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PAR LES
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NOTE
pression
p
SUR
L'ÉCOULEMENT
DE
L'EAU
CHAUDE
qui donne à la quantité - H— son minimum
En faisant ce calcul, nous trouvons d'abord que la quantité x de vapeur formée est égale à 1,99 p. 100, puis que le volume spécifique du mélange atteint la valeur 5,78, c'est-à-dire que, à la sortie de la tuyère, la vapeur occupe un volume de 4,78 fois celui de l'eau. La vitesse V du mélange à la sortie est égale à 28 m ,55 par seconde. Enfin, le poids de fluide écoulé est égal à 494 grammes par centimètre carré d'orifice et par seconde. Il est intéressant de comparer ce dernier chiffre à celui qui aurait lieu si c'était de la vapeur initialement saturante qui coulait par l'orifice. Dans ce dernier cas, la quantité débitée serait égale à 143 grammes par centimètre carré et par seconde. Avec l'eau chaude, le débit est donc 3,5 fois plus grand. Si l'on voulait continuer la détente dans la tuyère, il faudrait donner à celle-ci, après la partie la plus rétrécie, une forme divergente. On voit en CMD (fig. 2) la courbe des sections (en ordonnées) en fonction de la chute de température 9, pour le cas où P 0 = 6 kilogrammes par centimètre carré, l'eau étant toujours supposée initialement saturante. Quand il s'agit de l'écoulement de la vapeur initialement saturante, on trouve que la valeur du rapport-^-* quicorrespond au minimum de section (c'est-à-dire aussi au maximum du débit), est égale à 0,58 et qu'elle est sensiblement indépendante de la pression initiale P 0 . Ici, avec l'eau chaude, nous venons de trouver que, lorsque P 0 = 10 kilogrammes par centimètre carré, la valeur du rapport —
J
qui correspond au minimum de section, est égale à 0,804, valeur beaucoup plus grande que la précédente. En répétant les mêmes calculs pour des pressions initiales différentes,
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TUYÈRES
on verrait que la valeur du rapport qui correspond au minimum varie beaucoup avec la pression d'amont. Elle se rapproche de l'unité à mesure que la pression P 0 décroît. Ainsi, pour P 0 = 6 kilogrammes par centimètre carré, on trouve que l'abaissement de température G qui donne le 1 ~Ù 7) minimum de - -\— est égal à 7°, 15, puis que^- = 0,829 ; la vitesse d'écoulement à la sortie de la tuyère n'est plus que de 22 m ,53 par seconde, et le débit 344 grammes par seconde. Supposons maintenant que l'eau se trouve initialement à une température inférieure de / à celle T, qui correspond à la vaporisation sous la pression P 0 . Il y aura alors retard à la vaporisation pendant la détente. Tant que l'abaissement de pression ne sera pas suffisant, l'eau restera entièrement à l'état liquide et coulera à la manière ordinaire des liquides; puis, à une pression plus basse, il y aura vaporisation partielle, et il arrivera encore un moment où l'augmentation du volume spécifique compensera l'augmentation de vitesse. A ce moment, la section d'écoulement passera par un minimum. Le retard t de la température a donc pour effet d'accroître rapidement le débit possible par unité de section d'une telle tuyère. Nous allons voir d'ailleurs, par un exemple, que, sauf pour de très petits retards de température, le minimum de section correspond précisément au point où la vaporisation commence à se faire. Si on appelle P' la pression qui existe au point où la vaporisation commence (c'est la pression qui correspond à la température T0 — t pour la vapeur saturante), puis 9 1 abaissement de température à partir de ce point, la vitesse d'écoulement est donnée par la relation : (4) 2gr Tome I, 1902.
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