Annales des Mines (1901, série 9, volume 19)
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REVUE
DE
LA
CONSTRUCTION
DES
MACHINES
Si vs est constant, comme pour les liquides, s est inversement proportionnel à V, et V augmente toujours quand s décroit. Mais il n'en est plus de même avec les fluides élastiques : à mesure que la pression s'abaisse, vs décroit [tendant que V croit, en sorte que le produit rsY, d 'abord croissant, passe par un maximum pour décroître ensuite Avec les gaz, le maximum a lieu pour un rapport des
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jours ('gale ii 0 .58P, et la vitesse (qui ne dépend que de P) ne diffère pas, ainsi qu'Hugoniot l'a établi, de la vitesse du son dans le fluide à l'état où il s'y trouve. Si, la tuyère étant construite, on abaisse la pression d'aval p au-dessous de la valeur qui correspond au
explosion; c'est pourquoi on voit la veine fluide se renfler en forme de paraboloïde. Le renflement de la veine cesse dès que la pression d'aval atteint la vapeur p t . Quant au débit de vapeur, il est indépendant de la pression d'aval, dès que celle-ci est inférieure à 0,58P, tandis qu'il en dépend, au contraire, quand p est plus grand que 0,58 P. Il y a donc lieu de distinguer deux cas très différents. Dans le premier, le calcul du débit ne dépend que de P, et la formule est simple; dans le deuxième, il dépend à la fois de P et de p. Pour les deux cas, d'ailleurs, c'est la section la plus rétrécie de la tuyère (au col, si elle est convergentedivergente, ou à la sortie si elle est seulement convergente) qu'il faut faire intervenir dans le calcul du débit. Ainsi, lorsque la pression d'aval est supérieure à 0,58 P, il faut employer des tuyères convergentes, tandis qu'il convient, lorsque p est plus petit que 0,58P, d'y ajouter une partie divergente, ainsi que le fait M. de Laval dans ses turbines, si l'on veut que la vapeur se détende complètement dans la tuyère, et prenne toute la vitesse qui correspond à la chute de pression de Pàp. » La vitesse d'écoulement se déduit aisément du tableau de la consommation théorique de la machine à vapeur parfaite, donné page 601, en remarquant que la surface du diagramme entropique (fig. 5) équivaut précisément à l'énergie mise sous forme de force vive pendant l'écouleV2 ment, g-- V, en mètres par seconde, est ainsi donné par
rapport ^
la formule très simple V = 100
pressions extrêmes^ égal à 0 ,52; et, avec la vapeur d 'eau, il a lieu quand ce rapport est voisin de 0,58, quelle que soit la pression P d 'amont. La valeur de ce rapport ^ qui rend raV maximum semble cependant dépendre un peu de la grandeur de P. Ainsi, lorsque la pression d 'aval p est plus basse que 0,58P, il est nécessaire que la tuyère d 'écoulement, d'abord convergente, devienne ensuite divergente, si l'on veut que la vapeur continue de s'y détendre pour atteindre toute la vitesse correspondante à la chute de pression de P à p; et le rapport de la section finale s, de la tuyère à la section .s au col devra varier avec le rapport ^ des pressions. Pans le col, la pression est tou-
des
sections, la pression du fluide à la sortie
de la tuyère est plus élevée que /? et dans un rapport fixe avec la pression d 'amont P. A la sortie de la tuyère, le fluide, entrant brusquement dans une enceinte où la pression est plus basse que la sienne, fait en quelque sorte
K étant la con-
sommation théorique de vapeur en kilogrammes par cheval-heure, entre les pressions P et p considérées. L'expérience a fourni à M. Râteau une vérification très précise de ces déductions. Ces expériences, rapprochées