C. — — détendeurs

P. La pression moyenne en kilogramme par centimètre carré sur les pistons des admetteurs.

P'. La pression moyenne en kilogramme par centimètre carré sur les pistons détendeurs.

Et enfin V le nombre des tours de la machine.

La puissance indiquée force chevaux développée par Tes cylindres admetteurs seront données par les expressions

f "'^^^''^"^ = 0,28647 ' ^ "^^^^^"'^ ^ 0,28647 La puissance totale F de l'appareil sera

^=f+r= -ÔX86Ï7 (^^^^P + A'^'^'P')

Si l'on a A = A' et G = C (ainsi que cela se produit sur un très

862 MACHINES A VAPEUH MAIUNES

grand nombre d'appareils) l'expression devient alors de la forme :

dans laquelle A représente le nombre de paires des cylindres.

Courbée des Tolamee en communication et courbes d'indicateur, —

Dans cette machine, les manivelles sont calées à i20<>. Les cylindres ont même course et même diamètre; la vapeur après avoir fait son effet dans le cylindre admetteur elle s'évacue dans un réservoir en tôle et de là dans les boites à tiroir des deux cylindres détendeurs et après son effet utile, elle est condensée ; Tintroduction pour le cylindre admetteur est de 0,81 de la course, et de 0,76o pour chaque détendeur ; l'évacuation est la même pour les trois cylindres et commence aux 0,9 de la course des pistons.

Pour apprécier le mode d'action de la vapeur dans ces machines, nous allons d'abord supposer que l'introduction a lieu pendant toute la course dans les trois cylindres en faisant abstraction du volume du réservoir intermédiaire, ainsi que du volume des conduits d'évacuation ; de plus, nous n'aurons pas égard à l'obliquité des bielles.

Soit (fig. 631) les trois circonférences représentant les chemins parcourus par les boutons des trois manivelles dans un tour complet. Supposons la manivelle du cylindre admetteur à son point mort bas; celle du cylindre Al aura décrit 12o®, sera aux 2/3 de sa course ou de sa demi-révolution inférieure, et celle du cylindre ^, le tiers de sa demi-révolution supérieure. Divisons chacune des circonférences en 18 parties égales à partir de la position choisie pour chaque manivelle et en suivant le sens de la marche indiquée par les flèches ; par chacun des points de division menons des perpendiculaires sur le diamètre horizontal qui est en ce moment la direction du cylindre central; comme les pistons ont même surface et même course, la distance mesurée sur le diamètre horizontal, entre deux perpendiculaires consécutives peut représenter le volume décrit par le piston lorsque sa manivelle parcourt l'un des deux arcs compris entre ces mêmes perpendiculaires.

Sur une droite indéfinie prenons une longueur AX' (fig. 631 et 632) représentant le développement de la circonférence décrite par le bouton de la manivelle du piston central et à partir de son point mort bas ; divisons AA' en 18 parties égales et par chaque point de division égales élevons des perpendiculaires. Aux divisions o 18-9 correspondent les points morts du piston central, aux divisions 3 et 12 correspondent les points morts du piston Al et enfin

aux divisions 6 et 15 correspondent les points morts du piston .R. Au point de départ, le piston central étant au point mort, le volume que son cylindre met en communication avec les cylindres extrêmes est représenté par le diamètre AA' ; le cylindre M qui introduit par le bas met en communication un volume représenté par An, tandis que le cylindre A qui introduit par le haut met en communication un volume représenté par A'n. Faisons la somme de ces trois volumes et portons cette somme de O en N sur l'ordonnée du point zéro de la ligne AA'. Lorsque les manivelles sont arrivées à la position i, les volumes en communication sont représentés par mA' pour le cylindre central, km pour le cylindre M et par Km' pour le cylindre jR; portons la somme de ces trois quantités sur l'ordonnée de la division 1 de la ligne AA', faisons la même opération pour les divisions 2 et 3 et remarquons qu'à cette division 3, l'introduction cessant pour le bas du cylindreA/'jles volumes en communication diminuent tout d'un coup de tout le volume de ce cylindre; de sorte qu'après avoir marqué le point P de manière que l'ordonnée 3 P représente les volumes en communi-

MACULXBS A VAPECS MARIXKS

ration juste au moment de la fermeture de l'îndroduction du cylindre A\ il fout marquer sur cette même ordonnée un point U tel que 3-0 représente les volumes en communication et apparie-

Ji^ "

nanl seulement au cylindre central et au cylindre .^R. Aux divisions 4,5 et 6 le cylindre A' apporte de nouveau son contingent d'augmentation de volume et à la division 6, nous marquons le

RÉGULATION 865

point H sur l'ordonnée de la ligne AA'; mais comme le piston du cylindre .R arrive au point mort bas, les volumes vont diminuer d'un coup et à cette même division 6 d'une quantité égale au diamètre AA' qui représente le volume de ce cylindre .R ; nous marquerons donc le point S, tel que 6-S représente les volumes en communication et appartenant seulement au cylindre central et au cylindre M. A la division 9, et un instant avant l'ouverture de l'évacuation bas du cylindre central, les volumes en communication sont représentés par 9-T ; et au moment où l'évacuation commence, ces volumes s'augmentent d'une quantité Tm immédiatement égale au diamètre AA' et représentant le volume entier du

.*„«.. Cyhndte 11

Fig. r.3:j.

cylindre central. Ces divers volumes en communication étant portés pour chaque point de division sur l'ordonnée correspondante, en joignant tous les points obtenus, on a une courbe NPQÏ^STUVWXYZN qui permet de connaître la valeur des volumes fMi communication pour un point quelconque de la révolution. Suivons celte courbe en partant du point N, le piston central est au point mort bas et son cylindre évacue par le haut.

Le piston du cylindre Al a fait les 3/4 de sa course montante, tandis que le piston du cylindre .R est au 1/4 de sa course descendante ; le commencement de l'évacuation haut du cylindre central tend à faire augmenter la pression dans chacun des cylindres extrêmes. De N en P, la courbe monte rapidement et le volume de la vapeur évacuée augmentant, la détente se produit et la pression de cette vapeur diminue. Au point V correspondant à la division 3, le piston du cylindre avant arrivant au point mort, la quantité de vapeur, soumise à la détente, diminue de tout le poids de la vapeur renfermée dans ce cylindre. De la division 3 à la division 6, le volume de la vapeur qui reste ne change pas

MACHINES MARINES. ;i5

B6<> MACHINBS A VAPEUR MARINES

ftenBifolement, et il doit en être de même de la pression ; cependant remarquons qu'il y a une légère tendance à la compression. Au point 6 le piston du cylindre A arrive au point mort bas, les volumes en communication sont diminués de tout le volume de ce cylindre représenté par le diamètre A A', et la courbe tombe de R en S. A partir de cette division 6, il reste une bien petite quantité de vapeur pour l'introduction du cylindre .R, et la pression doit diminuer considérablement dans les cylindœs extrêmes, jusqu'au moment de l'évacuation bas du cylindre central qui a lieu à la division 9, après que le volume de la vapeur a été presque double ; il y a donc ici une nouvelle période de détente et la division 9. les volumes en communication augmentent de tout le volume du cylindre central, la courbe passe de T en U ; mais la pression augmente ou du moins tend à augmenter dans les cylindres extrêmes à cause de l'évacuation du haut du cylindre central. Ce que nous venons de constater pour la demi-révolution inférieure de la manivelle du cylindre central se passera exactement de la même manière pour la demi-révolution supérieure. En résumé, nous pouvons faire les remarques suivantes : 1*^ Depuis le commencement de la course du piston .îl, la pression de la vapeur qui pousse le piston diminue jusque vers les 3 4 de sa course pour augmenter subitement au moment où commence une nouvelle évacuation du cylindre central, et diminuer de nouveau jusqu'à la fin de sa course.

2*> Depuis le commencement de la course du piston AR, la pression de la vapeur qui pousse ce piston diminue jusqu'au 1/4 de la course, pour augmenter subitement en ce point, pour diminuer graduellement de nouveau jusqu'aux 3,4 de la course, et rester ensuite presque stationnai re jusqu'à la fin du parcours de ce piston.

3" La vapeur qui évacue le haut du cylindre central n'agit réellement par détente que de la division o à la division 3, et âv la division 6 à la division 9 de la circonférence ; mais au lieu que l'augmentation de volume soit progressive et qu'elle porte sur la totalité de la vapeur qui sort du cylindre central, elle se fait pour ainsi dire par à-coup et sur des quantités inégales de vapeur; de sorte que de la division 6 à la division 9, la détente est bien près d'être exagérée.

De plus, au moment où le cylindre central évacue, la pression est très faible dans les cylindres extrêmes ; les volumes en communication doublent instantanément leur valeur, et par suite la vapeur qui sort du cylindre central entre dans les cylindres extrêmes comme si elle entrait dans un condenseur; elle a besoin de réchauffer ces deux cylindres avant d'agir efficacement et de travailler réellement par détente. C'est pour cette raison que les cylindres sont munis de chemises dans lesquelles circule de la

RBOULATION 8^7

vapeur à haute température, les machines étant actueliement à haute pression.

4® Les deux cylindres extrêmes ne doivent pas travailler également et la vapeur agit toujours mal à propos dans le cylindre M ou la pression augmente, ou du moins tend à augmenter lorsque le piston arrive aux 3/4 de sa course.

Si maintenant, laissant de côté les conditions toutes théoriques dans lesquelles nous nous sommes placés, nous rentrons dans la réalité des faits, en suivant une méthode semblable à celle que nous venons d'emplover» nous pourrons tracer la courbe A.BB'.S. CC'.DD'.EE'.FF.Y(iG'.HH'KK'-A., qui nous permettra de connaître les volumes en communication en tenant compte des moments réels de l'ouverture et de la fermeture de l'évacuation du cylindre central, ainsi que des moments réels de fermeture et d'ouverture de l'introduction pour chacun des cylindres extrêmes, et les courbes d'indicateur (fig. 633) ont été prises au même instant sur les cylindres, et à un moment où le réservoir intermédiaire ne fonctionnait pas.

(Fig. 632 et 633.) Essayons de nous rendre compte de ce qui se passe : au point A de la courbe, le cylindre central évacue déjà par le haut, et le cylindre AR introduit seul presque, l'introduction du bas pour le cylindre M a été fermée au point K des circonférences.

De A en B la courbe des volumes monte, la détente se produit et la pression diminue dans le cylindre AR du côté de l'introduction, en même temps que dans le cylindre central du côté de l'évacuation ; les courbes d'indicateur pour le dessus des deux cylindres accusent cette diminution depuis le point A jusqu'au point B. Un peu avant le point B, à la divi.sion 3, l'introduction commence pour le haut du cylindre AT, avec une pression initiale ([ui dépasse à peine la pression atmosphérique. Au point B l'introduction cesse pour le haut du cylindre .îl, et à cet instant la courbe des volumes en communication descend verticalement de B en B'. A partir de ce point, le cylindre central et le cylindre M sont seuls en communication, et comme la vitesse du piston central qui s'approche de la mi-course, est beaucoup plus grande que celle du piston M qui a à peine dépassé son point mort, il en résulte que les volumes en communication vont en diminuant; il y a donc compression de vapeur entre kîs deux cylindres en communication, et la pression augmente.

Cette augmentation de pression est accusée par la portion 3 à 6 de la courbe d'évacuation haut du cylindre central, et par la portion 3 à 6 de la courbe d'introduction haut du cylindre A/. Au point 6, l'introduction commence pour le bas du cylindre jR, et remarquons que la pression initiale dans ce cylindre est plus forte que la pression initiale quil y a eu pour Tintroduction du

868 MACHINES X VAPSUR MARINES

cylindre Al» A partir de cette division 6, la courbe des volumes remonte rapidement de S en C. par suite la pression diminue rapidement aussi; c'est ce qu^accusent les courbes d'indicateur; et comme c'est la vapeur précédemment comprimée qui reçoit cette augmentation de volume il en résulte qu'il se produit ici une nouvelle période de détente, nous remarquerons que cette deuxième période de détente n'a lieu que pour une partie de la vapeur évacuée par le cylindre central. Au point C l'évacuation du bas s'ouvre pour le cylindre central et la pression tombe rapidement dans ce cylindre sans qu'elle augmente dans les cylindres extrêmes; cela tient à la rapidité de la marche du piston M y qui est presque à sa demi-course et à l'augmentation considérable et subite de volume qu'éprouve la vapeur qui évacue le haut du cylindre central ; les volumes en communication augmentent de ce et vont ensuite en croissant jusqu'au point D où l'évacuation haut du cylindre central se fermant, il y a une diminution marquée par DD'. De D' en U, la courbe des volumes monte et la détente se produit; au point U correspondant à la position tt. le piston central est au point mort haut, et nous avons fait faire une demi-révolution aux trois manivelles. Au point E l'introduction haut cesse pour le cylindre ^V, et les volumes en communication diminuent de toute la quantité EE' ; la vapeur renfermée dans ce cylindre n'a été soumise qu'à une très faible augmentation de volume et échappe à toute nouvelle période de détente. De E' en F, les volumes en communication continuent de croître, et une nouvelle période de détente se produit dans le cylindre .R; au point F, l'introduction cesse pour le bas de ce cylindre, et la vapeur qu'il contient est séparée de celle que contient encore le cylindre central. Ce cylindre est isolé des cylindres de détente, jusqu'à la division voisine 12 où commence l'introduction bas du cylindre A/, avec une pression initiale très faible.

Comme le piston du cylindre central marche plus vite que le piston du cylindre .iV, les volumes en communication vont en diminuant et par suite la pression de la vapeur augmente; c'est ce qu'accusent les courbes d'indicateur de la division 12 à la division 15, point où commence l'introduction bas du cylindre A R avec une pression initiale plus forte que la pression initiale d'introduction dans le cylindre A[. De Y en G de la courbe des volumes, il se produit une troisième période de détente qui porte sur une faible partie de la vapeur évacuée par le haut du cylindre central ; celte Vapeur qui a été précédemment comprimée n'éprouve pas une augmentation suffisante de volume pour restituer le travail dépensé pendant la compression. Au point G commence l'évacuation bas du cylindre central, tandis que l'évacuation du haut cesse au point H ; au point K, l'introduction cesse pour le bas du cylindre ^V, et enfin au point A, le piston central arrive au point mort bas.

nKtiULATION

et nous avons fil it faire une révolution complète à l'arbre de couche. En résumant les observations que nous venons de faire, nous trouverons que pour l'évacuation haut du cylindre central par exemple :

1^ La totalité de la vapeur qu'évacue ce cylindre se détend du point G au point K de la révolution, c'est-à-dire pendant que les manivelles décrivent un arc de 30<* environ.

Kig. 634.

2^ Une partie seulement de cette vapeur continue à se détendre du point K au point B de la révolution, c'est-à-dire pendant que les manivelles décrivent un arc de 70** environ.

3** Une fraction de cette dernière quantité de vapeur se trouve comprimée d'une manière sensible du point B à la division 6 de la

MACHINES A VAPRUR MARINES

circonférence, c'est-à-dire pendant que les manivelles décrivent un arc de 56*» environ.

4® La quantité précédente de vapeur se détend de nouveau de la division 6 au point C de la rotation ; c'est-à-dire pendant que les manivelles décrivent un arc de 25^ environ.

Fi<^ 6:j:3.

Les mêmes effets se reproduisent pour l'évacuation 605 du cylindre central, et les irrégularités signalées avec la courbe des introductions pendant toute la course, subsistent en partie avec des intrt>- (luctions réduites aux 0,761).

L'inconvénient qui résultait de l'ouverture des évacuations du cylindre central au moment où le piston Al avait foit les trois (juarts de sa course a disparu ; mais celui qui résulte de la compression de la vapeur entre les divisions 3 et 6 et les divisions 12 et io de la rotation, se trouve aggravé en ce sens que l'augmentation de pression, produite par cette compression, agit comme résistance sur le piston central pendant que la pression effective qui pousse ce piston a le plus d'effet à cause du bras de levier; tandis

RKOULATION

que cette augmentation de pression qui agit comme puissance sur le piston ^ ne tend à faire tourner l'arbre qu'avec un bras de levier

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