigne généralement par pression, la pression qui s'exerce sur la face du piston en communication avec la vapeur arrivant directement des chaudières; et on appelle contre-pressiony la pression absolue qui s'exerce sur la face opposée.

Cette contre-pression résulte de la difficulté qu'éprouve la vapeur à s'évacuer instantanément du cylindre, et à la pression atmosphérique ou de celle du condenseur si la vapeur s'y évacue.

Le piston se meut alors sous l'influence de la pression absolue de la vapeur arrivant directement des chaudières, diminuée de la contre-pression. Si l'on évolue d'une part la pression totale effective exercée sur le piston et sa surface totale en centimètre carré et que l'on divise cette pression totale exprimée en kilogramme par la surface du piston exprimée en centimètre carré, on aura la pression par unité de surface qui est le centimètre carré. C'est ce que l'on fait en prenant l'ordonnée moyenne d'une courbe d'indicateur, laquelle ordonnée donne la première moyenne pour une course, soit montante, soit descendante, et en prenant la moyenne de l'ordonnée pour chaque course, on a l'ordonnée moyenne pour un tour.