Annales des Mines (1901, série 9, volume 20)
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LA SURCHAUFFE DE LA VAPEUR
grammes, correspondant à une température d'environ 180° C, et avec une température de 40° au condenseur, on a : U = 0,280. Calculons U' pour la même pression de vapeur, avec une surchauffe de 100°. On a : S = 180 — 40 + 606,5 — 0,695 X 180 = 621,4; S t = S . U = 621,4 X 0,28 = 173,99 ; ,r _ 173,99 + 0,475 |100 — 313 X 0,199] 621,4 + 0,475 X t00 ~ ' .
Une surchauffe de 100° n'augmente donc le rendement théorique que de 2,5 p. 100. Si l'on arrive à une surchauffe de 200°, c'est-à-dire à une température de vapeur de 380°, on trouve : U' = 0,300,
et l'augmentation de rendement théorique dépasse 7 p. 100, ; L'utilisation est alors presque égale à celle d'un cycle de Carnot, pour lequel la source chaude et la source froide seraient constituées par la même chaudière et le même condenseur. Tout en faisant ressortir le bénéfice retiré de la surchauffe au point de vue de l'utilisation dans la machine parfaite, le calcul précédent montre qu'il ne faut pas s'en exagérer l'importance ; mais l'économie réelle de combustible que l'on peut obtenir est sensiblement plus élevée que ne l'indique la théorie. En ce qui concerne la production même de la vapeur, il est certain qu'avec un surchauffeur bien construit et bien installé, placé sur la chaudière elle-même, on parvient à absorber d'une façon plus complète que sans surchauffeur la chaleur contenue dans les produits de la combustion. Le rendement s'améliore donc de ce fait. D'autre part, en ce qui concerne la machine elle-même, la surchauffe atténue considérablement, comme nous
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l'avons dit, les effets nuisibles de l'action refroidissante des parois. Il en résulte une meilleure utilisation de la vapeur, et l'on y trouve surtout cet avantage de pouvoir étendre l'emploi des machines monocylindriques à des pressions relativement élevées, pour lesquelles ces machines seraient peu économiques avec la vapeur saturée. Lorsque la pression dépasse 8 kilogrammes, on ne pourrait, il est vrai, obtenir une détente complète de la vapeur dans un cylindre unique qu'avec une introduction beaucoup trop faible; on exagérerait ainsi l'influence des espaces morts, dont le volume serait une fraction trop importante du volume d'introduction. On doit donc employer des machines compound, m ême avec la vapeur surchauffée à haute pression, mais il n'est plus nécessaire de recourir à la triple expansion, même pour les pressions de 12 kilogrammes et au-dessus. La surchauffe permet ainsi, dans tous les cas, de supprimer, sans inconvénient, un réservoir intermédiaire. Or chaque receiver donne lieu à une perte de charge qui diminue le rendement de la machine ; on retire donc de cette suppression une économie très appréciable. Deux obstacles principaux se sont longtemps opposés à l'emploi de la vapeur surchauffée. En premier lieu, les huiles et graisses animales et végétales, que l'on employait autrefois pour le graissage des cylindres, ne pouvaient résister à des températures supérieures à 200°; elles se décomposaient, la lubrification des surfaces flottantes n'était plus assurée, et des grippements se produisaient. Le remplacement de ces divers produits par des huiles minérales, dont le point d'inflammation est d'environ 420°, a permis d'élever la température de la vapeur jusqu'à 350° et même au delà, sans compromettre le graissage. En second lieu, les garnitures de presse-étoupes étaient constituées par des matières végétales qui se détruisaient