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Annales des Mines (1893, série 9, volume 3)

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DU RENDEMENT RÉEL DES MACHINES A VAPEUR. 677

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ÉTUDE THÉORIQUE

elle est en contact. Ce dernier phénomène entraîne la condensation d'une partie de la vapeur, qui est ainsi introduite en pure perte. Si on parvient à déterminer la quantité de vapeur condensée à chaque coup du piston, il devient ensuite facile de savoir quelle est la quantité totale de vapeur dépensée. La première question, qui se pose, est celle de savoir si les effets thermiques qui se produisent dans un cylindre,

sont dus en totalité à l'action des parois métalliques ou sont dus , en partie, à la présence permanente d'une quantité notable d'eau, qui n'est pas expulsée pendant l'échappement et qui permet d'expliquer ces effets thermiques, comme l'a démontré Zeuner. La présence d'eau stagnante n'est, d'ailleurs, qu'une pure hypothèse et rien n'a permis, jusqu'ici, d'en vérifier l'exactitude. Hirn et l'École alsacienne ont soutenu qu'il ne pouvait pas y avoir, en permanence, dans les fonds d'un cylindre, une quantité d'eau notable et que l'existence d'une très petite quantité d'eau ne pouvait avoir aucune influence sur les déductions générales tirées de la théorie expérimentale de Hirn. Ces conclusions ont été appuyées par les expériences de MM. Hirn et Hallauer et elles sont généralement admises. Nous posons donc comme principe que les effets thermiques, qui se produisent dans un cylindre, 'sont dus à l'action des parois métalliques sur la vapeur et qu'on peut négliger la perte de chaleur qu'éprouve la vapeur, affluant au commencement de l'admission, pour réchauffer la petite quantité de vapeur humide qui se trouve dans le cylindre à la fin de la compression. Il y a des échanges de chaleur tantôt positifs, tantôt négatifs, entre les parois métalliques et la vapeur saturée,

contenant une certaine proportion d'eau. L'action des parois consiste à prendre ou à céder de la chaleur à une masse de vapeur saturée, d'où résultent des condensations ou des vaporisations partielles. Mais il n'en résulte

pas que la température du fluide évoluant soit sensiblement influencée par cette action des parois ; c'est ainsi que pendant l'admission et l'échappement, la température de la vapeur est à peu près indépendante des échanges de chaleur avec les parois. Nous verrons plus loin (§ 12) dans quelle faible mesure elle en dépend.

Les échanges de chaleur entre la vapeur et les parois sont évidemment réglés par les lois ordinaires de la pro-

pagation de la chaleur. Que la vapeur ne soit pas en contact immédiat avec les parois, mais qu'elle en soit séparée par une couche très mince de rosée, comme cela

doit avoir lieu par suite des condensations qui se produisent, cela ne modifie pas les lois générales de la transmission de la chaleur et ne peut influer que sur la valeur inconnue du coefficient de conductibilité extérieure des parois.

Il s'agit donc d'appliquer les lois générales de la

transmission de la chaleur aux parois métalliques d'un cylindre qui sont en contact avec un fluide composé de vapeur saturée et d'eau en proportion variable, mais faible en général. La température de ce fluide n'est pas constante ; elle varie suivant une loi révélée par les diagrammes de l'indicateur de pression. Pour pouvoir ramener le problème à un cas simple celui de la propagation linéaire de la chaleur dans un mur indéfini, il faut voir si on peut considérer la propagation de la chaleur dans les parois d'un cylindre comme étant linéaire et si on peut appliquer à ces parois la loi de propagation dans un mur ayant une épaisseur infinie. On est autorisé à considérer une paroi, qui, dans le fait, n'a que de 0'1,025 à O',03 d'épaisseur, comme infinie, pourvu que le mouvement de chaleur qui se produit n'affecte qu'une petite épaisseur voisine de la surface. Or c'est ce qui a lieu dans un cylindre. La durée d'un coup de piston est très faible : une seconde, au plus, dans les