ESPACES NUISIBLES
perdus sera renvoyée dans Tatmosphère ou au condenseur sans avoir produit d^eflel, puisque le travail obtenu réellemenl ne peut dépendre que du volume engendré par le piston.
. Si la machine marche avec détente, la vapeur des espèces nuisibles se détend en même temps que celle du cylindre, et le résullat flnal est que la détente s*est trouvée moins prolongée qu'on ne l'avait supposé : on a donc encore dépensé plus de vapeur que la réglementation de la machine ne le faisait admettre.
Comme extension de ce qui concerne le premier cas, celui d'une machine sans détente, supposons que l'on ait calculé l'effet théorique d*une macljine d'après la pression de la vapeur et le volume engendré par le piston, et que Ton vienne ensuite éprouver la machine au moyen du frein; on en déduira un certain effet ulitej peut-être élevé. Mais si Ton a en même temps mesuré l'eau dépensée et vaporisée (toute réserve faite, quant à Teau entraînée à l'étal liquide) et que Ton déterrarne l'effet que l'on en devrait obtenir, on trouvera, en le comparant à ce qu*a donné le frein, un effet utile sensiblement inférieur; si la pression a été bien maintenue au même degré dans le cylindre que dans le générateur, la perte d'effet devra provenir^ en grande partie, des espaces nuisibles.
On trouverait la même chose avec une machine à détente dont la puissance théorique aurait été calculée d'après le degré d'expansion estimé suivant la réglementation du tiroir.
Donc si un constructeur établissait une machine avec des espaces perdus considérables et que dans une expérience on ne se préoccupât pas de la dépense d'eau et de combustible, on pourrait, par un essai au frein, croire à un Irès-bon rendement, tandis qu'on n'aurait peut-être qu'une détestable machine.
Il faut donc s'occuper sérieusement des espaces nuisibles, et nous allons essayer d'estimer leur part d'influence dans des conditions déterminées.
ÉYALUATIOn DE L*1NFLUENGE DES ESPACES NUISIBLES
Maoumes sans Détente. — Avec les machines dans lesquelles la vapeur est dépensée
jfc pleine pression, il est très-facile de se rendre compte approximativement de la
part afférente aux espaces nuisibles; il suffit d*en évaluer le volume et de l'ajouter
ji celui qu'engendre le piston, pour obtenir celui de la vapeur dépensée en réalité.
Prenons pour exemple une machine de moyenne puissance dont le piston ai 10"* 300
^e diamètre, sur 0,600 de course. Le jeu h réserver entre les fonds et le piston, à
«chaque fin de course, n'est pas moindre, dans ces conditions, de 7 à 8 millimètres,
^:e qui donne au volume de cet espace perdu environ 1/80 de celui engendré par lé
piston par coup simple. D'autre part, les deux canaux de distribution ont générale-
^neiit pour section minimum le i/iO de celle du piston, et leur longueur peut être
^^onsidérée, sans beaucoup d'erreur, comme moitié de celle du cylindre, ce qui fait
^uc le volume de chacun d'eux est environ le 1/40, environ, de celui ei\gendré par
\^ piston, par coup simple.
On Toit d'après cela que, tout en restant dans les conditions convenables de la
pratique, la somme de ces deux espaces perdus n*cst pas inférieure au l/S, en nombre rond, du volume engendré par le piston. Pour des machines de très^grandes dimensions, comme l'espace libre aux extrémités n'augmente pas proportionnelle* ment avec la longueur de la coui*se, on peut admettre que ce volume devient inférieur, tandis qu*il augmente, par la même raison, pour les pins petites machines.
Par conséquent, en adoptant cette valeur moyenne, le volume ou le poids de vapeur dépensé pour chaque coup de piston serait les KflOi de cehii réeUement utilisé; on déduira d*unc expérience que la machine consomme 4/25 en plus qu'elle ne le devrait, en prenant pour Imsc le volume engendré par le piston.
En résumé, pour les machines sans délente, mais très-bien construites et de moyenne puissance, il convient, en pratique, d'ajouter aux chiffres des tables précédentes, au moins le 1/23 de leur valeur, pour la dépense d'eau et de combustible, seulement pour la perte qui résulte des espaces nuisibles. Pour les machines de petites dimensions dont la course n*excëde pas 0"*40, il faut augmenter les dépenses calculées au moins du 1/^ àe leur valeur.
Machines a détente. — Pour remploi de la détente, Tinfluence des espaces nuisibles se fait sentir beaucoup plus vivement, et cela d'autant mieux que l'admission est moins prolongée, puisqu'il peut arriver, par exemple, que le volume tle vapeur qui remplit ces espaces soit presque moitié de celui engendré par le piston pendant Tadinission h pleine vapeur.
Nous choisirons d*abord pour exemple le degré de détente 4/S, si usité en pra* tique, pour appliquer ensuite les mômes raisonnements à celle plus rare 9/f 0.
Avec le môme cylindre que ci -dessus, dont le volume des espaces nuisibles est le 1/25 de celui engendré par le piston, si Tadmission cesse au cinquième de la course, il a été néanmoins introduit, dans le cylindre, en vapeur à pleine pression:
du volume engendré par le piston, au lieu du 1/5 = 0,20, comme la détente est supposée réglée. Par conséquent, lorsque le piston aura terminé sa course, la vapeur aura subi raugmenlatioa de volume suivante :
c'est-à-dire que le degré de détente réel auquel on a marché est environ 4 1/3, au lieu de 5.
Par conséquent, comptant seulement sur le travail do la vapeur détendue 4 fois, h cause de la légère dilTérence entre le volume engendré par le piston et celui acquis par la vapeur à la fin de la détente (en raison de la vapeur détendue qui remplit les espaces perdus), nous disons que Ton recueillera sur Tarbre, à l'aide du frein, une quantité de travail proportionnelle à 24658 (§ 72, 1. 1*')» qui est le travail par atmosphère de 1 mètre cube de vapeur détendu 4 fois. Comme on a dû compter
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sur la délente 5, dont le ti-avaîl proportionnel est 20964» mm que le volume prévu €8t à celiû réellement dépensé dans le rapport de 1/5 à 1/4, Feffet utile rendu par le mécanisme de la machine éprouve Faugmentâtion apparente sui\ante :
26964 X 0,aO "* ' '
Ainsi, si le mécanisme ne rend réellement que 50 p. 100 de reflet développé sur le piston, on croit avoir obtenu ;
Mais si Ton cherche en môme temps à établir la comparaison avec la dépense de combustible, la vérité se lait jour. Voici ce que Ton trouve :
En consultant la table ci-dessus (p. 467), on voit que l'unité de puissance, avec 5 atmosphères, détente 1/5 et condensation, coûte 10^7 d*eau, et une quantité proportionnelle en combustible; avec la même pression et la détente t/4 elle revient à 11^7. Tenant compte alors de Texcès de vapeur dépensé, on a pour l'augmentation proportionnelle d*eau et de combustible :
Mais le travail développé est aussi plus considérable qu*on ne Tavait calculé et
augmenté dans le rapport ci-dessus 1,14; par conséquent, Taccroif sèment réel de
▼apeur et de combustible dépensés sans profit, par le fait des espaces perdus, a pour
valeur proportionnelle :
! ISS i ^
Autrement dit, la machine, au lieu de dépenser, comme c'étaitic cas dans les couditions de l'exemple, 1^8 de houille par force de cheval et par heure, dépense
en réalité
La dépense serait augmentée de 1/5.
Tout-ceci démontre jusqu'à l'évidence les soins a apporter dans la construction d*une niachine pour réaliser f économie du combustible, et ceux non moins indispensables qu'il faudrait prendre en expérimentant pour obtenir des résultais vrais et sérieux.
Les mêmes raisonnements, appliqués à la détente 1/10, établiront clairement com)iien Finfluence des espaces nuisibles augmente avec l'étendue de la délente.
En consentant les mêmes données que tout à l'heure, pour la détente 1/10, le degré réel de la détente est ramené, par les espaces perdus, à :
Soil une délenle à environ 7 fois le volume admis à pleine vapeur.
Le travail 4)e i mètre cube de vapeur, dans cette condition, est proportionnel h 30441, et celui de la délente à 10 fois le volume est 34137 (§ 72, L i«). Opérant comme ci-dessus pour obtenir Taugmentation apparente d'effet utile, on trouve :
D*après la même table (p. 467), la dépense proportionnelle pour la détente 1/10 (mêmes conditions que ci-dessus) est 8*^6, et celle delà détente 1/7 serait environ 9*^6. L'augmenUition du chiffre de la dépense est alors, en tenant toujours compte néanmoins de Texcès de travail développé, correspondant à celui de vapeur dépensé dans le rapport de 1/7 à 1/10 :
Ce qui revient :\ dire qu*au lieu de dépenser par exemple 1^43 de houille par force de cheval et par heure, ainsi qu'on le trouverait par la table, pour la détente 1/10, 5 atmosphères et 50 p. 100 de rendement par le mécanisme, on dépenserait, par le fait des espaces nuisibles :
La dépense d'eau et de combustible serait élevée d'un quart
Machlnes a deux cylindres. — Dans les machines de ce système, les espaces perdus les plus nuisibles sont situés entre le petit et le grand cylind^e; ils se remplissent d'une certaine quantité de vapeur qui s'ajoute ensuite avec celle qui remplit le petit cylindre et se détend avec elle en passant du petit au grand.
C'est en résumé le mémo effet que pour les machines simples à détente; mais si nous avons pu négliger, sans erreur appréciable, le volume des espaces nuisibles comme augmenlation sans profil de celui de la vapeur à la fin de la détente, il n'en est pas de môme pour une machine à deuxcylindi*es dans laquelle cet espace perdu est généralement beaucoup plus considérable.
En effet, lorsque la communication est établie entre les deux cylindres, la vapeur remplit leurs canaux, plus la boite de distribution du grand cylindre, et, bien que cette vapeur ne soil pas complètement perdue, puisque celle qui reste dans le canal du petit cylindre et dans la boite du grand tiroir s'ajoute à chaque nouveau coup, à celle qui vient du générateur, elle ne s'est pas moins détendue dans une capacité supérieure au volume engendré par le piston, lequel n'en a reçu, par conséquent, qu'une partie plus ou moins grande du travail développé.
11 serait difficile d'établir sur ce phénomène une hypothèse numérique assez simple pour être pratiquement exacte, ou pour donner quelque confiance dans son résultat. Mais l'efTet matériel n'en est pas moins évident pour cela. II faut réduire autant que possible le volume et le développement des conduits qui communiquent
