FORMES DIVERSES DES COCRBES D INDICATEUR DANS LES MACHINES ORDINAIRES

Introdnction natnrelle. Registre ouvert en grand. — En pareil cas, la courbe affecte la forme de la figure 588. Pendant l'introduction AC elle reste sensiblement parallèle à la ligne atmosphérique; pourtant vers le point c' fin de l'introduction, la courbe

s'arrondit en accusant un abaissement de pression avant la fermeture complète du tiroir. Ce fait résulte de ce que la section d'ouverture de l'orifice devient insuffisante pour livrer passage à toute la vapeur qui serait nécessaire pour remplir l'espace libre que le piston laisse derrière lui.

Registre étranglé. — Lorsque le registre^est légèrement étranglé,

lé diagramme a'infléchit dès le commencement de la course et affecte la forme de la figure 589, lorsqu'il est fortement étranglé il prend la forme de la figure 590. Cette inflexion de la courbe provient

Fig. 589.

de ce que la vapeur n*influe pas en quantité suffisante pour remplir l'espace libre que le piston laisse derrière lui. L'inflexion est

Fig. 500.

naturellement d'autant plus forte que le registre est plus étranglé et que la vitesse du piston est plus grande. Avec une courbe telle que celle figure 590, le point qui correspond à la fermeture à l'introduction ne se trouve pas marqué.

CenrbeB indiquant la détente variable à divers degrés d*introdnctien. — Si Torgane de détente est conduit par des cames, le point qui correspond à la fermeture est parfaitement indiqué comme

Fig. 591.

ur la figure 591 bis. Si cet organe est conduit par un excentrique ou une manivelle, la courbe affecte la forme de la figure 594, c'est-à-dire qu'elle s'arrondit en accusant un abaissement de pression un peu avant la fermeture complète de la détente.

Les courbes en traits pleins de ces deux figures correspondent à 0,50 d'introduction et cf lies en tirets à 0,35.

Si les courbes ne montent pas à la même hauteur penc[ant l'introduction, cela provient de ce que ces diagrammes ont été relevés avec des pressions initiales différentes.

Flg. 591 bis.

Courbes obtenues lors de remploi du secteur à différentes suspensions. — Les courbes de la figure 592 répondent au cas qui nous occupe. La courbe (a) correspond à la position du bouton au fond de la coulisse et le registre ouvert en grand, cette courbe ne présente rien de particulier. Les courbes (b) et (c) correspondent à (les suspensions différentes du secteur, le registre également

Fig. 592.

ouvert en grand. Lors du tracé des trois courbes, la pression initiale aux chaudières était la même ; mais malgré cela, nous remarquerons que la pression, pendant l'introduction, tombe d'autant plus rapidement que le bouton d'entraînement est plus rapproché du milieu de la coulisse. Cet effet résulte de la faible section d'ouverture déterminée par le tiroir.

L'introduction semble cesser en n pour la courbe (b) et vers le point m pour la courbe (c); ces points sont souvent très difficiles à reconnaître sur les diagrammes relevés dans ces conditions. Les courbes de cette figure ont été relevées sur une machine pourvue d'un secteur à bielles décroisées ; il est facile de remarquer que les avances et la compression augmentent à mesure qu'on diminue l'introduction; l'accroissement de la période de compression est surtout rendu très sensible sur ces diagrammes. Le vide est meilleur et plus tôt établi avec la courbe (c) qu'avec

les deux autres ; ce fait s'explique par la faible période d'introduction et l'accroissement de l'avance à l'évacuation.

Courbes indiquant nn dérangement du point d'attache. — En nous rappelant ce que nous avons étudié au sujet des changements qu'éprouve la régulation par le fait d'une modification dans la longueur d'une tige de tiroir ou de la bielle d'excentrique, il nous est facile d'en déduire la forme que doivent avoir les diagrammes. Une tige trop longue reporta le tiroir vers le bas; par suite, pour un tiroir en coquille, les recouvrements à l'admission bas et à l'évacuation haut augmentent, tandis que les recouvrements à l'admission haut et à l'évacuation bas diminuent. En conséquence, le diagramme du bas doit accuser : 1<> Une

trop faible avance à Pin-

;**iî ^. troduction et une trop fai-

rs. ble période d'introduc-

! x^ , tion ; 2^ Une trop grande

* ^^sT": avance à l'évacuation,

\ ; une trop longue période

V d'évacuation et par suite

j une compression commen-

, — ^ çant trop tard. Le dia-

pj gg3 gramme relevé sur l'autre

extrémité du cylindre doit indiquer des effets inverses.

Le diagramme du bas affectera donc à peu près la forme de la figure 123 qui accuse les divers effets que nous venons d'énumérer. Sur ce diagramme l'on observe que l'introduction ne commence qu'en F' alors que le piston a déjà franchi la partie AF de sa course ascendante ; l'avance à l'évacuation commence en D', alors que le piston a encore environ les 0,15 de sa course à parcourir; enfin la compression ne commence qu'en E' lorsque le ton est parvenu aux 0,94 de sa course. La vapeur refoulée penpendant la compression fait monter le piston de l'indicateur jusqu'en G.

Le crochet placé en (i provient de ce que la vapeur refoulée, pendant la compression, se détend lorsque le piston est parvenu aux 0,94 de sa course. La vapeur refoulée pendant la compression fait monter le piston de l'indicateur jusqu'en G.

Le crochet placé en G provient de ce que la vapeur refoulée, pendant la compression, se détend lorsque le piston revient sur ses pas, et la pression ne remonte qu'en F lorsque le tiroir ouvre à l'admission. La courbe relevée sur le haut du cylindre présente à peu près la forme de la figure 124 sur laquelle la période d'introduction AC est plus longue qu'elle ne l'est d'habitude; l'avance à l'évacuation BD est excessivement faible, aussi l'équilibre de ten-

Fig. 594.

sion entre le cylindre et Je condenseur ne s'établit-il que lorsque le piston a parcouru une partie notable de sa course rétrograde. La compression commence beaucoup trop tôt en E', et l'avance à l'introduction est aussi beaucoup trop forte, puique l'équilibre de tension entre le cylindre et la chaudière est établi bien avant l'arrivée du piston à son point mort. Si la tige du tiroir avait été trop courte (le tiroir considéré étant toujours un

tiroir en coquille) le diagramme relevé sur le haut eût affecté la forme (fig. 593), et celui du bas la forme (fig. 594).

Comme un allongement ou un raccourcissement de la tige produit des effets inverses sur les deux genres de tiroirs, avec un tiroir en D, une tige trop longue aurait donné le diagramme (fig. 123) pour le haut et le diagramme (fig. 594) pour le bas, tandis qu'une tige trop courte aurait donné la figure 593 pour le bas et la figure 594 pour le haut.

Courbe accusant une avance exagérée de Tezcentrique. — Si

l'avance de l'excentrique est trop forte, nous savons que toutes

les fonctions du tiroir sont avancées, c'est-à-dire que tous les ori-

■ fices s'ouvrent et se ferment trop tôt. Les diagrammes relevés aux

Fig. 595.

deux extrémités du cylindre accuseront les mêmes défectuosités et ils affecteront tous les deux une forme du genre (fig. 595), dans lequel la période d'introduction fixe AC est trop faible, tandis que la compression et les avances, tant à l'introduction qu'à l'évacuation, sont trop grandes.

Courbe accusant un retard de Tezcentrique. — Si l'angle d'avance de l'excentrique est trop petit, les ouvertures et les fermetures

MAGHINRS A VAPEFR MARINES

des différents orifices ont lieu trop tard ; par suite, les diagrammes des deux extrémités devront indiquer ces faits et ils

affecteront, tous les deux, à peu près la forme de la figure 596, sur laquelle la détente, la compression et les avances, tant à l'introduction qu'à l'évacuation commencent trop tard.

Courbe obtenue avec des orifices trop petits. — La courbe tracée en trait plein (fig. 597) correspond à cette circonstance, elle s'infléchit dès le commencement de la courbe de la même manière et pour les mêmes raisons que dans le cas de la fermeture partielle du registre. La [partie inférieure a une forme qui est propre au

Fig. 397.

cas qui nous occupe ; par le fait de la petitesse des orifices, l'équilibre de tension entre le cylindre et le condenseur ne s'établit que lorsque le piston a parcouru une très grande partie de sa course.

Le diagramme tracé en pointillé est celui qui serait obtenu avec des orifices suffisamment grands. La différence entre les surfaces interceptées, indique la diminution de travail résultant de la petitesse des orifices.

Courbe d'indicateur dans le cas d'une fuite de l'organe de détente-

— Une fuite de vapeur par l'obturateur de détente ne peut guère être reconnue sur un diagramme, à moins que cette fente ne soit très grande, ou bien à moins que l'on possède un autre diairramme relevé dans les conditions de bonne fermeture; dans ce

dernier cas, en superposant les deux courbes comme sur la figure 598, on remarque que la diminution de pression pendant la détente, est moins rapide sur le diagramme en trait continu pris hors de la fuite, que sur celui en pointillé relevé lorsque l'obturateur fermait bien l'orifice.

Une fuite de l'organe de détente n'a pas une importance

Fig. 598.

bien grancle, on dépense il est vrai plus de vapeur que s'il n'y avait pas de fuite, mais le travail obtenu est aussi un peu plus grand.

Courbe obtenue lors d'une fuite du piston ou du tiroir. — Si la

garniture du piston ne porte pas parfaitement sur les parois du cylindre, ou si le tiroir ne porte pas parfaitement sur la glace, la vapeur peut passer sur le pourtour du piston ou entre la glace et les barrettes ; dans ce cas, la courbe affectera à peu près la forme de la figure 599.

Fig. 591).

Fig. 600.

Luc semblable cause tezid en effet à diminuer la pression du côté de l'introduction et à l'augmenter au contraire du côté de l'évacuation. Si la fuite est considérable, la pression baissera rapidement du côté de l'introduction, jusqu'à ce que le piston soit parvenu aux environs de sa mi-course, mais à partir de ce moment, la vapeur qui envahit le condenseur ne se condensant pas assez vite, la courbe pourra remonter un peu pour retomber de nouveau lorsque cessera l'introduction. Du côté de l'évacuation, la courbe ne tombera que lentement par suite de l'arrivée constante de nouvelle vapeur au condenseur.

Si la fuite provient d'une forte ovalisation du cylindre en un

certain point de sa longueur, aux — par exemple A partir du bas.

les courbes relevées sur les deux faces pourraient affecter la forme figure GOO, La partie supérieure des courbes accuse un abaissement de pression lorsque la vapeur afflue nte peut passer

Fig. 601.

sur l'autre face, tandis que la partie inférieure accuse un accroissement de pression au moment où cette fuite a lieu.

Courbe d'une machine à haute pression, à grande détente et à condensation. — Cette courbe (fig. 601) ne diffère de celle relevée sur une machine à moyenne pression que par la position de la ligne atmosphérique AB qui est nécessairement très basse par rapport au diagramme. La figure 101 a été relevée avec un indicateur dans lequel la

flexion des ressorts était de 10 millimètres pour 1 kilogramme

par centimètre carré de surface.

Courbe d'une machine à hante pression avec éyacuation à Tair libre. — La figure 602 est un diagramme relevé sur une machine fonctionnant à 5 kilogrammes de pression absolue aux {^^ chaudières. Gomme forme, ce diagramme ne diffère de ceux des machines à moyenne pression et à condensation que par la position de la ligne atmosphérique qui se

Fig. 602.

trouve au-dessous de la courbe. Pendant l'évacuation, la contrepression dans le cylindre est toujours supérieure à la pression atmosphérique.

Courbe d'une machine à basse pression. — La figure 603 est un

Fig. 603.

fère de ceux des machines à ligne des pressions absolues s'élève très peu au-dessus de la ligne atmosphérique.

Lorsque la machine fonctionne sur le vide, c'est-à-dire lorsque la pression absolue

spécimen relevé sur une machine fonctionnant à i*^»,250 Y de pression absolue, la flexion des ressorts de l'indicateur était de 20 millimètres pour 1 kilogramme par centimètre carré. Ce diagramme ne difmoyenne pression qu'en ce que la

Fig. 604.

tombe au-dessous de la pression atmosphérique, le diagramme se

RÉGULATION 815

trouve entièrement situé au-dessous de la ligne atmosphérique et présente l'aspect de la figure 604 qui a été tracée dans ces conditions.

Courbe d'une machine à moyenne pression éyacuant à Tair libre.

— Le diagramme (fig. 605) est un spécimen relevé sur une machine à moyenne pression évacuant dans l'atmosphère par suite d'avaries dans l'un des organes de condensation.

On remarque qu'au point g qui correspond à l'avance à l'évacuation, la courbe se relève au lieu de tomber comme dans les autres diagrammes ; cela tient à ce que vers la fin de la détente, /

la pression est devenue inférieure *'5f^ "

à la pression atmosphérique et. l'A ^•

lorsque le tiroir ouvre Torifice à î{ i ru

l'évacuation comme l'équilibre de ^ i f^

tension entre le cylindre et l'at- vj ^ ^/

mosphère tend à s'établir, au »

lieu d'un échappement de vapeur, Fig. 605.

c'est une rentrée d'air qui a lieu,

vers la fin de la course, la pression au cylindre est à peu près égale à 1 atmosphère et lorsque le piston revient sur ses pas, il comprime légèrement la vapeur et l'air renfermés dans ce récipient pour les obliger à évacuer, c'est ce qui fait que la partie inférieure du diagramme se trouve située un peu au-dessus de la ligne atmosphérique. A partir du point K' où commence la compression, la courl3e remonte rapidement et la pression des gaz comprimés devient supérieure à la pression de la vapeur affluente ; de sorte, que lors de l'avance à l'introduction, point qui correspond au point F du diagramme, l'équilibre de tension entre le cylindre et la chaudière tend à s'établir et par suite le crayon tombe brusquement de F en D.

Le diagramme tracé en pointillé est celui que l'on aurait obtenu sur cette même machine si la condensation avait eu lieu en vase clos ; la pression initiale, la période d'introduction et la régulation

y du tiroir étant supposées les mé-

^[\ ^ mes lors du tracé des 2 diagram-

JT TN. mes.

1' Vît! ^\a Courbe obtenue sur une machine

fi]\ ' }^ ' IS^''''^^'^iJP'y ^ baute pression sans condensation

^/ ■ '^^^'^i^^^Lv^^i^^ et avec une très grande détente. —

„. „^. Le diagramme (fig. 606) relevé sur

^^' une machine à haute pression

fonctionnant dans ces conditions affecte une forme à peu près

semblable à celle obtenue dans les circonstances mentionnées au

paragraphe précédent, les deux crochets des extrémités s'expliquent facilement.

Supposons en effet, qu'une machine fonctionnant à H atmosphères de pression absolue n'introduise que pendant les 0,15 de la course; si nous admçttons que pendant la détente la vapeur suive la loi de Mariotte, la valeur de x calculée d'après la relation suivante :

^^^ - T^ûT» tl'"ù X =z 0,60,

nous donnera la fraction de course parcourue par le piston, lorsque la pression absolue de la vapeur qui se détend sera devenue égale à la pression atmosphérique.

A partir des 0,6 de la course, la courbe passera donc en dessous de la ligne atmosphérique, et vers les 0,9 de cette même course, c'est-à-dire lors de l'avance à l'évacuation, au lieu d'un échappement de vapeur c'est une rentrée d'air qui se produira. L'accroissement de pression résultant de cette rentrée d'air explique le crochet de droite; quant à celui de gauche ainsi que la position de la partie inférieure du diagramme au-dessus de la ligne atmosphérique, ils résultent de causes semblables à celles signalées dans le paragraphe précédent.

Remarque. — Lorsque les diagrammes présentent une forme telle que celle des figures 135 et 136, le travail développé dans une pulsation est représenté par la surface MGKL diminuée de la somme des surfaces des deux crochets. — Pour le démontrer, traçons la ligne du vide absolu CD; la surface FGKHBDC représente le travail de la pression absolue et la surface BKLMNFC'D est l'expression du travail de la contre-pression.

Le travail effectif étant la différence entre ces deux travaux sera représenté par : surface FGKHBDC, surface BKLM-N'ECD =z surface MGRL (Surface KHB + surf. NNF).

Les deux parties hachées interceptées par les crochets expriment donc des travaux négatifs; or, pour qu'il n'y ait pas de crochet du genre de KHB il faut que la durée de l'introduction soit telle» que, lors de l'avance à l'évacuation, la pression dans le cylindri" soit encore au moins égale à la pression existant dans le milieu où l'échappement se produit. Cette remarque vient corroborer ce que nous avons déjà dit au sujet des inconvénients résultant de l'emploi de la détente poussée trop loin.

Courbes fauBsées par le fait de Tindicateur. — Certaines erreurs provenant du fait de l'indicateur peuvent ne pas être rendues sensibles sur le diagramme, mais il en est d'autres au contraire que les courbes accusent ou font pressentir, telles sont celles qui

RKOULATION 817

résulteraient d'entraves apportées au jeu du piston dans le cylindre de l'instrument par le fait de la présence de corps étrangers, ou pour toute autre cause. Dans ce cas, le petit piston descend par saccades quand Texcès de la pression des ressorts sur la pression aux cylindres a été capable de vaincre la résistance qui s'opposait à la marche de ce piston, et la courbe affecte à peu près la forme de la figure 607. La courbe pointillée est celle qu'eût tracé le crayon si le piston avait pu se mouvoir librement.

Pil trop long. — Lorsque le fil conducteur est trop long, ou autrement dit lorsque le fil prend du mou au point mort bas du piston, on peut s'en apercevoir sur les diagrammes. Ainsi, si on a une courbe telle que la figure 608 prise au bas du cylindre,

Fig. 607. Fig. 608.

donnant une période de compression plus faible que d'habitude et sans indice d'avance à l'introduction, on en conclura naturellement que le fil conducteur est trop long, car dans ce cas, le système d'enroulement du papier reste immobile quelques instants aux environs du point mort bas et pendant ce temps le crayon monte verticalement de (1 en D. Dans l'hypothèse que nous avons admise, le diagramme relevé sur le dessus doit aVoir la forme do la figure 109 sur lequel on voit que le crayon arrivé en F esl tombé verticalement de F en (i aux environs du point mort bas du piston, c'est-à-dire pendant le temps que le cylindre portopapier est resté immobile.

Fil trop court. — Si le fil est trop court, ou encore si la corde cà boyau est totalement déroulée et que le cylindre porte-papier

appuie sur son point d'arrêt avant que le piston ait atteint son point mort haut, le cylindre porte-papier cesse de tourner avant que le piston ne soit arrivé à cette extrémité de course.

Fig. 609. Dans ce cas, le diagramme

figure 608 est celui que l'on obtiendrait sur le haut du cylindre, et le diagramme figure 609 celui que l'on relèverait sur le bas.

Ondulations produites par le fontionnement de l'indicateur. -— Ces

ondulations se rencontrent plus ou moins marquées sur toutes les courbes et rendent quelquefois difficile le calcul de TefTort moyen. Quand le cas se présente, on enveloppe les ondulations de la courbe relevée par deux courbes régulières tangentant intérieurement et extérieurement les ondulations; puis on fait passer une courbe médiane sur laquelle on mesure les ordonnées ; on rectifie aussi la partie inférieure de la courbe par une droite E, E.

Fig. 609 bis.