Machines à vapeur (à Piston)

encyclopédie pratique de mécanique et d’éléctricité Quillet de 1924

Gb;ÉRALITÉS – DISTRIBUTION PAR TIROIR “PLAN SIMPLE ET DOUBLE; PAR TIROIRS CYLINDRIQUES
TOURNANTS; DISTRIBUTION PAR SOUPAPES; PAR PISTONS VALVES – MACHINES FIXES, Ml-FIXES,
LOCOMOBILES l\1AClllNE A VAPEUR A FLUX CO!’ITINU – RÉGULATION: VOLANT; CONTREPOIDS;
RÉGULATEUR DE WATT; RÉGULATEURS A CONTREPOIDS; A RESSORTS; RÉGULATEUR AXIAL –
CONDENSATION DE LA VAPEUR
64. GENERALITES. – On sait que l’eau
chauffée à 100° se transforme en vapeur et
que cette vapeur possèàe une force d’expansion:
l’t-nergie transmise à l’eau sous forme
de . chaleur est donc recueillie sous forme de
vapeur possédant une certaine énergie.
Réciproquement, l’énergie que possède la
vapeur peut être récupérée en transformant
la vapeur en eau par refroidissement.
Il est évident que dans ces transformations
successives il y aura des pertes et que l’énergie
recueillie sera loin d’être équivalente à
celle donnée sous forme de chaleur: ces pertes
se produisent en grande partie par le rayonneijlent
et le tirage des foyers qui évacuent à
l’air libre une grande quantité de chaleur.
Si l’eau est chauffée en vase clos, comme
c’est le cas dans les chaudières à vapeur,
cette eau se transformera en vapeur qui, ne
pouvant s’échapper, s’accumulera dans le récipient
en exerçant une pression sur les parois.
Plus la quantité de chaleur transmise•
à l’eau sera grande, et plus la pression sur les
parois augmentera.
DENIS PAPIN, en 1647, eut le premier l’idée
de cette puissance d’expansion de la vapeur;
il construisit la première chaudière à laquelle
il adjoignit une soupape de sûreté, et le premier
également il utilisa cette énergie en faisant
agir la vapeur dans un cylindre où se
déplai;ait un . piston; la vapeur était ensuite
condensée par une injection d’eau froide. Le
principe de la transformation de la puissance
calorifique en puissance mécanique était donc
trouvé, mais la machine de Papin ne resta
qu’un appareil de laboratoire.
La première machine à vapeur ne fut appliquée
industriellement qu’en 1703 et fut
construite par l’ Anglais NEWCOMEN. Le prin-cipe
de cette machine était différent de celui
de DENIS PAPIN, car au lieu d’utiliser la force
d’expansion de la vapeur pour la condenser
ensuite, NEWCOMEN n’en utilisa que la condensation.
En effet, si nous admettons dans un cylindre
de la vapeur à la pression atmosphérique,
n?us aurons sur une face du piston, la pression
de la vapeur, et sur l’autre la pression
atmosphérique agissant avec une force de
1 kg par cm2 du piston; ces deux pressions se
font équilibre.
Si, par un procédé quelconque, nous condensons
cette vapeur, elle n’occul?era, sous
forme d’eau, qu’un espace à peu pres nul par
rapport au volume de vapeur, et la pression
agissant de ce côté du piston sera annulée.
L’équilibre sur le.s deux faces du piston sera
détruit et la pression atmosphérique agissant
sur lui l’amènera à fin de course. C’est là le
principe de la machine de NEWCOMEN également
dénommée machine atmosphérique,
Fig. 204
La machine de NEWCOMEN fut appliquée la
première fois en Angleterre pour l’épuisement
des mines, et, par suite, dans les mines de
Mansfeld, en Silésie et en Bohême.
Elle se composait (fig. 204) d’une chaudière
à vapeur au-dessus de laquelle se trouvait le