<Desc/Clms Page number 1>
"NOUVRAUX PRINCIPES DE RRLATIVITR PHYSIQUR ET ±FURS APPLICATIONS
EMI1.1
A#MACHTNRS RN GFNRRAL'
Le présent brevet a pour objet plusieurs nouveaux principes de relativité physique et leurs applications aux machines en géné- ral.
Afin de permettre la compréhension du fonctionnement des machines envisagées il est nécessaire d'exposer les principes.
, Principe de relativité physique sur l'inégalité de puis- sance dynamique entre tous les corps fluides ou liquides et autres sous l'action de la pression atmosphérique ou de toute au- tre pressa devant le vide.
I) Si on examine les vitesses d'entrée de 1 eau et du mercure dans la colonne de vide, on trouve que l'eau, par suite de la théorie des vases communiquants, entrera dans le tube à une vitesse correspondant aune chute de 10 m,33 tandis que le meroure
<Desc/Clms Page number 2>
lui n'aura qu'une chute de 76 cm.
En appliquant la formule de la chute des corps V= v 2gh on trouve pour l'eau V = V2x9,81x10,33 = 14,20 m. sec onde. pour le meroure VI = V2x9, 81x0,76 = 3,86 à la seconde.
Si on considère que les deux corps entrent dans le vide par une même section, la quantité de liquide à la seconde ne sera par la même dans le cas de l'eau et du mercure puisque le débit Q = S x V = Section x Vitesse.
Le débit par om2 sera dono pour l'eau Q = Icm2 x I420cm = 1420 om3 Le débit par cm2 pour le meroure sera Q' =Icm2 x 386 cm = 386 cm3 Rn examinant les poids P et P': Pour l'eau P = 1,420 xI =I kg 420.
Pour le mercure P' = 0,386 x 13,6 = 5 kg 250.
Si on veut examiner la puissance vive récupérable P V pour l'eau et le mercure à l'entrée du tube à vide ,on aura:
EMI2.1
V = 14,20 mètr.seconde.
EMI2.2
d 1 ot PV = MV2 = 14,65 kilogramm. seconde 2 Plvl mercure = M'V'2 2 MI= Pi = ..250 = 0,536 g 9,81 V' = 3,86 pll = 0,536 x z4, 9 = 3, 99 kilogrammetraa seconde.
2
On remarque donc par ce principe deux faits importants c'est que : I La vitesse est variable pour tous les liquides ou fluides à l'entrée dans le vide 2 Que la puissance vive récupérable est aussi variable pour tous les liquides entrant dans le vide ,plus le corps est léger , plus grande puis sanve vive donne-t-il.
2) Principe de relativité physique sur le vide dynamique..?.
<Desc/Clms Page number 3>
Le vide dynamique dépend de la vitesse de déplacement du corps en mouvemant dans le fluide où liquide à la pression atmosphé- rique où à touteautre pression donnée.
La vide dynamique dépend aussi de la vitesse de dépla- cement d'un corps dans un liquide ou fluide de densité et de pression variables.
Le vide dynamique., quel que soit le corps fluide ou liquide en mouvement qui se déplace dans un autre corps flui- de ou liquide; est toujours admis sans possibilité de détente.
Si l'eau est à la pression atmosphérique, sa vitesse pour entrer dans le vide correspond à V = v 2gh ou h = 10 m,33 et V comme on l'a vu plus haut correspond à 14 m, 20 environ.
Dons un corps qui se déplacerait à une vitesse de 14 m,20 à la seconde dans de l'eau à la pression atmosphérique créerait un vide dynamique = 0
Si maintenant un corps se déplace à une vites se de 28 m seconde dans de l'eau à la pression atmosphérique il en résulte que le vide dynamique sera supérieur à zéro. Si on considère en effet la vitesse du corps comparé à celle de l'eau pour en- trer dans le vide, on constate que la vitesse de celui-ci est deux fois plus grande .
Pour pouvoir évaluer l'intensité du vide dynamique, il suffit de calculer la hauteur qui permettrait à l'eau de lui donner une Vitesse capable de poursuivre le corps en mouvement,
EMI3.1
on a toujours V=V25Th =v = 33 -7.r. mètres, ou correspond toujours Vws V2g Y r96 40 luètress correspond à une pression de 4 kgs d'eau. Si donc il faut descendre à 40 mètres pour obentir un vide nul la dépression ou vide dynami- que oorrespond donc à moiss- 4 kgs par cm2 pour le corps, qui est considéré se déplaçant dans 1 eau.
Il n'y a pas égalité de vide dynamique suivant qu'un même corps se déplace à une même vitesse seconde dans des fluides ou liquides soumis à une égale pression mais de densités diffé- rentes.
<Desc/Clms Page number 4>
On vient de voir qu'un corps marchant à la vitesse de 28 mètre s seconde dans de l'eau à la pression atmosphérique produisait une vide de - 4 kgs .On doit dons prouver que si on fait déplacer ce corps à la même vitesse de 28 mètres à la 'seconde dans du mercure à la pression1 atmosphérique on obtien- dra pas un vide dynamique exact' à - 4 kgs.
Rn effet la vitesse du mercure pour Entrer dans le vide =3 m, 86 à la seconde et cela correspond à la pression de Ikgom2. si on doit avoir une vitesse de 28 m. le mercure doit tonber
EMI4.1
d'une hauteur de h = V = 40 mètres de hauteur. V2g La pression da mercure correspondant à 40 mètres
EMI4.2
= p = 52 Kgs 63.
6% Le vide dynamique serait donc de moins 52 Kgs 63 par cm2 dans du mercure.
L'intensité du vidé dynamique négatif est proportionnel à la densité du liquide ou fluide dans le quel se meut un corps de même section et dont la trajectoire reste toujours la même.
Il en résulte qu'il y a avantage à lancer un corps dans un fi- quide ou fluide de densité très légère pour ne pas arriver à lutter o entre un vide dynamique qui peut atteindre des valeurs considérables et nuire au bon fonctionnement d'une machine.
Dans le tourniquet hydraulique ordinaire voir fig I tel qu'il est décrit ci-dessus il n'y a qu'un principe appliqué;, celui de la réaction de l'eau sur l'air en admettant de l'eau sous pression au moyeu , pression qui reste constante dans tout le système depuis son entrée jusqu'à la sortie de l'ajutage si l'on ne tient pas compte despertes par frottement dans le moyeu et lebras.
On va examiner maintenant le tourniquet hydraulique non plus à pression constante entre le moyeu et la sortie nais à pression variable et basé sur différents principes de mécanique dynamique de relativité physique tels qu'ils sont énoncés plus haut et d'autre dont l'exposé suivra.
<Desc/Clms Page number 5>
Le tourniquet hydraulique dont on représente les figures 2-3 et 4 possède un arbre creux cônique A , un moyeu M et quatre bras Bl,B2. B3 B4 de forme conique, au bout de ces bras se trouve quatre courbes à 90 C1, C2,C3,C4 au bout desquelles sont raooordés des ajutages a1,a2,a3,a4 de section appropriée et de forme déterminée par les calculs.
L'ensemble des bras creux et courbes forme corps dans une roue pleine de dimensions appropriées ayant encore des oaraotéristiques spéciales données suivants certains calculs de relativité.
L'ensemble en une partie de 1 ensemble des principes appliqués à cette roue formant l'objet de la présente invention.
Le présent tourniquet hydraulique est conçu pour tourner dans un plan horizondal et doit être lancé à une vitesse appro- priée pour donner à l'eau sortant des ajutages a1,a2,a3,a4 une pression de sortie très grande. L'eau ou le liquide ou fluide admis à l'entrée de la roue étant admise à une pression iffé- rieure, égale ou supérieure à la pression atmosphérique.
On supposera par conséquent une roue qui sera commandée par une roua dentée et un pignon cônique ét tournant dans l'air à la pression atmosphérique et qui est conçue comme ci-dessus voir fig.4. On donne ci-après tous les principes applicables à oette roue commandée pour qu'elle soit susceptible de donner une réaction et de donner une pression assez conséquente à la sortie deajutages sans devoir développer la force motrice nécessaire à donner la puissance vive récupérable à la sortie des dits ajutages.
Dans les figures 2,3 et 4 annexées on remarquera:
I ) que la tuyauterie d'amenée A. ,qui peut être une tuyaute- rie d'aspiration ou encore une tuyauterie sous pression, à une forme conique dirigée vers le moyeu.
Pour éviter toute contreverse on fera remarquer que cette forme conique est calculée d'après la loi V = V2 gh ou g = l'ac- oélératicn 9,81 qui oblige tout corpsfluide à amincir son épais- Beur*
<Desc/Clms Page number 6>
En effet, si,on verse une tasse d'eau, on constatera que la colonne liquide s'amincit au fur et à mesure de sa chu te pour devenir un mince filet au sol.
La vite sse étant variable pendant la chute ou l'admis- sion à la tuyauterie, on devra observer la loi Q = S x v.
Canne le débit q est constant et que la vitesse est varia- ble, on doit en tout temps dans la tuyauterie d'amenée A avoir l'égalité S x v = s x V, d'oÙ la forme conique appliquée à l'arbre creux considéré comme tuyau d'amenée au centre du moyeu.
La. tuyau d'amenée A doit être calculé aussi pour donner un débit Q suffisant, qui sera réclamé par la rotation des bras de la machine.
Dans le mcyeu M aboutissant les quatre bras B1,B2 B3 et B4 voir fig. 4.
La forme même du moyeu doit être calculée pour qu'en tout temps le débit 0 reste une constante malgré l'augmentation de section due à l'entrée du liquide dans le bras.
Le diamètre D à l'entrée du moyeu correspond exactement à la section d'entrée de tous les bras ou aubes. L'intérieur du moyeu à partir de la maissance de ce s bras ou aubes possédera un cône plein C dont la section à la naissance des bras en com- mençant par le haut est nulle et dont la section au centre de sec- tion est égale à IID2 et dont la section à la base des bras sera IID2 Quelque soit le nombre de bras et la section des bras ,cette règle doit être appliquée.
L'application, du principe d'Arohimède sur la vitesse d'un corps se déplaçant sur un rayon, est appliquée pour les bras PljB2 'Les bras peuvent epouser toutes fuîmes quelconques, B1,B2,B3,B4.toutefois si on considère le bras dans la vue en plan figures 2 et 3 on remarquera: a) qu'un coté du bras, o'est à dire celui opposé au sens de rotation de la roue, épouse la génératrice d'un rayon ou d'une parallèle à un ray on. b) que l'autre côté du bras se trouvant dans le sens de rotation est oblique sur l'autre.
<Desc/Clms Page number 7>
Si on considère la fig.4 on remarquera qu'en outre l'axe du bras fait un angle Ó avec l'horizontale. Cet angle Ó est prévu pour lutter contre l'action de la pesanteur sur le liqui- de en mouvement dans le système qui tourne et dépend d'une part de la vitesse réelle du liquide dans le bras en tous les points et de la densité de ce liquide.
En supposant qu'une masse liquide ait une vitesse de 30 mètres /seconde en un point du bras et ce dans le sens de l'horizontal. L'action de la pesanteur agira sur cette masse, d'une part on aura le vecteur mv2 représentant la quantité de mouvement et d'autre part le poids de la masse.
Rn supposant que ce soit I litre seconde, on aura: m v2 = o,II x 900 = 99 et P = 1
On trace les deux vecteurs.
R étant la résultante donnera la, direction de 1 axe du bras Pour la forme à donner au bras, il faut donc suivre les trois règles précédentes.
Mais ce qui est de loin le plus important et d'où dérive la bonne marche de la roue, c'est de donner au bras une section d'en- trée et de sortie appropriée.
Le caloul des sections des bras dépend du principe d'Ar- chimède dur la vitesse en spirale d'un corps qui se déplace le long d'un rayon. Ce corps peut être solide, liquide ou fluide là se trouve les variantes du calcul de la section des bras à l'en- trée et à la sortie.
La forme des bras sera conique ou d'autre forme quelcon- que mais dont la section va en diminuant vers la sortie.
3) Un nouveau principe de relativité dynamique y est appli- qué- La vitesse de translation de la masse liquide dans les bras dépendant de la vitesse de rotation de la roue et découlant de l'ac- oélération dans le mouvement relatif #2x qui est produit par la force centrifuge combinée avec la force d'entrainement. Cette accélération #2x n'est pas une constante et elle varie avec la
<Desc/Clms Page number 8>
densité du fluide ou liquide pour une même vite sse de rotation.
De telle sorte que pour chacun des cas, on doit rechercher la valeur desaccélérations suivant les liquides ou fluides que l'on a à transporter ou à lancer hors des ajutages. Il résulte que ,le on doit rechercher l'accélération pour tous les corps fluides et liquides pour pouvoir calculer la section et à l'entrée et à la, sortie desbras.
Il résulte des expériences qu'en hydrodynamique d'après les calculs de l'accélération dans le mouvement relatif on peut faire sortir l'eau d'une roue semblable dans les con- ditions différentes ci-:prés. a) à une vitesse inférieure à la vitesse tangentielle de la roue b) à une vitesse égale à la vitesse tangentielle de la roue c j, à une vite sse supérieure à la vitesse tangentielle de la roue
Les vitesses inférieures et égales à la vitesse de la roue sont nuisibles à la bonne marche de la roue, car, si la vitesse est inférieure l'eau est entraînée dans le sens de rotation de la raue et sa réaction est nulle d'ou résultat inverse,
la roue joue le rôle de frein.Si la vitesse est égale on obtient un équilibre de puissance absorbée.
Dans les cas ou la vitesse de l'eau est supérieure à la vitesse tangentielle de la roue,alors un a la réaction qui se produit et cette réaction est d'autant plus grande que l'écart entre la vitesse de rotation et la vitesse de sortie à l'aju- tage est grand.
Aucune roue hydraulique ou autre ne peut, jusqu'à. ce jour, donner une puissance vive à la sortie,capable d'une réaction si elle doit produire cette réaction par sa conception même et en partant d'une pression pour ainsi dire nulle au départ.
La roue que l'on décrit est calculée sur les principes ci-dessusnais une vitesse supérieure à la roue a donné comme résultat de permettre de donner à l'eau une puissance vive très grande. Une roue est parvenue à donner à 70 m de vitesse à
<Desc/Clms Page number 9>
la seconde une vitesse de sortie de 13om à la sec aide. Cette roue a démontré la réaction dans l'air à la pression atmosphé- rique car la dépense peur lancer I litre d'eau à 130 m seconde = Ú2gh = ce qui correspond à une chute de 900 mètres environ, a été en puissance absorbée 1,5 CV.
EMI9.1
Donc pour le calcul de la section des bras ¯S l ;2ep3e.4 il découle de l'accélération @2x suivant les liquides ou flui- des. Cette accélération donnant une vitesse qui s'accélère de plus en plus au fur et à mesure que 1 on s'éloigne du centre, on doit encore maintenir la formule Q = S x V.
A l'entrée on aurait une vitesse v1 à la sortie une gran- de vitesse v1 de telle sorte que pour le bras
B1, on devra avoir :
EMI9.2
81 x vl = 81 x Vi
Pour donner à l'appareil exactement le plus haut rende- ment il fait que le débit à la seconde depuis son entrée à l'ar- bre creux A ou tuyaux d'amenée jusqu'à la sortie desajutages al a a3 a4 ,soit égale à une constante.
On aura donc: Q = S x v
Q = s2x v2
EMI9.3
Q = nD2 x 2 dans le moyeu. Q = ITD2 x V2 au centre du rgoieu 8
EMI9.4
Q = ttD2 x v2 du moyeu = Ql = IID2 x Vl pour l'entrée au bras B1 Q2 = tID2 x V2 pour l'entrée au bras B2 Q3 = 2 x V3 pour l'entrée au bras B3 Q4 = r!D2 x V4 pour l'entrée au bras B4 16
EMI9.5
A la sortie Q = 1:11 x Vl + S2 x V2 + s3 x V3 + s4 x V4
Rn outre pour avoir un résultat tcut à fuit positif, il faut qu'on récupère la puissance vive instantanée qui peut être donnée par la pression atmosphérique devant le vide telle qu'elle a été établie dans le premier principe de relativité.
On suppose qu'au moyeu de la roue se produit un vide dy-
<Desc/Clms Page number 10>
namique, l'action de la pression atmosphérique se fera sentir àt la puissance récupérable serait égale à la masse x par la vi- tesse au carré sur deux ou MV2.
2
D'un autre côté, il faut essayer d'établir que la masse instantanée à la sortie soit m de ,telle sorte que l'on a mv2
2 Si ion. fait MV2 = mv2 la puissance à développer pour vaincre
2 2 l'inertie du liquide ou fluide sera égale à zéro de telle sorte que la puissance P
P = Mv2 - mv2= 0
2 2
Les coudes C1,C2,C3, et C4 doivent être courbés à 90 pour pouvoir produire un effort tangentiel: convenable lorsque la roue est en réaction.
Sur les coudes C1,C2,C3 et C4 on place ordinairement des ajutages al,a2,a3,a4 ayant la fomre de la figure 5 ci-jointe.
L'angLe prévu pour le cône de l'ajutage = 30 àt la longueur droi- te du trou de sortie pour un liquide est égalen au diamètre de la section de sortie.
Rn ce qui concerne les ajutages pour les corps fluides et gazeux on fera remarquer que ceux-ci épouseront la forme de la figure 6 et que la longueur droite du trou de sortie pour le fluide sera égale au diamètre et qu'en outre il y aura encore une même longueur épousant une courbe de détente à déterminer' sui- vant les cas que l' on a à résoudre.
Chaque ajutage outre son diamètre de sortie qui est bien détenniné à un diamètre extérieur qui est toujours égal à 3 à 4 fois son diamètre de sortie du liquide.
La surface Si de l'ajutage sert à laisser produire le videdynamique dans le milieu ambiant dans lequel tourne la roue telle que on l'examine dans le second principe qui a été exposé au début sur la relativité dynamique du vide d¯ à un corps qui se meut dans un fluide ou liquide.
Les roues des fig. 2 et 3 peuvent être conçues d'une seule
<Desc/Clms Page number 11>
pièce d' où l'on ferait sortir tous les détails des principes énoncés en la coulant d'une pièce en bronze ou en autre métal.
On fera enfin remarquer le rayon 1: voir fig.2 qui est imposé dans la construction pour éviter les frottements dus à un angle vif.
Après la sortie de l'ajutage la roue à encore une forme spéciale figure 7 pour combattre le vide dynamique qui freine à l'ajutage et pour permettre une réaction efficace du liquide sortant de l'ajutage sur le milieu ambiant ou elle tourne. Cette forme est aussi déterminée suivant le fluide ou liquide ou la roue ainsi que la pression de ces fluides ou liquides,
La figure 7 représente les vues de côté de la roue avec le came de l'ajutage mmtrant la sortie du liquide et l'endroit de rencontre de la veine liquide avec le milieu ambiant. Les deux triangles Tl et T2 hachurés légèrement montrant les cassures faites spécialement dans les flasques de la roue, afin de lutter contre le vide dynamique, ce que l'on appelle dans la suite les amincissements ou échancrures TI, T2.
La fig.8 représente l'ensemble d'une installation avec tourniquet tournant dans un réservoir hermétiquement fermé.
L'installation se compose d'une chaudière 1 susceptible de recevoir de l'eau sous pression. Cette chaudière aura un cou- vercle 2 en fente ou acier coulé ou tout autre métal sur lequel viendra a même de fonderie la boite à bourrage 3. ainsi que les supports de paliers à bille 4 et 5- en outre un demi carter 6 contenant les pigeons de commande de la roue,
une plaque support 7. pour la pompe à huile 8 dans la partie inférieure du couvercle on aura deux supports 2.et 10sur lesquels vient se fixer la boite à butée II dans laquelle se trouve une bûtée à bille 12 et une buselure en bronze 13 guidant le bout d'arbre 14 de la roue tourniquet 15
A la partie inférieure du couvercle on remarquera encore
<Desc/Clms Page number 12>
le réservoir collecteur d'huile 16, dans lequel aboutit une con- duite 17 qui renvoit l'huile dans le réservoir 18 ou se fait l'aspiration de l'huile par la pompe à haute pression 8¯. Sur la oonduite 17 il sera prévu un robinet 19 ainsi qu'un indicateur de niveau d'huile 20.
Le réservoir 18. sera hermétiquement fermé par un couvercle 21. De ce réservoir partira la conduite d'aspi- ration) 22 allant à la pompe à huile 8
Sur le couvercle 2 on aura un manomètre de pressicn 23 en outre il seraprévu une soupape-de sûreté réglée à la pression maxima que peut subir la chaudière.
Dans la boite à bourrage 3 on remarquera une buselure en bronze pour la friction de l'arbre. Cette buselure en bronze sera prévue avec des encoches 25 pour forcer la chute de pression et diriger le graissage. Dans une de ces encoches 25 aboutira la conduire de refoulement 26, venant de la pompe à haute pression 8
Nn aura en outre dans la boite à bourrage 3 les bourrages 27 qui seront comprimés par la presse-étoupe 28.
Sur le demi-carter 6. viendra se fixer la partie supérieure du carter 29 dans lequel se trouve une boite à bourrage 30, ain- si que le chapeau du palier à bille 4..
Dans la boite à bourrage 30 on remarquera la buselure en, bronze 31 ainsi que le bourrage 32 qui sera comprimé par le pres- se étoupe spécial 33.
Sur une face du presse étoupe 33 sera placé un manomètre à vide avec robinet 34 qui enregistrera les dépressions s'il y an a ,en outre il aura un collet pour recevoir la vanne de décharge 35. qui communique aveo le réservoir 36,
Sur une face du presse étoupe 33 on aura encore un collet pour fixer une tuyauterie d'amenée 31. venant du refoulement de la chaudière I.
La turbine 15 est commandée par un arbre creux spécial 38 dont la forme intérieure est cônique. Cette arbre conique aura un collet spécial 3.2. 'pouvant recevoir une butée à bille 40
<Desc/Clms Page number 13>
Sur cette arbre creux 38 est fixé un pignon cônique 41 qui est commandé ou qui commande la roue dentée 42 qui est fixée à un arbre 43.
Sur l'arbre 43 se trouveune poulie :fixa 44 et folle 45 ainsi qu'un accouplement élastique 46 commandant la pompe à haute pression d'huile 8
Sur lachaudière I on aura à la partie inférieure une vanne ou robinet 47 ainsi que la tuyauterie de refoulement 48 sur la- quelle vient se fixer un bobine trois voies 49 permettant de diriger le refoulement par la tuyauterie 50 dans le réservoir
36 ou encore directement sur la roue par la tuyauterie ?il. qui est en communication avec le pre sse étoupe spécial 33.
Sur la chaudière I on aura encore un indicateur de ni veau d'eau 5I qui indiquera à tout manant le volume d'eau et d'air qui setrouve dans celle-ci.
Le fonctionnement ce comprend aisément comme suit.
I) La roue tourniquet tourne dans un réservoir pouvant , contenir de 1 air sous pression.
La figure 8 dont on a donné la description montre l'en- semble d'une installation pemblable,
L'eau sera ammeée en charge du réservoir 36 dans l'arbre creux 38 et de la au centre du moyeu de la roue 15 qui la lancera dans la chaudière I.
Le démarrage se fera à la pression atmosphérique,plus la hauteur de chute comprise entrele Béservoir et le centre de la roue.
On fera remarquer que la tuyauterie du réservoir jusque l'arbre creux est cônique et suit le lois donnéesprécédemment.
Un manomètre à vide est placésur le presse étoupe 33.pour pouvoir constater s'il y a une dépression à l'aspiration. Normalement le manomètre à ±/-de doit rester à zéro 08 est qu'alors la tuyauterie est calculée juste. Si on place un manomètre de pression à la place du manomètre à vide il doit aussi être à zéro. Sir les deux !::il manomètresrestent à zéro 0' est, que la tuyauterie est calculée exac-
<Desc/Clms Page number 14>
cément pour le débit de la roue. Voila en résumé le contrôle de la tuyauterie d'aspiration réalisée lorsque la roue est en mou- vement.
La roue!5. débitera son liquide par les ajutages dans la chaudière 1. au démarrage le liquide montera dans la chaudière et comprimera l'air qui s'y trouve d'après la loi de Mariotte.
On pourra aussi lancer de l'air sous pressions dans la chaudière pour avoir la pression désirée ou l'équilibre de pres- sien entre celle de l'eau à la sortie des ajutages.
On a trouvé précédemment qu'une roue tourniquet telle qu'elle a été décrite plus haut était à même de donner à la sor- tie des ajutages une pression très grande voir 100 atmosphères et plus si on le veut.
Toutefois on fera remarquer que toutes les roues qui serait utilisées pour la réalisation d'un appareil tell qu'il est décrit ci-dessus, doivent être à réaction'totale, c'est à di- re que la roue doit débiter l'eau à une vitesse supérieure à la vitesse de rotation. de la roue. L'écart entre la vitesse de sertie et l'ajutage peut atteindre des variantes de l'ordre de I% à 1000% et plus.
On fera remarquer que plus l'écant de Vitesse est grand. entre la vitesse de sortie à l'ajutage et la vitesse de' rotation de la roue,plus grande réaction obtiendra -t-on.
En examinant deux cas importants ou la roue tourne dans de l'air à des pressions différentes dans la chaudière.
±)La roue tourne dans de l'air à I kg de pression.
Pour réaliser cette première expérience, il suffit ,lors- que la roue débite, de laisser cotprimer l'air se trouvant dans la claaudière et on obtiendra I kg de pression lorsque l'eau occupera la moitié du volume de la .chaudière('. Il est important de connaitre à ce moment la densité de l'air et théoriquement ion trouvera 0,002586 kgs par litre. L'eau sortant des ajutages viendra donc frapper {air de pa puissance vive totale. En supposant que ce soit 100 mètres la vitesse de sortie et que la section des quatre ajutagesde la roue soit égale à Icm2.
<Desc/Clms Page number 15>
Le débit à la seconda correspondra donc I cm2 x 10.000- 10.000cm3 ou à 10 litres seconde.
La puissance vive que cette eau peut développer en réaction est égale à MV2
2
EMI15.1
MatE. = 10 lys = 1,019 - V = 100 m - V2 = 10.000 g 9,8I MV2 = 1,019 x 10.000 = 5095 kilograjnnetres seconde.
2 2 La puissance vive héoupérable en HP = 5095= 79 HP
75
Mais l'eau venant frapper aveo cette puissance vive,l'air se trouvant dans la chaudière à I kg de press ion produit une réac- tion sur cette puissance vive.
La valeur de la réaction correspond à la pression P ou à la foroe multipliée par le chemin parcouru à la seconde par l'eau multipliée par lasection unitaire de pression qui est le cm2
Rn effet la pression correspond à i kg par cm2 la veine qu' on vient de considérer soBtant des ajutages correspond également à un cm2 .Le chemin parcouru par l'eau en une seconde correspond à 100mètres
La puissance de réaotion sera donc de I kg x 100 maîtres x I seconde = 100 kilogrammètres seconde.
Donc la roue tournant dans des conditions déterminées ci- dessus ne peut faire qu'une réaction de 100 kilogrammètres con- tre une puissance vive de 5095 kilogrammètres.
2 Calcul de la pression idéale de réaotion sur le tour- niquet tournant dans les conditions ci-dessus.
Le maximum de réaction que l'on peut réaliser dansce cas correspond à la puissance vive de sortie de l'eau à la seconde ou à 5095 kilogrammètres.
On vient de voir ci-dessus que pour I kg et sur I cm2 de section de sortieon avaitureréaction de 100 kilogrammètres- la Vitesse de sortie de l'ajutage étant de 100mètres à la seoon- de.
<Desc/Clms Page number 16>
Comme dans les mêmes conditions de marche c'est à diremême vitesse de rotation donnera toujours T00 mètres à la seconde pour avoir une réaction de 5095 kilogramme très il faudra une pression correspondant à 5095 = 69,95/kgs cmw.
A la pression de 50,95 kgs cm2 on aura donc équilibre entre la puissance vive Bortie de l'eau et la réaction sera pour ainsi dire totale pour une vitesse de la roue qui est bien détenninée 50 mètres à la seconde.
Dans le cas ou lapression dépasserait 50,95 kgs par cm2 la réaction devenant plus grande que la puissance vive de sortie de l'eau à l'ajutage forcerait alors la roue à tourner à une vitesse plus grande.
On a démontré que l'on pouvait donné à l'eau une puissan- ce vive à l'ajutage très grande sans être obligé de dépenser la force motrice nécessaire à cette puissance vive nn a obtenu des écarts de I à 10 comme résultat, écart queon peut encore augnenter suivant lescas.
Pour le cas présent, si on tient le rapport I à 10 pour l'écart entre la puissance vive nécessaire pour lancer l'eau à 100 mètres à la seconde et la puissance vive récupérable à. l'ajutage , on aurait dore, une dépense de 5095 kilogrammètres x 1 10 =509,5 kilogrammètres pour faire tourner la roue au démarrage ce quicorrespond à 7,9 Cv de puissance absorbée. fin admettant avec les coefficientsde frottement qu'on absorbe encore 2,1 CV la puissance absorbée totale serait égale à 10 CV à la mise en marche ou à 750 kilogrammètres.
On vient de voir que la réaction donnait 100 kilogrammètres de réc upér ati on par kgs de pression.
Il faut done vaincre les frottements et l'absorption de puissance de l'eau pour la lancer à 100 mètres seconde ce qui cor- respond à 750 kilogramme très.
La. pression qui permettra la réaotion pour vaincre les
<Desc/Clms Page number 17>
frottement sera donc de 750 = 7,5 kgs par cm2
100 Il restera (moere dans les mêmes conditions de vitesse de la roue comme force motrice la différence entre 50,95 kgs - 7,5 kgs = 43 kgs 45 de réaction par cm2 et sur 100 mètres à laseconde ou 4345 kilogrammètres seconde ce qui correspond à 69 HP.
Il est bien entendu axe ce cas est prévu pour une roue tournant à 50 mètres seconde donnant un débit de 10 litres à la seconde par une section d'ajutage correspondant à I cm2 donnant de ce fait une vitesse de sortie de 100 m. à la secon- de pour tous les autres cas il s'agira de contrôler les écarts de vitesse et la réaction que l'on. peut obtenir.
La roue automul tiplicatrice de réaction et de puissance.
Dans le premier cas on a pris, le cas de la roue tourniquet débitant de l'eau arrivant à la pression atmosphérique plus une faible hauteur de chute pour arriver au centre de la roue.
Il en est résulté qu'on à trouva une augnentation de puis- sance et prouvé que l'appareil devenait de lui-même automoteur tout en débitant del'eau sous pression.
Le cas qu'on va considérer ci-après se rapporte à la même turbine seulement au lieu d'admettre l'eau au centre de a roue on renvoi l'eau sous pression de la chaudière directement sur la roue.
Pour réaliser ce cas particulier on a plasé (figure 8) ' sur la conduite de refoulement 48,un robinet '. trois voies 49 qui peut se mettre en communication avec l'admission centrale de la roue 38 par la'tuyauterie37, Lorsqu'on réalise ce qu' on appelle le circuit fermé on ferme la vanne 35 se trouvant en dessous du réservoir d'alimentation 36.
Pourquoi réalise-t-on ce cas de renvoyer la pression d'eau venant de la chaudière directement au centre de roue ? I) Pour avoir une plus grande pression à l'entrée de s bras du tourniquet et pour augmenter encore de cefait la vitesse
<Desc/Clms Page number 18>
de sortie de l'eau aux ajutages de la roue ce qui provoquera une réaction beaucoup plus grande..... !
Dans le )cas qu'on a considéréplus haut si en prenant l'eau à la pression atmosphérique plus une faible hauteur des chuteson parvient à donner à cette eau une impulsion, de 100 mètres à la seconde. Si on quadruple la pression de l'eau arrivant au centre de la roue on doublera la vitesse de sortie et on la portera à 200 mètres seconde au lieu de 100 mètres.
La réaction sera deux fois plus grande pour une même pression considérée entre le I) cas et le cas présent mais par contre une plus grande vitesse de sortie permettra aussi d'avoir une puissance vive récupérable beaucoup- plus grande.
EMI18.1
soit MV2 = 2,018 x 40.000 = 40760 kilogrammètres. 2 2
Ce qui représente huit fois la -valeur que l'on a atteint dans le premier cas.
La réaction ne sera que doublée mais par contre on pourra atteindre des pressions de réaction totale huit fois plus grandece qui donnerait à la machine toutes les possibilités pour les écarts de puissance que l'on voudrait réaliser avec un même type de roue
On n'approfondira pas plus ce problème qui est une résul- tante de ce qu'on a expliqué précédemment. on pourrait emcoreremplacerla tuyauterie 37 par une tur- bine hydraulique noyée qui. renverrait sa décharge dans la tuyau- terie d'aspiration de la roue toumiquet.
@
On pourrait encore arriver ainsi à maintenir une pression très grande à l'entrée de la turbine et une pression de sortie représentant une pression encore assez: conséquente pouvant permettre de réaliser l'automultiplicatrice de réaction et de puissance.
Si la, turbine hydraulique se plaçait' en, lieu et @ place du tuyau de' refoulement 50. dans ce oas, on récupérerait la
<Desc/Clms Page number 19>
puissance de la pression de l'eau sortant de la chaudière,en agissant directement sur la turbine l'eau d'échappement revien- drait dans le réservoir d'alimentation 36 de la roue tourniquet.
Ce cas est une variante qui n'est pas à conseiller.
Finalement on peut signaler l'application du vide dyna- Inique, pour la réalisation d'un ftain hydrauliqw au moyeu d'une roue comportant unefonne périphérique comme décrits ci-dessus formant un vide derrière les plans radiaux voir fig.9 .
Ce sont là les diverses applications complètes d'une ins- tallation automotrice avec tous les stades nécessaires à la réa- lisaticn et contribuant la récupération. maximum de l'énergie qui serait donnée par la roue tourniquet dont on a développé tous les principes.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.