PUISSANCE MOTRICE

En prenant 10 kilogrummes par tonne pour la traction de ce train, son poids sera 100 fois la traction; il pîsera donc 154,400 kilogrammes, ou 184,4 tonnes.

Enlin, si de ce poids on retranche celui du tenderqui, pour cette machine, pèse 16^ 455, et en assimilant sa résistance à celle des autres voitures, il reste pour les autres véhicules du train :

soit, en nombre rond, 138 tonnes, ce qui représente à peu près le poids d'un train de 20 wagons chargés de voyageurs.

Mais, comme ceci s'applique au travail maximum de la machine et sur un chemin de niveau, il est aisé de comprendre qu'on ne lui donnera pas une pareille charge, et qu'elle sera réduite h moins des 3/4 ou des 2/3.

En effet, le chemin comprenant sur son parcours des rampes qu'il faut pouvoir franchir, même en supposant l'adhérence réduite que nous avons prise pour base, voyons quelle réduction le poids du train devra subir pour franchir une rampe de 8 millimètres par mètre.

Voie en rampe. — Conformément aux règles simples ci-dessus, il faudra comprendre dans l'efTort de traction 1 kilogramme par tonne et par millimètre de pente, c'est-à-dire compter 28 kilogrammes par tonne pour la machine et 18 pour le tender et les wagons.

Là machine absorl)era donc, pour sa part :

Le tender :

Retranchant la somme de ses deux efforts de la traction totale, il reste pour celle utilisable :

Divisant le reste par 18, l'effort nécessaire pour remorquer une tonne du convoi, il vient :

C'est-à-dire que le convoi devra être réduit à 58 tonnes environ, au lieu de 138 trouvées pour la .voie de niveau, pour être remorqué sur la rampe de 8 millimètres, la machine ne pouvant exercer encore que l'effort de traction 2050 kilogrammes équivalant à l'adhérence calculée sur le sixième de son poids actif.

Ces exemples, qui n'ont du reste d'autre but, démontrent bien les principes qui doivent servir de guides pour régler la marche des machines locomotives, en limitant la charge qu'elles doivent traîner d'après ce que l'on désigne par : le profil du cAemtn qu'elles ont à parcourir; et c'est moins encore la valeur de leur adhérence que la puissance du générateur qui doit être prise en considération pour la n. 26

charpo inaxiinuin à leur soumettre. Celle adhérence peut, en effet , rester suffisante on nu |)i>int de la ligne où la machine ne pourra passer que lentement, faute de pouvoir exercer un effort de traction suffisant. Dans ce cas, la lenteur non prévue, 81 la rampe est d*un grand dévoloppement, non-seulement amènera un relard* pn^judiciable au sor>ice, mais Taclivité du loyer s'en sentira^ et la production de vapeur diminuant, le convoi pourra, ainsi qu'on le dit, se trouver complètement

PUISSANCE YAPORISATOIRE.

U\ puissance mécanique d'une machine locomotive est, avant lout^ dépendante de la quantité de vapeur qu'elle est capable de produire à l'unité de temps^ car ivtto puissance étant le produit de l'effort de traction par la vitesse, ces deux factiMu>^ peuvent varier inversement pour un même produit, lequel se réduit, comme pour toute autre machine à vapeur, à un poids de vapeur dépensé proportionnel t^ la puissance dé\eloppée.

Par conséquent, pour une même puissance , il faut dépenser de toute façon un Ultime poids de vapeur, tantôt sous un grand volume à une faible pression, et tantôt sous un faible volume, mais à une pression élevée.

Connaissant, par conséquent , les conditions de vitesse et d'effort dé traction d'une machine locomotive, on pourra toujours en déduire la puissance vaporisatoire du générateur qui doit lui être appliqué ; seulement celle puissance, qui dépend encore de la surface de chauffe , subit, pour le cas actuel, de profondes modifications qui proviennent de la structure môme du générateur et du tirage artificiel dont son foyer est doté.

Des ingénieurs les plus distingués ont fait des expériences en assez grand nombre sur la quantité d'eau consommée par les machines locomotives; mais les résultats . sont restés le plus souvent peu certains, à cause d'une particularité inhérente à ce système de machine : c'est un énorme entraînement d'eau non vaporisée, dont le chiffre, toujours assez difficile à déterminer, s'élève fréquemment à 40/00 du poids total dépensé.

Cependant lorsque le réservoir de vapeur est grand et que le dôme de prise est reporté vers l'avant, loin du foyer, l'entraînement de l'eau peut être réduit, ainsi que le prouvent quelques expériences, et particulièrement celles exécutées sur le chemin de fer de Versailles (rive droite) par MM. Gouin et Lechatelier. Ces ingénieurs ont trouvé, en effet, un entraînement d'eau égal seulement, en moyenne, à 18/00, sur une machine à détente fixe, la Gironde^ du reste bien conduite et dans laquelle le dôme était reporté vers l'avant; les cylindres étant maintenus extérieurement à une haute température dans la boite à fumée et la détente peu prolongée, il devait n'exister aussi que peu de condensation. (Guide du Mécanicien, édit. de 1851.)

Pour qu'on puisse se faire une idée du travail développé par le générateur d'une locomotive, nous citerons seulement quelques chiffres empruntés aux expériences précédentes, et à d'autres dont nous allons parler.

PUISSANCE VAPORISATOIRE. 203

La machine, la Gironde, soumise aux expériences de MM. Gouin el Lechalelicr, faisail le service ordinaire de Paris à Versailles (rive droite); sa marche était» en moyenne, de 45 kilomètres à Theure; sa surface de chauffe totale était de 53» *» 739.

Dans ces conditions, la dépense UUorique d'eau , c'est-à-dire celle qui a dû être réellement vaporisée, et déduction faite par conséquent de celle entraînée à Télat liquide, s'est élevée, suivant la moyenne de six expériences, à HOO kilogrammes pour effectuer un parcours de 22800 mètres. Cette distance étant assez sensiblement la moitié de la vitesse normale du train, qui était^ comme nous venons de le dire, de 45 kilomètres à l'heure, il est permis d'admettre que cette production théorique, restant proportionnelle, serait de 2200 kilog. environ , pour i heure de nmrche effective. .

Donc^si l'on reporte ce chiffre à l'étendue de la surface de chauffe totale, qui est, en nombre rond^ de 54 mètres carrés, on trouve :

d'eau vaporisée par mètre carré de surface de chauffe et par heure.

Ce chiffre de vaporisation est beaucoup plus élevé qu'on ne le trouvera U avec les machines plus récentes, dont la surface de chauffe a généralement beaucoup plus d'étendue.

Dans d'autres expériences exécutées par M. Lechatelier sur la machine Mulhouse, ce savant ingénieur a obtenu des résultats parmi lesquels nous citerons les suivants :

Vitesse du train, 38 kilomètres à l'heure; Charge remorquée, 108 tonnes; Vaporisation théorique par heure, 1910 kilog.

La surface de chauffe de cette machine étant de 73 mètres carrés environ, on obtient :

d'eau vaporisée par mètre carré de surface de chauffe et par heure.

D'autre pari, il a été constaté, avec une machine du système Crampton, ayant une surface de chauffe d'environ 100 mètres carrés et faisant un service à grande vitesse sur le chemin du Nord, une dépense totale de 3202 kilog. d'eau par heure, quantité qui doit être réduite à 2000, environ, pour tenir compte de l'eau entraînée el no1i Vaporisée. Ce serait donc une vaporisation d'à peu près 20 kil. par mètre.

Enfln, diverses expériences faites en Angleterre tendent à prouver que la limite du pouvoir vaporisateur des chaudières de locomotives serait d'environ 55 à 60 kilog. d*eau par heure, chiffre très-élevé et qui ne saurait être atteint qu'exceptionnelle- Inent et en fotiguant -beaucoup la machine.

Dans les premières machines qui aient fonctionné en France, la vaporisation devait être certainement poussée plus énergiquement, en raison même du peu

d'étendue de leur surface de chauffe, dont il est juste de dire que le foyer formait une partie très-nolablo. D'après des expériences faites par M. Tourasse, ancien directeur du chemin de fer de Saint-Ëtienne h Lyon, et dont les résultats sont consignés dans un tableau qui est donné dans la 3® vol. de la Publication industrielle, il résulte que la vaporisation s'est élevée, avec plusieurs machines, de 38 à 54 kilogrammes d'eau par mètre carré de surface de chauffe totale.

Si nous examinons, au contraire, des expériences faites tout récemment sur le chemin de fer du Nord, à l'aide des plus puissantes machines dont on ait encore fait usage, nous voyons que la vaporisation a varié, entre plusieui*s essais, de 24 à 36 kil. d'eau par mètre.

En résumé, il est très-difficile de donner des chiffres réguliers sur ce fait que tant de causes tendent à modifier. D'ailleurs, en mentionnant les expériences exécutées en diverses circonstances, les auteurs spéciaux omettent souventdans leurs relations quelques éléments dont le défaut vous laisse dans une très-grande perplexité, tan dis que Ton voudrait établir des bases exactes. Suivant les' savants auteurs de l'ouvrage, le Guide du Mécanicien et du Conducteur de locomotives, la recherche du pouvoir de vaporisation d'une chaudière de locomotive, rapporté à l'étendue de la surface de chauffe,. manquerait d'intérêt, h cause des conditions de marche qui peuvent en changer totalement la valeur, même pour une machine déterminée.

Si nous nous permettons, pour l'instant, de comparer les locomotives aux machines fixes, quant à la relation à établir entre la surface de chauffe et la puissance en chevaux développée utilement, nous dirons que cette surface est environ le 1/3 ou la 1/2, au plus, de ce que l'on adopte pour les machines fixes, car, au lieu de 12 à 15 kilogrammes d'eau vaporisés par mètre carré de surface de chauffe totale, avec les générateurs à houilleurs ordinaires, nous venons de voir que l'on produit avec ceux des locomotives, qui sont tubulaircs et à tirage forcé, 20 à 30 kilogrammes par mètre de surface de chauffe, et même quelquefois davantage.

On ne pourrait mieux faire, pour fixer les idées à cet égard, que de mentionner l'étendue de la surface de chauffe possédée par des locomotives dont la puissance est connue, ainsi que le rapport qui existe entre la surface des tubes et celle du foyer directement souifiise à l'action du calorique.

Ainsi , dans la locomotive du système Polonceau , qui a été prise ci-dessus pour exemple, la surface totale est de 79 mètres carrés , dont 73 pour les tubes et 6 pour le foyer, d'où celte dernière partie est environ le t/13 de la surface totale.

Si cette machine devait marcher à la vitesse de 50 kilomètres à l'heure, en développant une puissance qui corresponde h une dépense constante de vapeur à 6 atmosphères, avec admission pendant les 2/3 de la course, on trouverait, d'après le volume des cylindres et le diamètre des roues motrices, le poids total de vapeur suivant :

Volume d'une cylindrée 0"^ 07542

Nombre de tours de roue par heure pour 50 kHomètres. . ; 7851* 76

Nombre total de cylindrées 31 407

Poids d'un mètre cube de vapeur à 6 atmosphères S*' 0402

PUISSANCE VAPORISATOIRE. 206

Poids total cherché :

0»« 07542 X 31407<^yï x 3^0402 x 2/3 = 4801 kilogrammes.

Cette dépense, qui correspond à penprès h 60 kil. par mètre carré de surface de chauffe, serait complétemeut anormale et presque le double de la production ordinaire de vapeur avec une machine établie dans ces conditions. Elle correspondrait à peu de chose près à Teffort de traction maximum, donné pour exemple, et que la machine peut à la vérité développer momentanément, mais non d'une manière continue. On se rapprochera davantage de la vérité en disant que cette mnchine doit atteindre^ pour utiliser son adhérence, une puissance vaporisa loire d'environ 3000 kilogrammes d'eau par heure, ce qui correspondrait à peu près à 37 kilogrammes par mèlre de chauffe, résultat élevée mais comparable h ce qui a été obtenu dans diverses expériences et sur plusieurs lignes de fer, ainsi que nous l'avons indiqué ci-dessus.