Annales des Mines (1878, série 7, volume 14)
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THÉORIE DES MACFIINES A FROID.
THÉORIE DES MACHINES A FROID.
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S 26. Pour réaliser soit le cycle de Carnot, soit le cycle non réversible indiqué ci-dessus, il faut, quand on emploie un gaz liquéfiable qui se surchauffe par la compression, introduire dans le cylindre compresseur à chaque aspiration un mélange de liquide et de vapeur dans des proportions déterminées par la condition que tout le gaz soit à l'état de vapeur à la fin de la compression. On ne conçoit pas de moyen pratique de réaliser cette condition. Aussi se contente-t-on, dans les machines à froid qui emploient les gaz liquéfiables, d'aspirer le gaz non mélangé de liquide dans le cylindre compresseur. Il arrive alors, avec l'acide sulfureux et l'ammoniaque, que le gaz se surchauffe pendant la compression et que, pendant une partie des opérations, la machine fonctionne comme la machine \ à air. Il est clair que dans ces conditions on augmente l'écart entre la température T, du gaz arrivant dans le condenseur et la température T, du réfrigérant, et par suite l'effet utile de l'appareil. Celui-ci fonctionnera d'ailleurs à l'inverse d'une machine motrice à vapeur surchauffée. Si nous nous reportons au diagramme (fig. I., Pl. III), on voit que l'on partira alors d'un volume initial vo plus grand que le volume Vo du cas précédent, on comprimera la vapeur du volume vo au volume suivant la courbe adiabatique vo, de la vapeur surchauffée, et l'on refroidira la vapeur de la température T, à la température rf; correspondant à sa, liquéfaction pour la pression P1. On la fera passer ensuite dans le réfrigérant, soit en lui faisant produire du travail et décrire la courbe adiabatique VY soit
Traçons, à partir du point vo, la courbe adiabatique de la vapeur saturée, le point v sera à gauche de y,.
lignes VY" et V,"V,".
peint de liquéfaction, ces corps sont loin de suivre les lois de Mariotte et de Gay-Lussac, sur lesquelles sont fondées les formules que nous avons employées. M. Zeuner a exposé dans deux mémoires les résultats
en l'introduisant par un robinet et lui faisant décrire les
La quantité de chaleur négative gagnée par la surchauffe est. représentée par la longueur Vovo et l'augmentation du travail résistant par l'aire VoV, vivo.
Si la vapeur comprimée avait suivi la courbe adiabatique
voe le rendement
Q'
aurait été égal au rendement
Q,Q du cycle V0V1V2. Mais la compression se faisant suivant la ligne vovi, on voit que pour une même quantité de chaleur négative Q' dis-
ponible, la quantité QQ' sera plus grande d'une quantité proportionnelle à l'aire voviv;.
Nous pouvons donc dire à priori que le rendement théorique de la machine à froid, fonctionnant avec la surchauffe, sera plus petit que celui de la machine marchant sans surchauffe.
La différence est d'ailleurs assez faible, comme on le verra ci-après.
5 27. Étudions maintenant les conditions de marche de la machine, en supposant que l'on n'introduise que du gaz dans le cylindre pendant l'aspiration, de sorte que le gaz se surchauffe pendant la compression. Un certain volume V, de gaz, sous la pression P, et à la température T étant introduit dans le cylindre, il s'agit de trouver quels seront son volume V, et sa température T quand il aura atteint la pression Pi du condenseur. Si les gaz liquéfiables se comportaient comme des gaz permanents, il suffirait d'appliquer les équations .(i) à (6) que nous avons établies au 5 I. o pour la compression de l'air. Mais les recherches de M. Regnault sur la compressi-
bilité des gaz ont établi que, dans le voisinage de leur
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