XI. Le 1 er août 1834 , Vesta , cylindres
11 pouces \ (cette machine avait originairement des cylindres de 11 pouces , mais en les réalésant, ils sont venus à 1P*J), course 16 pouces, roues 5 pieds , poids 8‘,71 , avec un train de dix wagons , pesant 43.', 72 , et convoi compris 49‘,22 , monte fVhiston jusqu’à une très-petite distance du sommet , savoir , 60 yards ou ~ de mille. En ce point la machine va s’arrêter , plusieurs hommes sont obligés de pousser fortement aux roues pour lui faire achever lentement la montée. Balance fixée à 20 j et marquant 23 -j-; ou pression effective, d’après le manomètre , 58 lb. par pouce carré. La vitesse , de 20 milles par heure pour les quatre premiers quarts de mille de la montée , se réduit à 10 milles pour le cinquième et 6 milles pour le suivant ; après quoi la vitesse tombe tout à fait , en arrivant au surcroît de pente qui existe à la crête du plan incliné. Ce surcroît de pente doit cependant être surmonté pour qu’on puisse dire que la machine a gravi le plan , parce que l’inclinaisou moyenne du plan , portée à ’ é comme on l’a vu , comprend également la crête ; et que si l’on voulait la séparer , il faudrait alors compter le reste du plan à une moindre inclinaison que . Ainsi , la charge était trop pour la machiné avec cette pression.
191b' 4 pouvoir.
1749 résistance , équivalente à 218‘ { sur niveau.
166 excès du pouvoir sur la résistance , insuffisant pour
174 CUAP1TRE QUATRIÈME.
surmoriler le frottement de U machine. On » Vu que |e frottement de cette machine, même sans aucune charge, s’élève à 187 /4 .
XII. Le 4 août 1834, Atlas, dont on a donné les proportions , avec un train de neuf wagons chargés et sept vides , pesant ensemble 38', 76 , et avec le convoi 44', 26 , ne peut monter Stitton , la balance étant fixée à 55 et marquant 57 ~ ; ou pression effective 60 livres par pouce carré dans la chaudière. Cette pression ne suffit pas , la machine va s’arrêter.
2323' 4 pouvoir.
1753 résistance , équivalente à 219* { sur niveau.
568 excès du pouvoir sur la résistance , insuffisant pour surmonter le frottement de la machine.
Celte expérience et celle qu’on va lire , resserrent le frottement de la machine dans de fort étroites limites , savoir , entre 568 lb. et 616 lb, , et semblent faire monter ce frottement très-haut. Mais, en se reportant à l’expérience n° XI , sur le frottement des machines sans charge , on verra que, lors de ces expériences , la machine venait d etre réparée et n’était pas encore convenablement ajustée; d’où résultait que sa résistance passive sans charge était de 194 lb., au lieu d’être de 152 lb. , comme elle l’avait été avant la réparation mentionnée.
XIII. À la suite de l’expérience précédente , la machine étant au moment de s’arrêter , on élève
la pression , au moyen de la balance , jusqu’à être 58 j sur cette balance, ou 61 livres ~ de pression effective par pouce carré dans la chaudière , d’après le manomètre. Avec cette pression la montée s’achève à la vitesse de 3"“', 75 par heure pour la crête du plan.
2371 w pouvoir,
1753 résistance , équivalente à 219' j sur niveau.
616 frottement correspondant de la machine.
XIV. Le 4 août 1834, la machine Fuiy , cylindres 11 pouces, course 16 pouces, roues 5 pieds , poids 8‘,20 , monte Sutton avec un train de première classe , de huit voitures, dont un traîneau vide ; poids du train , 32‘,97 , et avec le convoi 37‘,97 : pression réduite à dessein à 33 à la balance , ou 55 lh. au manomètre, Vitesse moyenne 13 m ‘',33 ; vitesse minimum 10 railles par heure au sommet du plan.
1775' 4 pouvoir.
1466 résistance , équivalente à 183' j sur niveau.
309 frottement correspondant de la machine.
XV. Le 15 août, la machine Leeds , cylindres 11 pouces , course 16 pouces, roues 5 pieds, poids 7‘, 07 , monte Sutton avec sept wagons , pesant 29', 65 , et convoi compris 35‘, 15. La pression, réduite à dessein , était 29 à la balance , ou 48'*, 5 au manomètre. La vitesse, de 15 milles par heure
pour le premier mille de la montée , baisse à 10 milles pour le quart suivant , et à 6"", 6 pour le dernier quart de mille près du sommet; vitesse moyenne 10 milles.
186S* 4 pouvoir.
1344 résislance , équivalente à 168 ( sur niveau.
221 frottement correspondant de la machine.
XVI. Le 16 août, matin, 1834, la machine Vesta, dont on a déjà donné les proportions , monte Sutton avec un train de sept wagons chargés , pesant ensemble 34‘,43 , et convoi compris 39', 93 ; soupape fixée à 20 , comme point de départ à la balance , et soufflant à 23 j ; ou pression effective , par pouce carré au manomètre , 57 tt ,25. Vitesse à la crête du plan 2“'', 50. (La machine était partie sur le plan sans impulsion ou vitesse acquise.)
1891' 4 pouvoir.
1343 résistance, équivalente à 193' sur niveau.
348 frottement correspondant de la machine.
XVII. Le 16 août, matin, 1834 , la même machine monte Sutton avec huit wagons , pesant 31', 95 , et convoi compris 37', 45 : balance fixée à 20 , comme point de départ , et marquant 23 j-; ou pression effective 58 lb. par pouce carré dans la chaudière , d’après le manomètre. Vitesse minimum , au
moment d’atteindre le sommet du plan , 3"", 25.
1918'* pouvoir.
1462 résistance , équivalente à 182' \ sur niveau.
483 frottement correspondant de la machine.
XVIII. Le 16 août , au soir , la même machine Vesta monte Sutton avec huit wagons chargés , pesant 27‘, 05 , et quatre vides pesant ensemble 7' , plus le convoi , fait en tout 39', 05. Balance fixée à 20 et marquant 23 ; ou pression effective par pouce , 56'*, 5 au manomètre. Vitesse au point le plus difficile de la montée, 17 coups de piston complets par minute , ou 3 milles par heure.
1866'* pouvoir.
1314 résistance , équivalente à 189> sur niveau.
332 frottement correspondant de la machine.
§ 3. Tableau des résultats obtenus sur le frottement additionnel des machines.
En réunissant celles de ces expériences qui ont donné des résultats , on forme le tableau suivant. Nous n y avons admis que les expériences dont la vitesse était peu considérable. Il est clair , en effet, que plus la vitesse était réduite , plus la machine était près d’atteindre le but qu’on se proposait : savoir , d’arriver à la charge màximum qu’il lui était possible de tirer avec sa pression.
MACBinES LOCOMOTIVES.
CIIAPITRE QUATRIÈME.
Expériences sur le frottement des
I NUMÉRO de
l’expérience.
DATE
NOM
«le
la machine.
DIAMETRE
du
CjÜndre.
COURSE
du
piston.
DIAMETRE
de la roue.
POIDS
pouces.
pouce*.
pieds.
tonnes.
V CLCAN , .
IG
id . .
id. . .
id.
id.
id.
id.
24 juillet.
Fijry . . .
id.
id.
Lieds. . .
16 août. .
Vesta. . .
id . .
id. . .
id.
id.
id . .
id. . .
id.
id.
id.
id.
25 juillet.
Atlas. . .
id . .
id. . .
id.
id.
id . .
id. . .
id.
id.
id.
id.
51 juillet.
id. . .
id.
id.
id.
id.
4 août. .
id. . .
id.
id.
Moyennes
MÊME TABLEAU EN
Expériences sur le frottement des
DATE
de
le machine.
DIAMIT&K
dn
cjlindre.
COOBSK
du
piaton.
DIAMÈTMt
de la roue.
POIDS
ceotimètr.
eentimètr.
mètrea.
tonneaur .
22 juillet.
VtllCAl» . .
id . .
id • .
id.
id.
id.
id.
24 juillet.
Füry . . .
4 août. .
id . .
id.
id.
15 août. .
Leeds. . .
16 août. .
Vesta. . .
id . .
id. .
id.
id.
id . .
id . .
id.
id.
id.
id.
23 juillet.
Atlas. . .
id . .
id . •
id.
id.
id . .
id. .
id.
id.
id.
id.
31 juillet.
id . •
id.
id.
id.
id.
4 août. .
id . •
id.
id.
Moyennes
machines locomotives chargées.
FROTTEMENT
uni
charge.
FRESSIOtf
effective
Hans
l'expérience.
YITISSK
de
l’expérience.
CMA1GB
snr
niveau.
FROTTEMENT
correspondant de la machine.
OBSBRTATIOWS.
kilogramtn.
Kg. par centimètre carré.
kilomètres par heure.
tonneaux.
kilogrammes.
La machine est généc par les bielles de connexion de ses roues.
En considérant la moyenne déduite de ces expériences , on voit qu’une charge de 200 tonnes occasionne dans la machine , au delà de sa résistance propre , un frottement additionnel de 362“ — 151“ = 21 1 “ 5 ce qui fait 1“,05 , ou , en nombre rond , 1 livre par tonne.
En mesures françaises , une charge de 203 tonneaux produit un frottement additionnel de .96 kilogrammes , ce qui fait 0,** 47 , ou , en nombres ronds , un demi-kilogramme par tonneau.
§ 4. Nouveaux développements sur le mode de détermination employé.
Le frottement doit effectivement être accru par la charge , car c’est un principe de statique facile à reconnaître dans une machine simple comme le levier , la poulie , le treuil , etc. , que , lorsque deux forces se font équilibre sur cette machine , ce n’est qu’à condition que l’axe 3 plan , ou point fixe supportera la résultante de ces deux forces. Donc la pression sur le point fixe est en proportion de cette résultante. S’il y a mouvement , nous avons vu que dès que ce mouvement est parvenu à l’uniformité , la puissance fait précisément équilibre à la résistance 3 ou la machine retombe dans le cas précédent. Donc , encore 3 la pression sur les points fixes est en proportion des forces qui se font équilibre sur la machine. Par conséquent, le frottement suit la même règle , puisqu’il est lui-même proportionnel à la pression.
Ceci s’applique aux frottements sur tous les joints d’une machine , et , par conséquent , à ce que nous appelons sa résistance passive , qui n’est que l’ensemble de tous ces frottements.
Une augmentation de résistance en raison de la charge est donc fondée en principe , et le mode de calcul que nous avons employé doit nous en donner exactement la mesure. Il suffit pour cela que la machine soit réellement arrive^ à la limite de son pouvoir avec une pression donnée , c’est-à-dire , à la charge maximum qu’elle peut tirer à cette pression. Pour les cas où la machine réduisait sa vitesse jusqu’à raison de 2 à 3 milles seulement par heure, il est patent qu’on était arrivé à ce point , puisque la machine était littéralement au point de s’arrêter. Mais en outre , on va voir que pour tous les cas où la vitesse n’excédait pas 12 milles par heure , on était également en droit de prendre la pression sur le piston comme égale à celle de la chaudière.
En effet , la vapeur étant à un certain degré de pression dans la chaudière , passe dans le tuyau étroit de communication , et de là dans le cylindre , où ell e se dilate d’abord et s’élèverait promptement au même degré de pression que dans la chaudière si le piston était immobile. Cependant ce piston, n’opposant au contraire qu’une certaine résistance déterminée par la charge que tire la machine , 40 lb. par pouce carré par exemple , obéira dès que la force élastique de la vapeur dans le cylindre aura atteint ce point. Un piston qui ne supporte du’une
résistance de 40 lb. par pouce carré n’est autre chose qu’une soupape chargée de 40 lb. par pouce carré. Si la communication entre la chaudière et le cylindre était complètement libre et sans tuyau ou étrécissement , le piston deviendrait une vraie soupape pour la chaudière ; et cette soupape cédant avant la soupape de sûreté qui est chargée par exemple de 50 lb. par pouce carré , la vapeur dans la chaudière ne pourrait s’élever au delà de 40 lb. Comme il y a étrécissement de passage , le piston n’est pas une soupape pour la chaudière ; mais il en reste une pour le cylindre.
Il résulte de ceci trois points : 1° que la pression dans le cylindre est strictement égale à la résistance sur le piston ; 2° que c’est parce que le piston cède et fuit devant la vapeur que celle-ci ne peut augmenter sa pression au delà de ce point et s’élever à la pression de la chaudière , mais que si par un moyen quelconque on rendait le piston immobile ou seulement qu’il ne s’éloignât pas plus vite que ne se forme la vapeur , l’équilibre de pression s’établirait aussitôt entre le cylindre et la chaudière ; et 3° que s’il y a dans le tuyau de communication une vitesse plus grande que celle qui correspond à la vitesse de formation de la vapeur dans la chaudière , c’est parce que la pression est moindre dans le cylindre que dans la chaudière et que le fluide cherche en conséquence à se mettre en équilibre dans les deux vases , sans quoi il n’y aurait que le courant dû à la production de vapeur.
D’après ces observations , on voit que la pression effective sur le piston pourra être calculée sur celle qui existe dans la chaudière , dès que la vitesse du piston sera réduite à être celle de formation de la vapeur. Comme nous connaîtrons bientôt par expérience quelle est la masse totale de vapeur à la pression de la chaudière produite par les machines dans un instant donné , il nous sera facile de calculer combien de cylindres pleins de vapeur à cette même pression la machine peut fournir dans une minute , et ainsi quelle est la vitesse qui correspond à ce que nous appelons pleine pression dans le cylindre. Nous verrons alors qu’elle est , pour les machines que nous considérons , de 12 milles par heure , au moins. Ainsi , nous pouvons considérer que , dans tous les cas où la vitesse n’a pas excédé ce taux , la pression dans le cylindre était la même que dans la chaudière ; et qu’ainsi , en la calculant telle , nous avions la mesure exacte de la puissance alors appliquée par la machine.
