Camille Audenet

“ C'est un fait parfaitement reconnu que la quantité de vapeur dépensée en apparence dans une machine, calculée à l'aide des diagrammes et en tenant compte des espaces nuisibles, est toujours notablement inférieure à la production qu'on aurait pu raisonnablement attendre des chaudières eu égard à la dépense du combustible. Il y a donc manifestement une déperdition de vapeur, et cette déperdition, comme nous le verrons, est assez importante pour expliquer à elle seule l'infériorité du rendement des machines. ”

“ Nous avons vu précédemment (10) que la vapeur surchauffée supposée employée dans un cylindre imperméable et insensible à la chaleur, ne donne pas, à égale dépense de calorique, un travail notablement supérieur à celui que fournirait la vapeur saturée sèche.
L'avantage, quelquefois assez considérable obtenu dans la pratique, doit s'expliquer par la propriété dont jouit cette vapeur d'apporter au cylindre une certaine quantité de chaleur qu'elle peut abandonner sans qu'une condensation en soit la conséquence. ”

“ Or comme les refroidissements intérieurs du cylindre sont nécessairement moindres avec un condenseur chaud, il se pourra fort bien qu'en pratique on ait intérêt à se tenir à la température supérieure. C'est effectivement ce qui a été souvent reconnu par l'expérience, notamment depuis l'emploi des condenseurs à surface. Les dimensions de ces appareils ayant été exagérées par crainte de ne pas bien condenser, on en est venu à alimenter avec de l'eau à une température si basse
que la production des chaudières s'en est visiblement ressentie. ”

“ Ainsi donc la vapeur à haute pression est susceptible de donner une économie importante sur les machines à moyenne pression. Mais pour en obtenir tout le bénéfice, il sera nécessaire: d'abord de pousser la détente assez loin pour que la tension soit abaissée au même point que dans l'autre machine ; puis il faudra que la vapeur produise son travail dans des cylindres successifs comme dans la machine de Woolf. ”

“ On voit en effet dans le tableau des expériences de MM. Joëssel et Thibaudier, en considérant les consommations d'eau, qui mieux que les consommations de charbon peuvent nous éclairer, que la dépense de vapeur par cheval et par heure est restée sensiblement la même pour les introductions de 0,6 - 05 et 0,4, et plus faible qu'avec 0,88 pour 40 centim. de pression à la chaudière; et qu'avec une pression de 100 centim., la dépense par cheval a été un minimum pour l'introduction des 0,5, et à fort peu près la même
pour 0,4. ”

“ Or, bien que les chaudières soient moins convenablement aérées dans le fond de la cale d'un navire que dans les essais à terre, que par suite la combustion soit moins active et que la dépense de combustible par mètre carré de grille soit diminuée, il n'en est pas moins certain que leur production de vapeur par kilogramme de charbon reste sensiblement la même
et est bien supérieure au rendement apparent. ”

“ En raison de cette influence de la vitesse sur la consommation, les machines à trois ou à un plus grand nombre de cylindres, ayant leur manivelles conjuguées de manière à neutraliser les forces d'inertie l'une par l'autre, sont un véritable progrès, parce qu'elles permettent de lancer sans inconvénients les appareils à des vitesses qu'on n'abordait auparavant qu'avec appréhension et qu'on n'osait jamais conserver longtemps. ”

“ Des expériences faites sur les chaudières d'essais de charbons montrent que la température des gaz à la naissance de la cheminée diminue avec le rendement en vapeur et partant avec la puissance calorique du charbon. ”

“ La température de l'eau d'alimentation a un effet plus sensible ; mais cette température ne nous est pas toujours rigoureusement connue dans les expériences dont nous disposons. - Nous supposerons donc, et cela est suffisant eu égard à la nature approximative des résultats que nous pouvons espérer obtenir, que la quantité de chaleur à dépenser dans les chaudières pour obtenir un kilogramme de vapeur sera moyennement : De 630 calories avec de l'eau prise à l'extérieur et de 6o5 calories avec de l'eau de condensation. ”

“ On comprend aussi par le même raisonnement, comment il se fait que sur une même machine donnée, la dépense en charbon par cheval vapeur, augmente quelquefois avec la détente, au lieu de diminuer comme le voudrait la théorie. ”

“ Il est évident d'après ce qui précède, qu'il n'est pas absolument nécessaire, pour juger de la consommation des machines marines qui emploient la vapeur à des tensions peu différentes les unes des autres, de tenir compte de la pression à laquelle fonctionnent leurs chaudières, ni de la différence souvent assez notable qui existe entre la tension dans cette chaudière et celle constatée dans le cylindre au moyen de l'indicateur. ”

“ Or il résulte des expériences faites en 1866 sur la machine du Cher par MM. les ingénieurs Joessel et Thibaudier, expériences qui paraissent avoir été exécutées avec toutes les précautions désirables, qu'en comparant les consommations par cheval à diverses allures, obtenues, d'une part en alimentant avec l'eau douce à la température ambiante et d'autre part en employant l'eau de mer de condensation avec extraction à 2°,5 de saturation, on constate que le premier mode d'alimentation donne sur le second une économie de 11 à 22 p. 100, et en moyenne de 18 p. ”

“ Diagramme théorique du travail développé sur le piston.
9. La réalisation du maximum de travail d'une machine à gaz ou à vapeur suppose que l'on opère de la manière suivante. Le gaz se dilate d'abord au contact d'une source de chaleur ayant la même température que lui, T, et à laquelle il prend une quantité de chaleur Q; puis on le laisse se détendre sans lui fournir d'autre calorique jusqu'à ce qu'il n'ait plus que la température t de la source condensante avec laquelle on le met en contact. ”

“ Lorsqu'un fait usage de la vapeur d'eau, la température supérieure acceptée est encore plus basse que celle supposée plus haut, et cela, entre autres raisons, parce qu'à 200° la tension de la vapeur dépassant 14 atmosphères, exigerait des euveloppes très-résistantes et augmenterait les chances d'accidents.
Dans les machines à terre on ne dépasse guère 7 atmosphères, et à peine atteint-on 5 atmosphères, dans les machines marines. ”

“ Un kilogramme de vapeur additionné d'eau donne un peu plus de travail qu'un kilogramme de vapeur saturée sèche, et cela tient à ce que pendant la détente l'eau entraînée abandonne une partie de sa chaleur et la cède à la vapeur. Il résulte de cette circonstance que le travail par unité de calorique reste à peu près le même dans les deux cas, et que lors même que la proportion d'eau atteindrait 20 p. ”

“ La chaudière ne rend pas en vapeur tout le calorique du combustible: 1° parce qu'une fraction importante de ce calorique s'échappe avec les gaz chauds par la cheminée; 2° parce qu'avec les extractions qui ont pour but d'empêcher ou d'atténuer les dépôts de sels on jette à la mer 15 p. 100 environ de la chaleur qui a passé dans la chaudière.
La machine ne rend pas une quantité de travail équivalente à la quantité de vapeur qu'elle reçoit: il, parce que le diagramme obtenu est diminué par la présence de l'air dans le condenseur, parles étranglements des conduits et orifices,etc. ”

“ Les machines à plusieurs cylindres du système Woolf ont également l'avantage de réduire les pertes par refroidissement intérieur, mais leur principe, essentiellement différent du précédent, consiste à s'attaquer directement à la cause qui détermine l'écoulement de la chaleur.
Nous avons dit (17) , et nous le montrerons encore mieux un peu plus loin, que la perte dont il s'agit croît nécessairement avec la différence qui existe entre la température de la vapeur à son introduction et la température qui correspond à sa tension pendant l'évacuation. ”

“ Ce fait s'explique par cette circonstance que sur un navire l'emploie d'une détente plus grande a généralement pour conséquence un nombre de tours moindres ; de sorte que la dépense utile de vapeur diminue tandis que la perte reste constante.
Afin de mieux faire ressortir ces conséquences, nous avons calculé dans l'ordre d'idées qui précède, quelle serait à différentes allures la consommation par cheval d'une machine ordinaire à deux cylindres ayant ¡m,Go de diamètre et ¡m,OO de course, et marchant à deux atmosphères absolues de tension à l'introduction. ”

“ COURS COMPLET DE MACHINES A VAPEUR, appareils employés pour la navigation, ouvrage rédigé suivant le dernier programme officiel pour les différents grades des mécaniciens de la marine impériale.
2" édition refondue et considérablement augmentée. Un très-fort vol. in-8°, suivi d'une table alphabétique de toutes les matières, avec renvoi aux numéros où elles sont traitées, et accompagné d'un atlas renfermant 27 planches gravées sur acier, ayant chacune sa légende explicative. ”

“ Nous avons maintenant toutes les données nécessaire pour établir ce que devrait être la consommation en combustible de nos machines, si d'une part les dimensions des orifices, leur ouverture et fermeture étaient telles que le diagramme ne fût pas déformé, et si d'autre part il n'y avait pas de pertes de vapeur, soit par condensations dues au refroidissement du cylindre, soit par imperfection des joints ou garni- tures, etc.
Le charbon étant de première qualité (briquettes d'Anzin) et les chauffeurs choisis, on peut espérer obtenir 8k,5o (i) de vapeur par kilog. ”

“ On remarque aussi, en consultant ces mêmes épreuves, que contrairement aux indications de la théorie, la consommation qui dans une machine donnée devrait diminuer par l'accroissement de la détente, reste souvent sans variation et quelquefois même suit une loi inverse à celle prévue. ”

“ Il passe donc par le cylindre une certaine quantité de vapeur, dissimulée sur le diagramme pendant l'introduction, ne fournissant pendant la détente que peu de travail, et s'en allant au condenseur sans presque avoir produit d'effet utile et sans que l'indicateur ait pu faire connaître son importance.
La grandeur de la quantité de chaleur ainsi dépensée dépendra nécessairement de la facilité plus ou moins grande avec laquelle les parois pourront céder leur calorique. ”

“ Dans cette expression T est la température maxima du fluide élastique gaz ou vapeur, et on reconnaît de suite qu'il y aurait avantage à l'avoir aussi élevée que possible ; mais on est limité par l'obligation de ne pas trop laisser chauffer les organes de nos machines, afin d'empêcher leur détérioration. ”