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RECHERCHES
EXPERIMENTALES SDR
rétrécie de la tuyère (au col, si elle est convergente-divergente, ou à la sortie, si elle est seulement convergente) qu'il faut faire intervenir dans le calcul du débit. Ce qui précède ne s'applique, bien entendu, qu'aux tuyères proprement dites. S'il s'agit d'orifices en mince paroi, le coefficient de contraction K, qui varie beaucoup avec le rapport p des pressions, complique le phénomène. Nous verrons plus loin les valeurs expérimentales do ce coefficient. 3. Formule de la vitesse. — La vitesse V de la vapeur peut se calculer par deux voies différentes : ou bien par la mécanique ordinaire, quand on connaît la relation entre le volume spécifique v et la pression^), ou bien par la thermodynamique, quand on dispose des constantes calorifiques de la vapeur, c'est-à-dire des tables de Regnault pour la vapeur d'eau. La première méthode donne la formule générale dite de Weisbach : \"2
m
| =jit
p
(déjà indiquée parWantzel et de Saint-Venant, en 1839), que l'on pourra intégrer si l'on a la relation outre v et p. Il faut toujours supposer, dans l'écoulement des fluides par les tuyères, que la détente est adiabatique, car le fluide reste si peu de temps dans la tuyère (quelques dixmillièmes de seconde) qu'il ne peut céder ou recevoir une quantité do chaleur appréciable. Or, on sait que, pour le cas de la détente adiabatique de la vapeur d'eau initialement saturante, Zeuner a montré (*) qu'on avait approxi(*) Théorie mécanique de la chaleur
p. 331.
Traduction Arnthal et Cazin,
L'ÉCOULEMENT
DE
LA
VAPEUR
D'EAU
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mativement dans de larges limites de pression : (3)
1
pv — constante,
comme pour les gaz, mais avec = 1 ,135 au lieu de 1,41. Eu portant v, tiré de cette relation, dans la relation précédente, on obtient V en fonction de P et p. Tenant compte, d'autre part, de la formule empirique, indiquée % par Zeuner ( TT> = 0,587 p°< ), qui donne le poids spécifique de la vapeur en fonction de la pression, on trouve pour formule du débit, lorsque p égale 0,58 P : (4)
9,
I = 15,26 P *V
1 étant le débit de vapeur on grammes par seconde et par centimètre carré d'orifice. r
Cette formule a été donnée par le D Grashof [Theoretische Maschinenlehre, t. I, § 111). D'après la deuxième méthode, développée par Zeuner, l'énergie cinétique — do 1 unité de poids du fluide doit, quand la détente dynamique s'est effectuée de P kp, être égale à l'énergie représentée par le diagramme entropique. Soient : T la température de vapeur saturante correspondant à P, 0 Tj celle qui correspond à la pression p.
Traçons le diagramme d'entropie [fig. 1), avec l'entropie S en abscisse et la température absolue T en ordonnée. AE et DF sont les isothermes de ces températures T et Tj. AD est la courbe d'entropie de l'eau et EF la 0 ligne de la vapeur saturante. Soit B le point qui correspond à l'état de la vapeur en amont de la tuyère au moment où elle -va y pénétrer. On sait que les poids relatifs du liquide et de la vapeur, dans le mélange fluide représenté par le point B, sont entre eux comme les deux segments