OU PAR LA VAPEUR DE DIVERS LIQUIDES

La chnleur étant le principe exclusif de tonte force motrice, comme nous Tavons déjà fait remarquer, ses efTcts mécaniques peuvent se manifester par tout autre agent que l'eau se transformant en vapeur; il n'est nullement indispensable d'ailleurs qu'elle produise un changement d'élat dans le corps récepteur : son action immédiate et utilisable peut ôlre bornée à une dilatation simple.

Ainsi, quant an choix du corps, on a fait des moteurs fonctionnant par la vapeur d'éther sulfurique, de chloroforme, d*acide carbonique liquéfie, d'ammoniaque, etc.; et comme exemples de puissance mécanique due h la dilatation simple, on doit placer en première ligne les machines à air chaud, dont il existe un gi'and nombre de systèmes différents, y compris les moteurs à gaz, dans lesquels on fait usage d*iin gaz difTérent de Tair atmosphérique simple.

Enfin, on a essayé depuis bien longtemps les moteurs à foudxe, et, assez réceminent, on a imaginé d*utiliser, comme force motrice, la dilatation de Vhuile.

On doit comprendre tout l'intérêt qui s'attache au succès de ces divers systèmes, soil parce qu'ils pei*mettniient de réduire notablement le volume et le poids du moteur, soit parce quHls éviteraient l'emploi des générateurs et de leurs accessoires, soil enfin par les autres avantages qu'ils pourraient présenter dans Fapplication, s'ils atteignaient la perfection des moteurs à vapeur, et si, comme ces deitiiers, ils parvenaient à une grande régularité de marche sans une grande consommation de combustible.

Sans nous arrêter aux nombreux projets plus ou moins fructueux qui ont été proposés depuis filusieurs années, nous croyons utile de faire connaître les moteurs à air chaud et à gaz, sous la forme la plus pratique qui leur ait été donnée jusqu'ici et sous laquelle ces moteurs aient donné quelques résultats réels.

Nous prenons comme types, à cet eflet, la dernière machine à air chaud du célèbre capitaine Ericcson, et le moteur à air dilaté par la combustion des gaz du système de M. Lenoir. Nous terminerons ensuite ce sujet en mentionnant les principaux essais tentés sur l'emploi des vapeurs de divers liquides.

M ACHIMS A Aia CHAV» l^XTB OAIiOaifUB

Par M. le capitaioe BEIGGSON*

(PLANGHB 49)

Lorsqu'on chauffe de Tair atmosphérique ou un gaz permanent quelconque pris à la pression ambiante, cet air ou ce gaz se dilate^ comme on le sait, et si le vase où il est confiné pendant celte action ne subit pas un même accroissement de yolume, la pression du gaz s'élève et devient capable de produire du travail mécanique. •

Exposées ainsi, les propriétés mécaniques de l'air échauffé semblent être les mêmes que celles de l'eau transformée en vapeur, laquelle exerce aussi une pression dans le récipient où se fait la transformation, et qui produit du travail, moyennant qu'un point de la paroi cède a la pression, point qui n'est aiutrc chose que le pisten du cylindre. Hais avec l'air il se présente une grave difficulté. Il n'a pas changé d'état; il s'est simplement dilaté, et il est infiniment plus difficile de lui faire perdre cette chaleur, pour annuler sa force expansive, que de condenser la vapeur d'eau pour détruire sa force élastique lorsqu'elle a produit son effet. Et puis, pour obtenir avec Tair une grande force élastique, il est nécessaire d'élever considérablement sa tem- , pérature, à laquelle cette force est en quelque sorte proportionnelle et dans le rap* port (lu coefficient de dilatation ; tandis que l'eau, changeant d'étal, donne naissance, pour une faible température relative, à un gaz dont la pression s'accroît rapidement, par une sursaturation, en continuant de le chauffer au contact du liquide qui l'a formé.

Pour donner une idée sur ce mode d'action de l'air t^hauflé , comparativement à ce qui arrive pour l'eau, supposons 1 mètre cube d'air, à b prcssioi\ atmosphérique ambiante, renfermé dans un vase exposé h l'action d'un foyer énergique.

Nous avons rappelé précédehiment que l'aca'oissement de volume de l'air chauffé est égal, pour une élévation de i degré ceuligrade, à la fraction 0,00367 de son volume à zéro et sous la pression barométrique de 76 centimètres, laquelle fraction s'appelle son coefficient de dilatation, et est sensiblement constante dans les limites de pression et de température où nous devons ici le considérer*

Si, d'après cela, l'on veut doubler, par la dilatation calorifique, la pression du mètre cube d'air en question, dont la température primitive serait par exemple de 15 degrés, il faudra porter sa température à un degré tel, que son volume serait doublé s'il était libre d'occuper l'espace nécessaire pour que sa pression primitive se maintint : c'est, en un mot, comme si on refoulait un deuxième mètre cube d'air dans le même récipient.

La température cherchée se détermine ainsi *

De soD volume actuel V, ayant la température t^ il doit être porté à la températui'e T pour que ce volume tende à devenir V^ Il faut préalablement ramener ce volume V à zéro, ce qui donne» en désignant le coefiicient de dilatation par a :

l + at' De ce volume, pour obtenir celui V^ on a :

V(4 + aT)

Enfin, tirant la valeur de T, et se rappelant que V^ == 3 V, et que t =■ 15», la température actuelle, il vient :

^^ = 4 4- 0,00367 X 15- ^^"'^ = Ô:ÔÔ367 ^ ^^^

Ainsi, pour que ce mètre cube d'air, pris à 45 degrés et à la pression atmosphérique normale, pût acquérir une pression double, il faudrait porter sa température à 303 degrés, et pour n'avoir, en résumé, qu'une pression utile de 4 atmosphère, miisque l'emploi d'un condenseur n'est pas possible.

En admctiant qu'il n'existe d'ailleurs d'autre difficulté, on voit qu'une machine à air devrait toujours posséder, à puissance égale, de bien plus grandes dimensions qu'une machine à vapeur, par la difficulté de produire des pressions élevées. On peut bien, à la vérité, obtenir plus de 3 atmosphères en dépassant 300 degrés ; mais au-dessus de cette température, qui est déjà considérable, il devient impossible d'employer les moyens ordinaires de lubrification, et, les pièces du mécanisme s'approcbant de la température du rouge naisssmt, on cesse d'être dans les conditions d'un bon et du able fonctionnement.

Quant à Téconomie résultant de l'emploi même de l'air, comparé h celui de la vapeur d'eau, si l'on parvient à reprendre, en assez grande partie^ à l'air la chaleur qu'il faut lui enlever pour le rendre neutre, après qu'il a produit son action, une économie pourra être réalisée avec l'air dont la capacité calorifique est très-faible. Mais, jusqu'à présent, on n'est qu'imparfaitement arrivé à ce résultat, et si, pour atténuer l'efiet défavorable de la perte de chaleur, on fait usage de hautes pressions, on tombe dans cet inconvénient des températures trop intenses que nous signalions tout à l'heure.

Vient maintenant celte question de dépouiller l'air de la chaleur qui lui a été communiquée lorsqu'il a terminé son action et qu'il faut réduire sa force élastique. Comme on ne peut pas le condenser, il faut le refroidir, et, pour cela, divers inventeurs très-renommés, tels, principalement, que MM. Ericcson, Franchot, Million, Pascal, etc., ont employé des toiles métalliques ou des masses de fragments métalliques, au travers desquelles l'air chaud échappé passait et y abandonnait une partie de sa chaleur, qui se trouvait reprise ensuite par de nouvel air froid puisé dans Fatmosphère et forcé de traverser les masses métalliques pour parvenir au foyer.

M. Lemaltre a résolu mécaniqaemenl ce problème de la façon la plus heureose, en composant sa machine à river de dcui organes mus chacun par un piston à vapeur, et dnQl l'un est destiné & serrer fortement leâ pinceset l'autre à former ensuite la tële du rivet. Ce principe III le succès de » machine et de celles qui ont été construites depuis.

En examinant la ûg. 167, qui est à l'échelle de 1/SO, on voit que cette machine est formée d'un bAti principal A el de deux cylindres à vapeur B et C actionnant les balanciers D et E, qui correspondent respectivement au poinçon ou bouteroUe, qui forme la tète du rivet, et à la virole à maiier les pinces. A ce bftli vient se relier fortement un support F, sorte de bigorne à l'extrémité de laquelle est monté le tas en acier pour.appuycr les tôles et tenir coup à la rivure.

La Qg. 168 représente en détail, à l'échelle de 1/S, la disposition de ces outils qui opèrent conjointement la rivure, l'un en serrant les pinces de la I6le et l'autre en frappant sur le rivet pour en former la ICle.

Pj ^gg L'outil à l'aide duquel on serre préalablement les

^^, pinces est un canon en fer a qui se meut sur la face du

^^Hj b&li A comme le porte-poinçon de ta machine à percer ^ ^ll ^' ^ l'intérieur duquel glisse la lige b, dont l'extrémité ^ ^ ^M est disposée en bouterolle, suivant la forme & donner è ^^^'l 'j^^Ê la rivure.

. M .— -^^^ Ces deux pièces éinnt, comme nous l'avons dit, séparément reliées aux hnlanciers D et E, on fait reposer les deux tAles & réunir sur le tns c en y introduisant préalablement le rivet d cbauffcà blanc; puis, faisant agir le piston du cylindre G, le canon a est repoussé fortement par le balancier E contre les pinces de la tàle et les fait joindre; mettant aussitôt l'autre piston en mouvement, te balancier D fait descendre vivement la iMulerolle b qui frappe le rivet et en forme la tAte.

L'action se complète ainsi en deux coups successifs, k moins que l'on ne juge à propos de frapper deux fois le rivet, si sa dimension rend celte manœuvre nécessaire, car on comprend qu'il est possible de faire des rivures de forces diflérenles en changeant la bouleroUe b.

Pour compléter cet aperçu, faisons remarquer que le Balancier E, qui commande la virole & malter, est formé de deux flasques, de façon que celui Djouc entre elles deux. Quant k la manœuvre des tiroirs, elle se fait comme dans la machine précédente; le relèvement des outils, après le coup frappé, a lieu par l'aclion du poids propre des t>alanciers et des pistons qui les entraînent aifssitdt que la vapeur peut s'échapper.

Pour la Iwuterolle, cet échappement doit avoir lieu sans retard ; mais pour la virole à malter, on laisse la vapeur sous le piston tout le temps que dure l'opératiou complète, afln que les pinces ne soient pas lâchées.

Considérée dans son ensemble, on remarque que cette machine présente un inconvénient qu'il est cependant difficile d'éviter. C'est que la longueur d'une