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/cylindres ^■)'",g de „l diamètre, ou, o™,i;9

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3o,33 16,80 a5,oQ

kilom.

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nXfrottein. sanscbarBB..5o*I 1 iFotcn de vaporisatiOD

I eSectiTa,enmÈt.cab.

\ d'eau par heure i"',i8Ô

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ao,97

55,78 44.95 37, GB 33,43 38,43 35,35 31,86 3'. 19 ao.Si 19,10

^ < Frotlem. eans charge. {j8'b u JForce de vaporisation sf pffecUTe.ertiDèt.cub.

\ d'eau par heure. .... i"-',i85

DE LA VITESSE DES. MACHINES. ^Sff

Oa remarque ici , comme nous Tavons dit plus ha^t^ que toute l'influence delà pression se porte sur la limite de charge, mais que son effet est à peu près nul sur la vitesse. Ce résultat est conforme aux principes; car si la prçssion nécessaire sur le piston pour mouvoir la charge est de 46 Ibs par pouce quarré par exemple, n'est-il pas vrai quer, pourvu que la vapeur soit abondamment fournie à cette pression par la surface de chauffe, il importe fort peu qu'elle soit d'abord emmagasinée dans la chaudière à une pression de 76 Ibs ou de 65 Ibs , ou à tout autre degré ? Il faudra toujours en définitive qu'au moment d'agir, celte vapeur se transforme en vapeur à 46 Ibs de pression, et la vitesse dépendra uniquement de la quantité de vapeur à 46 Ibs qui aura été fournie par la chaudière. Le petit avantage, que nous remarquons ici en faveur d'une plus grande pression , tient seulement h ce que, dans ce cas, le feu dans le foyer est naturellement un peu plus intense , d'où résulte non pas plus d'eau vaporisée , mais la même quantité malgré une plus haute pression.

Ces tables font connaître l'effet qu'on peut attendre d'une machme donnée, soit sous le rapport de la vitesse soit sous celui de la charge ; niais il est entendu que cet effet ne sera produit qu'autant qu'on mettra la machine en mesure d'appliquer tout son pouvoir.

Si par exemple, au lieu d'activer suffisamment le feu on le laisse languir, la quantité d'eau vapo-

252 GHàPITRE CINQ(J1£ME.

risée par miaule se réduira, et avec elle Feffi^ de la machine.

Si la machine, au lieu d'être en bon état,, éprouve des pertes de vapeur par les fuites, soit autour du piston soit par les fissures de .la cbau-r dière ou les soudures des tubes , soit par les boites à étoupes, soit ailleurs , il est clair que Feffet ser^ encore proportionnellement réduit. •

Si en diminuant l'ouverture du régulateur^ on ne laisse pénétrer dans l,e cylindre qu'une portion de la vapeur engendrée , la chaudière continuant d'abord d'en fournir la même quantité, il y en aura nécessairement davantage qui se perdra par les soupapes sans agir sur le piston. Ensuite , dès que la diminution de vapeur lancée dans la cheminée aura calmé le feu, il y aura une moindre vaporisation produite, ce qui réglera par conséquent la vélocité. Ce cas est celui de toutes les petites charges tii*ée3 par les machines. On. ue laissejamais la vitesse s'accroître jusqu'à risquer un accident par un mouvement trop rapide du pis-r ton ou des au très parties du mécanisme. Quand les machinistes voient que le train courrait trop vite, ils diminuent d'abord l'ouverture de régulateur et ne font qu'ui^ feu mojdéré pour maintenir une vir? tesse raisonnable. Dans toutes les expériences que nous allons citer un peu pljus loin , on ne verra qu'une seule fols, comme nous l'avons déjà dit, U vitesse monter à 35 milles ou 56 kilomètres par heure (12 | lieues), et c'est la plus grande yitessQ

DE LA VITESSE DES MACHINES. j233

h. laquelle aient encore été soumises les macliines , si ce n'est pour un instant très court.

Dans les tableaux ci-dessus^ les limites de chaîne des machines avec la pression indiquée^ sont fixées par la nécessité que la résistance sur lepiston ne soit pas plus grande que la force qui doit le mouvoir, ainsi qu'il a été dit. Avec cette charge maxi^ mum on voit qu'une machine de 1 1 pouces > ne travaillant pas au-dessous de 60 lb§ de pression effective, aura encore une vitesse de i3 j milles , et une machine de 1 2 pouces avec une pression effective de 55 Ibs , conservera une vitesse de 1 2 milles par heure. Ces vitesses sont celles qui auront lieu , si la machine travaille dans son état normal , c'està-dire si la soupape est fixée pour la pression de 60 Ibs ou de 55 Ibs. Mais s'il arrive que la soupape lie soit réglée que pour une pression de 5o Ibs par exemple, et que la pression de 60 Ibs ne se produise que par un soulèvement extraordinaire de la soupape et à force de vapeur perdue , c'est-à-dire par le seul motif que la vapeur au-^dessus de 5olbs ne peut s'échapper aussi vite qu'elle se produit , alors il est clair que , quoique la force de vaporisation de la chaudière reste la même, la partie effectwe de cette force sera considérablement' réduite , et avec elle se réduira la vitesse. C'est par ce motif que nous verrons' dans les expériences la vitesse baisser quelquefois jusqu'à 2 ou 3 ' milles par heure. Mais qu'on observe alors l'état de la soupape. On verra la pression élevée ne se pro-

duire qu^à force de perte de vapeur, et il sera facile par le soulèvement de la soupape de se rendre compte de la diminution de vitesse.

Dans ces'cas de charge maximum^ il est évident que la vapeur se dépensera par le cylindre à la même pression qu'elle se produit dans la chaudi^^ et que la vitesse du piston ne sera autre que la vitesse de formation de cette vapeur.. Ce fait a été prouvé d'une n^anière générale dans le § a de cet article. On peut le vérifier ici en calculant à quelle vitesse la vapeur formée par miisiute eii vertu de la force de vaporisation , traverserait les cylindres sans aucune altération ou réduction de pression. On trouvera précisément pour les mac}iines les vitesses que contient, le tableau. Cela prouve que dans le cas où la machine ne marche qu'à cette vitesse, la pression dans le cylindre est la même que dans la chaudière.

Ces cas de charge limite sont ceux qui nous ont servi à la détermination du frottement de la machine chargée, et Ton voit ici justifié le principe dont nous nous sommes alors servis, que dans le cas où la vitesse de la machine était inférieure a 12 milles par heure , la pression de la vapeur dans lé cylindre était la même que dans la chaudière»

Enfin il reste à dire qu'il y a toujours dans les machines une petite perte que nous n'avons pas introduite dans le calcul : c'est celle de la vapeur qui remplit à chaque coup' de piston les passages qui mènent des tiroirs aux cylindres. Il serait fa-

cîle d'en tenir compte d'après les mesures prises sur chaque machine, du diamètre et de la longueur de ces conduits ; mais cette perte est très minime , et compliquerait le calcul sans avantage.

§ 6. Expériences sur la vitesse et la charge, des

machines.

Comme vérification des formules que nous venons de trouver , et pour qu^on puisse d'ailleurs asseoit* au besoin des calculs sur des faits matériel$^ nous allons donner ici une suite d'expériences^ entreprises par nous dans le hut de connaître les vitesses auxquelles les machines conduisent différentes charges avec différentes pressions de la vapeur , dans leur service ordinaire et régulier.

Ces expériences furent faites sur le railway de Liverpool à Manchester, dont voici la section telle qu'elle résulte d'un ijivellement fait au mois d'août i853 par M. Dixon^ ingénieur de la.Compagnie. Nous ne donnons que la partie parcourue pair les locomotives. Il y a en outre , sous la ville de Liverpool, trois passages souterrains, servis par des machines à vapeur stationnaires.

Le railway partant de la station à Liverpool jusqu'à celle de Manchester, parcourt les distances et peptes suivantes ;

a56 CHAPITRE GINQUIÈMEv

0,53 niveaiL . 5,23 descente • à -* — rn.

1 ,47 «lontée. à -^-

1,87 niveaa..

I ySg descente à . rg—

9f4i descente à — ^ —

6,66 descente • . . , • . à •777-

• 5,62 montée p à --^

' i3oo

4«36 montée. ••..>.•• à 7—= —

29,48 milles.

D'après ces inclinaisons diverses , on voit que le même train offre des résistances variées suivant le point de la toxxie où il se trouvé , parce que la gravité de la masse totale en mouvement devient un allégement dans les descentes et un obstacle additionnel dans Ijes montées.

Il en résulte qu^un train de 100 tonnes offre sûr le niveau une résistance de 800 Ibs outre le frottement propre de la machine ; et que ce même train ^ s'il est par exemple tiré par une machine du poids de 10 tonnes , ofire en arrivant à la montée à ^ une résistance de 3^366 livres, qui^

snv niveau^ serait la résistance d'un traiù de 421 tonnes.

En effets en observant qu'une tonne vaut 2,':a4^% on trouvera alors pour la résistance : '

■ • 100X8'*' = 800'*', résistance due au frottement.

100x2,240' 555.. ,. , , . , ■ -^ -^ =z: 2,333'*', résistance due à la gravité du

train sur un plan incliné à j^.

— ^ ' = 233'*' , résistance pareille due à la gravité de la machine.

3,366'*', résistance totale, noncomprîis le frottement propre à la ma* chine, équivalente à celle

d'une charge de * Q- ariai

tonnes sui* niveau.

€'est de celte manière que nous avons calculé la charge réelle de la machine sur l^s diverses pentes qu'elle parcourt dans S[a route. . •

La colonne suivante indique la pression dans la chaudière ,. d'abord exprimée par l'état de la balance et ensuite, par son équiv^dent au manomètre. Ainsi, quand la balance Qxée à Sy s^élevait par le soufflement jusqu'à 5.8 , nous avons écrit 67 ... 58; et comme 9 -pour ^tlas par exemple, cet état de la balance . correspond à une pression effective au

a38 CHiNTRK GllfQUIÈME.

manomètre de 61 Ibs, nous ayons écrit 57. .58t£± 61 Ibs.

. Enfin nous avons tenu note de Vétat du régulateur; mais nous devons ajouter que la ppi-^ gnée du régulateur de ces machines ne tournant pas sur un cercle gradué , comme il serait bien mieux de le faire , nous n'avons pu inscrire le degré d'ouverture de ce régulateur que par estimation à la vue.

Les vitesses ont été soigneusement prises en inscrivant en minirtes et quarts de minute l'heure du passage devant chaque quart de mille de la route. Ces quarts de mille sont marqués par des bornes numérotées. Au même instant nous prenions la pression dans la chaudière sur la balance de la soupape.

Le poids des wagons a été pris ejcactement en tonnes , quintaux , quarts de quintal et livres. Les convois d'approvisionnement n'ont pas été pesés ^ mais on les a portés à leur poids moyen qui est de 5 tonnes \ quand on reprend de l'eau en chemin, et de 5 tonnes seulement dans le Cas con^^ traire. Les diligences contenant des voyageurs n'ont pu être pesées, le service du railv^ay s'opposant à ce délai ; mais on à porté ici leur poids moyen aitisî que celui des voitures particulières et des traîneaux.

On a noté l'état du temps , parce qu'on sait qu'un vent debout et surtout un vent latéral., qui presse le m^ntonnet des roues contre les rails, accroît la

DrK LA VITESSE DES MAGH1NKS. ^Sq

résistance da train. Enfin on a mentionné l'état de température de Feau dans le convoi , pour qu'on puisse juger l'influence de cette circonstance, et l'on a donné la date de chacune des expériences comme point de vérification.

240 CHAPITRE CIKQUlÊMBi

Expériences sur la vitesse

DATE DE L-EKPÊRIENCE

i, m cbjirKF.

de U rooM.

18M i4juil-i Atlas, de Liverp. àManchest,, en l'Si',... avec aSwagons uS'.go délais ig' convoi.... 5',5o ."So' 124,40 /cjlindte... la'" ieourse.... !&■■ . )roue 5- {"l-^T^'/- ^-"^

Jfrotlement. 163 Ibs , 'surface de chauffe | f°y«' ^T^''^^ llubes 217,88

16 juil., ATLàs, de Liverp. à Manchest. , eu i*25',...avec2owagons ggS^S délais 5' convoi... 5,5o

17 juil., Atlas, de Liverp. à Manchest. , en 1*27', ... avec 1 5 wagons 65', 4 délais 3' convoi... 5,5

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montée..

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descente., montée. . .

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descente. .

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