Traité théorique et pratique des moteurs à vapeur. Tome 1.

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Ouvrages numérisés

Traité théorique et pratique des moteurs à vapeur. Tome 1.

Jacques Eugène Armengaud, 1861, 560 pages

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Table des matières

PREMIERE PAGE NUMERISEE

PREFACE

PREMIERE SECTION : NOTIONS PRELIMINAIRES DE PHYSIQUE ET DE MECANIQUE APPLIQUEES A L'ETUDE DE LA VAPEUR D'EAU

CHAPITRE PREMIER PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DE LA VAPEUR D'EAU

Définition de la vapeur

Principes de la formation de la vapeur

Formation de la vapeur d'eau dans le vide

Influence de la température sur la formation de la vapeur

Maximum de force élastique de la vapeur

Relation entre la force élastique de la vapeur et sa température

Table des forces élastiques maximum de là vapeur pour les températures de 0 à 100 degrés centigrades

Tables des températures de la vapeur d'eau pour des tensions de 1 à 1000 atmosphères

Densité de la vapeur d'eau

Première condition

Deuxième condition

Conséquences

Table des densités et volumes de la vapeur d'eau an maximum de force élastique de 0 à 100 degrés

Tables des densités et volumes de la vapeur d'eau de 1 à 1000 atmosphères

Ébullition de l'eau

Fixité de la température au point d'ébullition

Marmite de Papin

Influence des substances en dissolution sur la température du point d'ébullition

Mode de vaporisation d'un lique qui contient des substances étrangères

Condensation de la vapeur

Absorption

Action calorifique, dans la formation de la vapeur d'eau

CHAPITRE II CAPACITÉ CALORIFIQUE DES CORPS

Unité de chaleur

Calorique spécifique

Table des capacités des gaz déterminées par MM. Delaroche et Bérard

Table des capacités calorifiques de diverses substances

Application des coefficients de capacité calorifique

Quantité de chaleur qui correspond à une variation donnée de température

Température d'un mélange

Combinaison d'un mélange

Chaleurs latentes ou calorique de changement d'état

Calorique de fusion

Calorique latent de vaporisation

Table des quantités de calorique latent de vaporisation

Applications du calorique latent de vaporisation

CHAPITRE III SOURCES DE CHALEUR

Quantités de chaleur fournies par les combustibles

Table des puissances calorifiques des combustibles industriels

Application des puissances calorifiques

Recherche de la dépense de combustible pour produire une élévation donnée de température

Puissance vaporatoire d'un poids donné de combustible

CHAPITRE IV PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES DE LA VAPEUR

Conditions de l'écoulement et de la dépense de la vapeur

Écoulement de la vapeur par un orifice percé en mince paroi

Vitesse d'écoulement d'un gaz par un orifice en mince paroi

Problèmes sur l'écoulement de la vapeur par orifices en mince paroi

Table et tracé graphique relatifs à l'écoulement de la vapeur

Table des vitesses de la vapeur s'échappant dans l'atmosphère à diverses pressions

Table des vitesses de la vapeur s'échappant dans des milieux à des pressions différentes

Tracé graphique

Vitesse d'écoulement d'un gaz par un conduit

Problèmes sur l'écoulement d'un gaz par un conduit

Volumes de vapeur écoulés par des orifices simples et par des conduits

Coefficients de contraction

Note relative à la recherche du diamètre d'une conduite

Puissance mécanique de la vapeur d'eau

Travail développé à pleine pression

Travail développé avec détente

Loi de Mariotte

Calcul du travail total dû à la détente de la vapeur

Table des quantités totales de travail développées par 1 mètre cube de vapeur sous différentes détentes et sous la pression de 1 atmosphère

Conclusion des notions préliminaires

DEUXIEME SECTION : APERà?U HISTORIQUE DE L INVENTION DES MACHINES A VAPEUR

Observateurs anciens de la puissance de la vapeur d'eau

Héron d'Alexandrie (120 ans avant J.-C)

Blasco de Garay (1543)

Flurance Rivault (1605)

Salomon de Caus (1615)

Branca (1629)

Le marquis de Worcester ( 1663 )

Sir Samuel Moreland (1683)

Premiers inventeurs de la machine a vapeur

Denis Papin (1690 et 1695)

Le capitaine Savery (1698 )

Newcomen, Cowley et Savery (1705)

Leupold (1720)

James Watt (1769)

TROISIà?ME SECTION : PRODUCTION INDUSTRIELLE DE LA VAPEUR D'EAU

CHAPITRE PREMIER ANCIENS GÉNÉRATEURS A VAPEUR

Disposition primitive des générateurs

Chaudières a basse pression de Watt

Proportions des chaudières dé Watt

Surface de chauffe

Surface de la grille

Volume de la chaudière

CHAPITRE II CHAUDIERES CYLINDRIQUES A FOYERS EXTERIEURS (PLANCHES 1 A 3)

Disposition générale d'un générateur a bouilleurs (pl. 1)

Ensemble des fonctions du générateur

Service des appareils de sûreté et d'observation

Manomètre

Niveau d'eau

Flotteur à sifflet

Soupapes de sûreté

Détail de la construction de la chaudière

Assemblages et trous d'hommes

Disposition des feuilles de tôle

Réservoir de vapeur

Communications ou cuissards

Construction du fourneau

Construction de la cheminée (pl. 3)

Tracé de la cheminée

Grande cheminée des forges de Rachecourt (pl. 3)

Redressement des cheminées

Montage de la chaudière dans le fourneau

Foyer

Proportions d'un générateur a corps cylindriques

Surfaces de chauffe

Dimensions des corps cylindriques

Table des dimensions principales des chaudières cylindriques sans bouilleur et avec un bouilleur

Table des dimensions principales des chaudières cylindriques à deux bouilleurs

Remarque sur les volumes d'eau

Dimensions des grilles

Section de la cheminée et des carneaux

Cheminée

Carneaux

Récapitulation de toutes les règles précédentes

Surface de chauffe

Surface de la grille

Section de la cheminée

Carneaux

Résumé des conditions de marche du générateur représenté pl. 1

Surface de chauffe

Grille et carneaux

Volume de l'eau

Volume de la vapeur

Hypothèses sur les capacités

Puissance de vaporisation comparée à la puissance dynamique

CHAPITRE III DISPOSITIONS DIVERSES DE GENERATEURS A CORPS CYLINDRIQUES ET A FOYER EXTÉRIEURS (PLANCHE 2)

Générateur composé d'une chaudière et d'un bouilleur à flamme montante (fig. 1 à 3)

Ensemble de la chaudière et du fourneau

Détails de construction de la chaudière

Conditions de marche du générateur (fig. 1 à 3)

Disposition particulière d'un générateur a deux bouilleurs (fig. 4)

Générateur à corps cylindrique, a bouilleurs latéraux et superposés, à flamme descendante . - Système de M. Farcot ( fig. 5 à 7)

Détails de la construction

Chaudière principale

Bouilleurs

Générateur a corps cylindrique et a flamme descendante. - Système de MM. Cail et Cie (fig. 8 et 9)

Générateur a un seul corps, a flamme montante avec un bouilleur réchauffeur (fig.10)

Générateur dit a siphon, par M. Strecker

CHAPITRE IV GÉNÉRATEURS CHAUFFÉS PAR LES CHALEURS PERDUES DES HAUTS-FOURNEAUX ET DES FOURS (planche 3)

Chaudières a vapeur horizontales utilisant les chaleurs perdues

Distinction des deux classes différentes

Chaudière verticale appliquée à un four a réverbère à réchauffer (fig. 5 à 9)

Ensemble de la construction

Appareils de service

Conditions de marche de la chaudière verticale

Résultats d'expériences

CHAPITRE V GÉNÉRATEURS TUBULAIRES ET A FOYERS INTERIEURS (PLANCHES 4 ET 5)

Origine des générateurs tubulaires

générateurs tubulaires a foyers intérieurs des machines du chemin de fer atmosphérique de Saint-Germain (fig1 à 6, fig. 4)1

Disposition d'ensemble d'un appareil complet

Détails de la construction des générateurs

Corps du foyer

Corps tubulaire

Réservoirs de vapeur

Alimentation et vange

Appareils de sûreté

Conditions de marche des générateurs de Saint-Germain

Surfaces de chauffe

Surfaces de grilles

Consérations sur le système tubulaire

Générateurs à foyer intérieur - Système dit de Cornwall (fig. 7 à 9, fig. 4)

Ensemble de la disposition

Conditions de marche

Générateur tubulaire à vent forcé, par MM. Molinos et Pronnier

Principes fondamentaux du système

Description du générateur tubulaire à vent forcé (fig. 1 à 5, pl. 5)

Disposition d'ensemble

Marche de l'appareil

Dimensions principales

Application du même principe de foyer à une chaudière cylindrique ordinaire (fig. 6, pl. 5)

Résultats des expériences faites sur le générateur de MM. Molinos et Pronnier

Générateur de l'Exposition

Générateur des ateliers d'Oullins

Générateur de la manufacture des tabacs

Générateur à foyer intérieur à circulation rationnelle, par M. E. Bourdon

Générateur tubulaire vertical, par M. Beslay

CHAPITRE VI GÉNÉRATEURS A PRODUCTION INSTANTANÉE

Générateur a production instantanée, par M. Boutigny (d'Évreux)

État sphéroïdal des lique

Générateur en serpentin , par M. Isoard

CHAPITRE VII FOYERS FUMIVORES (planche 6)

Principes généraux des foyers fumivores

Appareils fumivores a distributeurs mécaniques

Grille tournante de Brunton

Distributeur Collier

Distributeur de M. Payen

Appareil fumivore à distributeur et grille tournante, par M. Moulfarine (fig. 4)

Disposition de la grille

Distributeur

Résumé du fonctionnement

Foyer fumivore à grille mobile par translation, par M. Tailfer (système de Juckes)

Ensemble de la disposition

Fonctionnement de l'appareil

Notes sur les résultats d'expériences

Foyer fumivore à alimentation inférieure, par M. Duméry (fig.1 à 3)

Disposition d'ensemble du- foyer Duméry

Détails

Foyer fumivore à alimentation inférieure, par M. George

Transformation des combustibles en gaz et foyers combinés

Appareil fumivore, par M. Beaufumé

Foyer fumivore à combustion mixte, par M. Corbin-Desboissières (fig. 6 à 8)

Modification de la disposition précédente

Diverses dispositions fumivores

Foyer fumivore par introduction additionnelle d'air,.par M. Combes

Application de jets de vapeur

Grille en gradins

Conclusion sur les appareils fumivores

CHAPITRE VIII APPAREILS D'OBSERVATION ET DE SURETE (planches 7 et 8)

Manomètres

Manomètres à mercure

Manomètre à flotteur à basse pression

Manomètre à flotteur à haute pression

Manomètres à air libre à tubes de cristal

Manomètre à air libre de M. Galy-Cazalat

Manomètre à air libre de M. Richard

Manomètre à air comprimé

Manomètres métalliques

Manomètres métalliques à tube par M. E. Bourdon (fig. 1 à 3, pl. 7 )

Manomètre étalon (fig. 4 et 5, pl. 7)

Indicateur de vide (fig. 12 et 13, pl. 7)

Manomètres à lame métallique, par M. Desbordes (fig. 6 à 9, pl. 7)

Manomètre à diaphragme (fig.10 et 11, pl. 7)

Pyromètre (fig.14, pl. 7)

Niveaux d'eau et flotteurs a sifflet

Niveau d'eau à tube de cristal (fig.1 et2, pl. 8)

Flotteurs à sifflet (fig.3 à 10,12 et 13,pl. 8)

Disposition d'un flotteur à sifflet (fig.3 et 4)

Détails de construction du sifflet

Suspension du flotteur

Conditions d'équilibre du flotteur

Groupe d'appareils de sûreté, par M. Desbordes (fig. 5 et 6 )

Flotteur extérieur à action directe (fig. 7)

Flotteur à sifflet, par M. E. Bourdon (fig. 8 et 9)

Sifflet d'alarme simple à flotteur

Groupe d'appareils, par M.Bréval (fig. 10)

Garniture de tige de flotteur, par M. Ch. Faivre

Flotteur à indicateur magnétique, par M. Lethuillier-Pinel (fig. 14 et 1S)

Modification apportée à l'appareil précédent

Niveau d'eau métallique à flotteur, par M. Herdevin

Robinets d'épreuve

Soupapes de sûreté

Diamètre des soupapes de sûreté

Exemple de l'emploi de la formule

Table des diamètres des soupapes de sûreté

Conditions d'équilibre d'une soupape de sûreté

Construction. - Id

Soupape des appareils de Saint-Germain

Remarques sur les fonctions des soupapes de sûreté

Conclusion sur les appareils d'observation et de sûreté

CHAPITRE IX INCRUSTATIONS DES GÉNÉRATEURS A VAPEUR. - MOYENS DE LES ÉVITER

Nature des dépôts incrustants

Procédés pour éviter les inconvénients dus aux dépôts calcaires

Extractions

Substances empêchant l'adhérence des dépôts

Procédés chimiques

Épuration préalable de l'eau d'alimentation

Conclusions sur les générateurs fixes

QUATRIEME SECTION : APPLICATION DE LA PUISSANCE DE LA VAPEUR D'EAU AUX MACHINES FIXES

CHAPITRE PREMIER PRINCIPES GÉNÉRAUX DE LA DISPOSITION DES MOTEURS A VAPEUR (PLANCHE 9)

Ensemble du fonctionnement et de la construction d'un moteur a vapeur

Disposition générale

Détails de construction

Commande du tiroir

Cylindre à vapeur

Piston

Traverse et glissière

Bielle, manivelle et arbre moteur

Bâti ou plaque de fondation

Régulateur de vitesse

Résumé de la description d'ensemble

Exposé du calcul général des effets mécaniques produits par un moteur à vapeur

Travail développé à pleine vapeur

Calcul de la puissance en fonction de la vitesse du piston

Travail développé avec détente

Récapitulation des règles précédentes

Remarque sur la dépense de combustible par les deux modes d'emploi de la vapeur avec et sans détente

Résumé des propriétés mécaniques

Tracé géométrique et conditions statiques des organes de la transmission

Mécanisme des machines à mouvement direct (fig.5, pl. 9)

Tracé géométrique de la machine type

Positions et vitesses relatives du piston, de la bielle et de la manivelle

Égalité du travail développé et du travail transmis

Décomposition des efforts par l'obliquité de la bielle

Mécanisme des machines à balancier

Mécanisme des machines conjuguées

Premier cas. - Cylindres parallèles

Deuxième cas. - Cylindres inclinés

Troisième cas. - Cylindres bout à bout

Mécanisme des machines oscillantes

Premier système

Deuxième système

Résumé des principes généraux

CHAPITRE II MÉCANISMES DE DISTRIBUTION (Planches 10, 11 et 12)

Distributions sans détente

Tiroir simple commandé par un excentrique circulaire (fig. 1, 2 et 3, pl. 10)

Conditions de marche et dimensions du tiroir

Avance absolue à l'introduction

Expression générale de la course du tiroir

Tracé géométrique de la marche du tiroir

Simplification du tracé géométrique précédent (fig. 3)

Suppression de l'ellipse

Principe du changement de marche

Tiroir simple commandé par une camme dite curviligne équilatérale (fig.4 et b, pl. 10)

Tracé géométrique de la distribution par la camme fig.5

Comparaison entre les effets de l'excentrique circulaire et de la camme curviligne

Distributeurs divers fonctionnant comme le tiroir simple

Tiroir de Watt

Robinet distributeur de Maudslay

Disques circulaires distributeurs

Distributions avec détente

Détente fixe dite opérée par recouvrement (fig. 6 à 8, pl. 10 )

Tracé géométrique de la détente par recouvrement

Table des dimensions relatives d'un tiroir, de sa course et l'angle de calage, pour opérer, à divers degrés, une détente par recouvrement

Application des données précédentes (fig. 6, 7 et 8)

Détente fixe par une glissière (fig. 1 et 2, pl. 11)

Conditions de marche de la glissière de détente (fig. 1, pl. 11)

Tracé géométrique de la détente fixe (fig. 2, pl.11)

Détente fixe par une glissière mobile percée de lumières (fig. 3 et 4, pl. 11)

Tracé géométrique de la distribution à détente par une glissière à lumières

Détente par un excentrique à bosses

Détente variable, dite détente d'Edwards

Détente variable, dite détente de Farcot (fig. 5 à 9, pl. 11)

Ensemble du mécanisme

Détails de la construction

Étude géométrique (fig. 7 et 8, pl. 11)

Tracé de la camme de détente

Détente variable par la largeur des orifices, par M. George (fig. 1 et 2, pl. 12)

Détente variable, dite détente Meyer (fig. 3, p7. 12)

Détente variable, dite détente Trézel (fig. 4 à 7, pl. 12)

Description de la distribution à détente Trézel

Détente variable par un manchon à bosses, exécutée par MM. Stehelin et Cie (fig. 8 et 8 bis, pl. 12)

Emploi des soupapes équilibrées comme organes distributeurs

Construction d'une soupape dite équilibrée (fig. 11, pl. 12)

Ensemble d'une distribution à soupapes, par M. J.-F. Révollier (fig. 9 et 10, pl. 12)

Jeu des soupapes

Mécanisme de la commande des soupapes

Moyen d'opérer la détente

CHAPITRE III APPAREILS D'ALIMENTATION DES GÉNÉRATEURS A VAPEUR PLANCHE 13)

Pompes alimentaires

Pompe foulante simple (fig. 1 à 3 )

Disposition générale

Détails de construction

Commande des pompes alimentaires

Conduite des pompes alimentaires

Pompes alimentaires de diverses dispositions (fig. 4 à 7)

Pompe dite d'Edwards (fig. 4)

Pompe avec boites rapportées et clapets à charnières, par M. E. Bourdon (fig.5 à 7)

Alimentateurs automoteurs

Alimentateur à colonne appliqué aux générateurs à basse pression (fig. 8)

Pompe alimentaire élévatoire (fig. 9)

Alimentateurs à haute pression

Retour d'eau ou bouteille d'alimentation

Régulateur d'alimentation fonctionnant avec une pompe

Alimentateur à cataracte (fig. 10)

Injecteur alimentaire automoteur, par M. Giffard (fig. 11)

Construction et fonctionnement de l'injecteur (fig. 11)

Aperçu sur la théorie de l'injecteur Giffard

Régulateur automoteur d'alimentation, par M. Gargan

CHAPITRE IV APPAREILS DE CONDENSATION (PLANCE 14)

Origine et principe de la condensation

Appareils de condensation de constructions diverses

Condenseur avec pompe à air concentrique du système dit de Maudslay (fig. 1 )

Remarque sur la mise en train d'an condenseur

Appareil de condensation avec corps séparés (fig. 3 à 5)

Condenseur horizontal avec pompe à air à double effet, construit par M. Lecouteux (fig. 6 à 10)

Construction des clapets en caoutchouc (fig. 6, 9 et 10)

Robinets à soupapes pour échappement variable (fig. 8)

Condenseur agissant par surfaces réfrigérantes (fig. 11)

Propriétés générales des Appareils de condensation

Volume d'un appareil de condensation

Valeur des quantités d'eau à injecter

CHAPITRE V MACHINES A VAPEUR VERTICALES A MOUVEMENT DIRECT (PLANCHES 10, 16 ET 17)

Machine a deux colonnes et a directrices, par M. Martin (fig. 1 et 2, pl. 15)

Ensemble de la construction

Construction du cylindre

Dimensions et conditions de marche

Machine à mouvement de parallélogramme, par M. Lecouteux (fig. 1, pl. 16)

Machine à directrices avec bâti isolé , par M. Bertrand (fig. 2, pl. 16)

Machine à directrices avec bâti triangulaire, par M. Lequesne (fig. 3. pl. 16)

Machine avec bielle disposée en cadre trapézoïdal (fig. 3, pl. 15)

Machine a tabouret avec bâti a quatre colonnes, par M. Farcot (fig. 1 à 5, pl. 17)

Ensemble de la construction

Disposition générale

Détails de la construction

Cylindre et enveloppes

Distribution

Mécanisme du régulateur

Pompe alimentaire

Machine verticale à colonne évidée

Machines verticales à cylindres renversés

CHAPITRE VI MACHINES A VAPEUR HORIZONTALES (PLANCHES 18 A 25)

Machine horizontale, de Ph. Taylor

Machine horizontale à détente variable et sans condensation, par MM.Cail et Cie (pl. 18 et 19)

Ensemble de la construction

Détails de construction

Cylindre à vapeur

Boite à distribution

Distribution et. détente

Mécanisme de variation de la détente

Glissières du piston

Pompe alimentaire

Volant

Dimensions et conditions de marche

Machine a distribution dite rationnelle, par M. E. Maldant

Machine horizontale a détente variable et à condensation, par M. E. Bourdon (pl. 20 et 21)

Ensemble de la construction

Détails de construction

Cylindre à vapeur

Piston moteur

Distribution

Appareil de condensation

Pompe alimentaire

Volant

Dimensions et conditions de marche

Mode spécial d'application du condenseur a une machine horizontale

Machines horizontales à détente variable et à condensation, par MM. Farcot (pl. 22 et 23)

Ensemble de la construction des machines du système Farcot

Détails de construction

Cylindre et distribution

Mécanisme du régulateur

Appareil de condensation

Palier principal

Dimensions et conditions de marche des deux machines représentées pl. 22 et 23

Premier modèle

Deuxième modèle

Machine horizontale a détente variable et à condensation, par M. Bréval (pl. 24)

Ensemble de la construction

Détails de construction

Distribution

Régulateur

Étude du mode particulier de détente

Dimensions et conditions de marche

Machine horizontale a détente variable et à condensation, par MM. Legavrian (pl. 25)

Ensemble de la construction

Détails de construction

Cylindre et admission de vapeur

Distribution

Mécanisme de l'excentrique

Pompe à air

Pièces principales de la transmission

Dimensions et conditions de marche

Conclusions sur les machines horizontales à un seul cylindre

[TABLE DES MATIà?RES]

[ERRATA]

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