Annales des Mines (1902, série 10, volume 1)
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SDR L'ÉCOULEMENT DE LA VAPEUR n'EAU
RECHERCHES EXPERIMENTALES
Les colonnes 6 et 7 indiquent les températures t0 et t l de l'eau avant et après l'éjecto-condenseur. Ainsi que je l'ai expliqué précédemment, ce sont les températures ramenées au thermomètre à air ; la différencé des chiffres de ces deux colonnes donne l'élévation de température t — t de l'eau inscrite dans la colonne 8. l 0 Le débit d'eau en volume s'obtient par la formule ; (11)
Q = Ks\Jïgti,
(K = 0,975),
dans laquelle il faut corriger la section s de la tuyère de la quantité qui correspond à la dilatation du laiton (car la tuyère était en laiton) à la température du courant d'eau chaude. Du débit en volume, on en déduit immédiatement le débit en poids en multipliant par le poids spécifique de l'eau à la température t Ce débit, exprimé en kilov grammes par seconde, est inscrit dans la colonne 9. La quantité de vapeur écoulée par seconde se calcule maintenant à l'aide de ce débit total d'eau et des températures t et t\. Appelons Xla chaleur totale de la vapeur Q depuis 0° centigrade, et C la chaleur spécifique moyenne de l'eau entre les températures t0 et t { . SoitX le poids de vapeur s'écoulant par seconde par la tuyère, et Q — X celui de l'eau affluant à l'éjecto-condenseur. L'eau qui résulte de la vapeur condensée est ramenée à la température t ; alors la quantité de chaleur qu'elle cède est égale l à X (X — C^) (*), tandis que la quantité d'eau Q — X est échauffée de t0 à tu et absorbe (Q — X) C (t { — t0). On a, dès lors, la formule ci-dessous : X^-C^^Q-XJC^-Jo),
(*) Pendant la détente de la vapeur dans la tuyère, une certaine quantité de chaleur est transformée en énergie mécanique ; mais cette quantité est immédiatement et intégralement reconstituée par l'anéantissement de la force vive du jet, en sorte que c'est bien l'expression Xfx. — Cti) qu'il faut prendre pour quantité de chaleur cédée par la vapeur.
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d'où :
La quantité de chaleur X est donnée par la formule ou par les tables de Regnault ; et la chaleur spécifique C de l'eau résulte de l'expression bien connue : 9
c = * + °.*ïk + °' îoV Les chiffres des débits de vapeur ainsi obtenus, exprimés en grammes par seconde, sont inscrits dans la colonne 10 des tableaux. Ën divisant par la section de la tuyère, on a les chiffres de débit par centimètre carré inscrits dans la colonne 11. Mais une remarque est ici nécessaire. Quelle valeur doit-on prendre pour la section d'une tuyère ? Le diamètre que je donne est mesuré à froid (15°), tandis que, sous l'action du courant de vapeur, la tuyère s'échauffe et son diamètre augmente. Il est impossible de savoir au juste quelle est la température que prend la paroi de la tuyère, car le courant de vapeur ayant, pendant la traversée de cette tuyère, une pression variable, a aussi une température variable ; et, de plus, la paroi est soumise de part et d'autre à des températures différentes. Aussi m'a-t-il semblé illusoire de chercher à évaluer la température vraie de la tuyère dans chaque expérience. J'ai adopté une température moyenne de 120° et basé les calculs sur les diamètres correspondants. C'est là une difficulté de ces recherches sur l'écoulement des vapeurs, comme du reste aussi sur l'écoulement des gaz. Pour bien éliminer cette cause d'erreur, il conviendrait de se servir de métaux ayant un très faible coefficient de dilatation, tels que les nouveaux alliages du fer et du nickel. A l'époque où mes expériences ont été faites, ces alliages