de la quantité totale de vapeur qui est passée par le cylindre. Lorsque la vapeur travaille avec détente, une partie de celle qui est contenue dans l'espace nuisible produit un travail en augmentant, par sa détente, la pression sur le piston. L'autre partie qui reste dans l'espace nuisible, est perdue comme dans le cas précédent. Or, comme cette partie perdue est une fraction plus grande de la vapeur dépensée que dans le cas de la pleine pression, fraction qui augmente avec le degré de détente, il en résulte que la perte relative est plus grande avec détente que sans détente. On voit donc, par ce qui précède, que l'économie théorique due à la détente, ne peut être réalisée entièrement que si la vapeur est générée et employée dans des conditions purement théoriques, c'est-à-dire avec une combustion parfaite du combustible, l'application à la vaporisation de toute la chaleur développée, et sans perte aucune de cette vapeur par fuites, condensation, frottements, contre-pression et espaces nuisibles. C'est de la proportion suivant laquelle ces conditions seront remplics, que dépendra le rapport de l'économie pratique au résultat théorique de la détente. On remarquera qu'en obtenant des conditions plus avanta geuses dans l'une quelconque des opérations intermédiaires entre la combustion de la houille et la production du travail, on obtiendra un plus grand avantage de la détente; que c'est du degré du pouvoir vaporisant de la chaudière, de la valeur de la contre-pression sur le piston, de la capacité des espaces nuisibles, de l'imperméabilité des tiroirs ou soupapes, du feutrage plus ou moins complet des surfaces rayonnantes, et des bonnes dimensions de la machine, eu égard au travail à faire, que dépend le degré de détente à employer, pour réaliser le plus grand effet utile de la vapeur. Et non pas de conséquences théoriques de la loi de Mariotte, qui, vraies pour des conditions qu'on ne peut réaliser dans la pratique, subissent de telles modifications par les conditions particulières des machines, que les avantages calculés sont toujours notablement diminués et peuvent même disparaître dans certaines circonstances défavorables. Il est donc facile de se rendre compte pourquoi, dans certains cas, une détente plus grande peut notablement aug menter l'effet utile du combustible, tandis que dans d'autres, il n'y a aucune économie et quelquefois perte. Sur l'effet de l'étranglement de la vapeur à la soupape de gorge, de manière à l'admettre dans le cylindre à une pression bien inférieure à la pression dans la chaudière, et à obtenir une diminution successive de pression pendant la course du piston. - Afin de réaliser tout l'avantage de l'étranglement de la vapeur, la soupape de gorge doit être placée aussi près que possible des passages de vapeur. Vu que quelle que soit la détente, son effet se propage, à la fin de la course du piston, dans l'intervalle qui sépare la soupape de gorge du piston, tandis qu'au commencement de la course, le travail de la détente est perdu. Sous ce rapport, dans cet espace, on appliquera les mêmes considérations à la soupape de gorge qu'au distributeur à détente, et l'on en conclura que, comme ce dernier, elle doit être aussi rapprochée que possible du piston, au commencement de la course. Les avantages et les inconvénients inhérents à l'étranglement de la vapeur par la soupape de gorge peuvent être résumés comme suit. Les avantages sont un agrandissement virtuel de la chambre de vapeur, et l'emploi de la vapeur avec une détente poussée plus loin. Les inconvénients comprennent la génération de la vapeur à une tension plus forte, la condensation qui résulte d'une expansion plus grande; un rayonnement plus fort des parois de la chaudière et des tuyaux de vapeur, par suite d'une tension plus élevée. Le rapport entre les avantages et les inconvénients dépend des conditions qu'on ne peut généraliser. Dans la plupart des cas, avec les conditions et les proportions adoptées dans la pratique, il y aura bénéfice à étrangler la vapeur; l'agrandissement relatif de l'espace occupé par la vapeur, dans la chaudière et la diminution qui en résulte du mélange d'ean à l'état vésiculeux, suffisant pour contre-balancer les inconvénients. Si, pour la machine de l'arsenal, nous prenons la moyenne de la première et de la deuxième colonne, nous voyons que lorsque la machine travaillait à pleine pression, la pression de la vapeur était de 16,9 +14,7 31,6 livres par pouce carré audessus de zéro, tandis qu'à la fin de la course, elle n'était plus : que de 24,3 livres différence 7,3 livres par pouce carré. Cependant, dans la comparaison des résultats des expériences faites avec et sans détente, il ne faut pas perdre de vue que la vapeur était étranglée dans les deux cas, la différence entre la pression initiale et celle au moment où commençait la détente, étant de 7 livres par pouce carré. La discussion qui précède, explique pourquoi les résultats fournis par le combustible, lorsque la détente commence aux 22 de la course du piston, ne dépassent que de 16,85 pour cent 100 ceux obtenus à pleine pression. Le degré de détente employé, au lieu d'être de 4,71, n'étant plus que de 2,357, par suite des fuites, le gain théorique correspondant à ce dernier chiffre, se réduit à 0,874. On n'utilisait, dans la génération de la vapeur, qu'environ 60% de la chaleur développée par la combustion, ce qui réduisait encore le gain théorique à 0,874 x 0,60 0,5244. Admettant que la perte de chaleur due au rayonnement de la paroi de la chaudière et du tuyau à vapeur était de 10%, le chiffre précédent devenait 0,52440,5244 × 0,10=0,4720; et comme la condensation produite par la détente, déterminait encore pour la chaleur entrée dans la chaudière, une perte de 33,36 % ou 0,3336 × 0,4720 15,75 % du combustible, il restait 0,470 0,1575 0,3145. De ce dernier chiffre, il n'y avait que 0,1685 réalisé, les fuites par le piston et le distributeur, ainsi que les espaces nuisibles, donnant une perte de 0,3145 0,16850,1460. Les effets de l'étranglement de la vapeur à la soupape de gorge, la contre-pression et le rayonnement étaient sensiblement les mêmes, dans les deux cas. L'espace nuisible à une extrémité du cylindre n'étant que de 3 2/3 % du volume correspondant à la course du piston, et le degré de détente étant seulement de 2,397, la perte de ce chef, dans le travail avec détente, ne s'élevait qu'à 4,60 % environ, laissant pour la perte due aux fuites 14,60 - 4,60 10 pour cent. C. D. C. RECHERCHES THÉORIQUES SUR LES ROUES HYDRAULIQUES VERTICALES. Voici comment le professeur Gust. Zeuner calcule la perte de travail due à l'écoulement de l'eau des roues en dessus, et de côté. Il suppose les grandes roues ayant la vitesse ordinaire de 1,50, munies d'augets à parois planes en bois dans lesquels on peut considérer la surface de l'eau (qui, à la rigueur, est cylindrique) comme restant horizontale (pl. 37). a la largeur de la couronne CD (fig. 1), dont la moitié est égale à la longueur de la traverse des aubes, suivant le rayon de la roue ; b la largeur de la roue; e la division DD, de la roue, mesurée sur la circonférence extérieure (fig. 1). e est ordi e, l'arc A D compris sur la circonférence extérieure par un auget, (fig. 1): (le recouvrement A D, nairement 1/4 e); - le coefficient de remplissage des augets, c'est-à-dire le rapport de la masse d'eau dépensée par seconde à l'espace parcouru par seconde par une section de la couronne (dans les roues en dessus, ce rapport est 1/5 à 1/3). L'écoulement est fini quand l'aube est dans la position horizontale; quant à son commencement, il faut distinguer deux cas, qui donnent lieu à deux résultats différents pour la perte de travail due à l'écoulement. Si l'on imagine une ligne droite AC, fig. 1, l'écoulement de l'eau pourra commencer après ou avant que cette droite soit devenue horizontale : Le premier cas se présentera si F < F'; le second cas, si F> F': en désignant par F la section d'eau d'une aube avant qu'elle commence à se vider, et par F' la section du prisme triangulaire ABC. le déversement aura donc lieu au-dessous ou au-dessus de la position horizontale de A C, suivant que ε 4 e 1) Le déversement commençant en dessous de la position horizontale de A C (fig. 2), c'est-à-dire étant < soit : 4 e A'B'C' la position de l'aube pour laquelle A' C' est horizontale; Soient les angles formés par les rayons passant par les points A' A, A A,, avec l'horizon ou la surface de l'eau. Soit q le volume d'eau encore contenu dans l'aube ABC, on aura: q = b. ABH = b . BH.AE on posera A E e, sans erreur sensible. |