jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
du pinceau lumineux, révélait dans les portions éclairées la présence du brouillard, les parties demeurées obscures en étant exemptes. Des ondes fixes de compressions locales se manifestaient aussi, semblables à celles d'un jet d'air comprimé. Ces observations montrèrent que la zone de vapeur exempte de brouillard n'existe pas seulement au voisinage immédiat de l'orifice, comme le croyait M. Helmholtz, mais qu'elle se prolonge bien avant dans l'intérieur du jet, avec une dilution progressive dans le milieu ambiant. En employant des tuyères convergentes-divergentes en verre, on peut constater que l'écoulement se maintient absolument clair jusqu'à la section contractée après laquelle commence l'aspect de brouillard. Cette limite de la condensation conserve la même position si l'on fait varier la pression initiale p,,, et elle gagne quelque peu vers l'intérieur si l'on donne de la surchauffe à la vapeur. Le professeur Stodola explique la sous-réfrigération par des considérations de théorie moléculaire : elle n'est pas due à la trop faible durée de l'expansion ; elle est provoquée par ce fait que les chocs moléculaires contre une goutte produisent un échange si actif de molécules et d'énergie thermique que, même dans la détende la plus rapide, la température ne peut s'éloigner beaucoup de celle qu'assigne, pour l'équilibre à la pression régnante, la tension capillaire superficielle. Il est facile de voir la perte de rendement que représente le passage dans une turbine de vapeur à l'état sous-réfrigéré ou sursaturé, en comparant le diagramme indicateur RSTW (fig. i) pour la vapeur en cet état avec le diagramme correspondant à la détende normale de la vapeur saturée RSVW. La perte de travail correspondante est représentée par la surface STV. Le calcul montre que si l'état de sursaturation pouvait effectivement subsister jusqu'au condenseur, la perte d'énergie serait considérable, ce qui suffirait à expliquer la différence de rendement des turbines selon qu'elles travaillent avec la vapeur saturée ou avec la vapeur surchauffée. Or, pour qu'une goutte d'eau se maintienne, d'une manière stable, en équilibre thermique avec la vapeur normale, il est démontré que sa température doit être plus basse, et l'équilibre complet ne peut exister que quand toute l'eau
qu'assigne, pour l'équilibre à la pression régnante, la tension capillaire superficielle. Il est facile de voir la perte de rendement que représente le passage dans une turbine de vapeur à l'état sous-réfrigéré ou sursaturé, en comparant le diagramme indicateur RSTW (fig. i) pour la vapeur en cet état avec le diagramme correspondant à la détende normale de la vapeur saturée RSVW. La perte de travail correspondante est représentée par la surface STV. Le calcul montre que si l'état de sursaturation pouvait effectivement subsister jusqu'au condenseur, la perte d'énergie serait considérable, ce qui suffirait à expliquer la différence de rendement des turbines selon qu'elles travaillent avec la vapeur saturée ou avec la vapeur surchauffée. Or, pour qu'une goutte d'eau se maintienne, d'une manière stable, en équilibre thermique avec la vapeur normale, il est démontré que sa température doit être plus basse, et l'équilibre complet ne peut exister que quand toute l'eau aura été déposée en une couche à surface plane. Il pourrait donc y avoir de ce chef une perte appréciable dans le rendement des turbines à vapeur. Cependant, le professeur Stodola déduit des expériences directes auxquelles il s'est livré sur ce point et des représentations entropiques qu'il en a faites que, dans les limites pratiques de détende, la perte causée par la sous-réfrigération atteint à peine 1 % de la chute adiabatique. Peut-on conclure de là que, dans les types actuels de turbines à vapeur, le rendement ne doit pas être sensiblement affecté par la perte due à la sous-réfrigération ! Ces turbines sont généralement construites à plusieurs étages, de manière à fractionner la chute de température ; la vapeur n'y est donc pas exactement dans les mêmes conditions que dans une tuyère où la pression initiale se réduit d'une manière continue et non par échelons. La condensation n'intervient rapidement qu'autant que les nuclei ou noyaux condensateurs entrent en action, et il faut, pour cela, que le rapport des pressions dépasse une proportion comprise entre 3,3 et 4. Si on considère, par exemple, une turbine à sept étages dont la détende ira de 17 kilogr. à 100 millimètres de vide,
que, dans les limites pratiques de détende, la perte causée par la sous-réfrigération atteint à peine 1 % de la chute adiabatique. Peut-on conclure de là que, dans les types actuels de turbines à vapeur, le rendement ne doit pas être sensiblement affecté par la perte due à la sous-réfrigération ! Ces turbines sont généralement construites à plusieurs étages, de manière à fractionner la chute de température ; la vapeur n'y est donc pas exactement dans les mêmes conditions que dans une tuyère où la pression initiale se réduit d'une manière continue et non par échelons. La condensation n'intervient rapidement qu'autant que les nuclei ou noyaux condensateurs entrent en action, et il faut, pour cela, que le rapport des pressions dépasse une proportion comprise entre 3,3 et 4. Si on considère, par exemple, une turbine à sept étages dont la détende ira de 17 kilogr. à 100 millimètres de vide, on voit que chaque échelon travaillera en fait au-dessous du rapport critique des pressions, et, admettant que la vapeur y atteigne l'équilibre thermique avant de passer au suivant, il y aura sous-réfrigération à chaque passage, ce qui pourrait entraîner une perte de 40 % environ sur le travail théorique de la vapeur. Mais, pour qu'il en soit ainsi, il faut que le temps s'écoulant entre deux chutes successives de pressions soit suffisant pour permettre la condensation nécessaire à l'équilibre thermique ; or, le temps disponible peut être de l'ordre du 500° de seconde, et ce serait à l'expérience de dire s'il suffit pour obtenir l'équilibre thermique ; on ne peut, jusqu'à plus ample information, affirmer que la sous-réfrigération n'est pas beaucoup plus importante dans le fonctionnement d'une turbine que dans celui d'une tuyère. Si la perte par sous-réfrigération était, par étage d'une turbine, la même que dans une tuyère, ce serait seulement pour les premiers étages que le débit serait matériellement en excès sur celui que donne la théorie ordinaire pour les ajutages, et dans les étages suivants ce débit serait à peu près normal. Les conclusions qui précèdent sont à peu près celles auxquelles conduit le travail du professeur
la vapeur. Mais, pour qu'il en soit ainsi, il faut que le temps s'écoulant entre deux chutes successives de pressions soit suffisant pour permettre la condensation nécessaire à l'équilibre thermique ; or, le temps disponible peut être de l'ordre du 500° de seconde, et ce serait à l'expérience de dire s'il suffit pour obtenir l'équilibre thermique ; on ne peut, jusqu'à plus ample information, affirmer que la sous-réfrigération n'est pas beaucoup plus importante dans le fonctionnement d'une turbine que dans celui d'une tuyère. Si la perte par sous-réfrigération était, par étage d'une turbine, la même que dans une tuyère, ce serait seulement pour les premiers étages que le débit serait matériellement en excès sur celui que donne la théorie ordinaire pour les ajutages, et dans les étages suivants ce débit serait à peu près normal. Les conclusions qui précèdent sont à peu près celles auxquelles conduit le travail du professeur H. Callendar (On the Steady Flow of steam through a Nozzle), inséré dans les Proceedings of Mechanical Engineers, de janvier 1915. Cet auteur produit un ensemble de formules exprimant les relations entre les pressions, les débits et les sections contractées et se rapprochant notablement de celles qui correspondent aux gaz parfaits. Il s'occupe aussi de l'effet du frottement contre les parois de la tuyère, lequel contribue à augmenter encore l'entropie et à diminuer l'utilisation calorifique pour une limite de pression donnée. La perte due au frottement dépendra de la forme de la tuyère et aussi des pressions initiale et finale; en admettant qu'elle varie proportionnellement au carré de la vitesse, elle sera proportionnelle à la chute totale de chaleur, et, à défaut de données plus précises, on pourrait admettre une proportion du dixième. Si la chute se divise en un grand nombre d'échelons, comme c'est le cas de beaucoup de turbines, et si la variation de vitesse est faible, la correction pour le frottement, les fuites, etc., peut être appliquée à une fraction constante (généralement 1/3) de la chute relative à chaque échelon. Lorsqu'on allonge une tuyère convergente-divergente avec une section et une pression terminale constante, en réduisant l'angle de
parfaits. Il s'occupe aussi de l'effet du frottement contre les parois de la tuyère, lequel contribue à augmenter encore l'entropie et à diminuer l'utilisation calorifique pour une limite de pression donnée. La perte due au frottement dépendra de la forme de la tuyère et aussi des pressions initiale et finale; en admettant qu'elle varie proportionnellement au carré de la vitesse, elle sera proportionnelle à la chute totale de chaleur, et, à défaut de données plus précises, on pourrait admettre une proportion du dixième. Si la chute se divise en un grand nombre d'échelons, comme c'est le cas de beaucoup de turbines, et si la variation de vitesse est faible, la correction pour le frottement, les fuites, etc., peut être appliquée à une fraction constante (généralement 1/3) de la chute relative à chaque échelon. Lorsqu'on allonge une tuyère convergente-divergente avec une section et une pression terminale constante, en réduisant l'angle de divergence, on accroît la perte due au frottement ; mais on réduit celle qui résulte de la sous-réfrigération ou sursaturation, en donnant plus de temps à la vapeur pour se condenser et en redressant les trajectoires d'écoulement. L'angle de divergence le plus convenable est, sans doute, celui qui compense ces effets opposés. A. GOUPIL, Ingénieur en chef des Ponts et Chaussées. ART NAVAL LA TRANSMISSION SOUS-MARINE DU SON et son application à la découverte des sous-marins. Il y a déjà une vingtaine d'années que l'on a cherché à se servir pour la navigation de la transmission sous-marine du son, au moyen d'un système de signaux sonores émis et perçus dans l'eau, et permettant aux navires de naviguer en sécurité près des côtes par un temps de brume qui ne leur permet pas d'apercevoir les signaux de jour et de nuit. Le grand avantage des signaux sonores sous-marins est, en effet, d'être indépendants des perturbations atmosphériques, qui affectent d'une façon si troublante les signaux émis dans l'air. La vitesse de propagation des ondes sonores à travers l'air, qui est en temps normal d'environ 340 mètres par seconde, est bien loin d'être constante. De plus, dans certaines circonstances de temps, les variations
effets opposés. A. GOUPIL, Ingénieur en chef des Ponts et Chaussées. ART NAVAL LA TRANSMISSION SOUS-MARINE DU SON et son application à la découverte des sous-marins. Il y a déjà une vingtaine d'années que l'on a cherché à se servir pour la navigation de la transmission sous-marine du son, au moyen d'un système de signaux sonores émis et perçus dans l'eau, et permettant aux navires de naviguer en sécurité près des côtes par un temps de brume qui ne leur permet pas d'apercevoir les signaux de jour et de nuit. Le grand avantage des signaux sonores sous-marins est, en effet, d'être indépendants des perturbations atmosphériques, qui affectent d'une façon si troublante les signaux émis dans l'air. La vitesse de propagation des ondes sonores à travers l'air, qui est en temps normal d'environ 340 mètres par seconde, est bien loin d'être constante. De plus, dans certaines circonstances de temps, les variations subites de la transmission aérienne du son sont telles que, s'il est déjà très difficile à un navire d'entendre un son puissant émis même à une courte distance, il est presque impossible de déterminer, même avec une grossière approximation, la direction de provenance du son et la distance de la source qui l'émet. Les sons sous-marins présentent des conditions bien supérieures. La vitesse de propagation du son dans l'eau est d'environ 1430 mètres à la seconde, soit 4.2 fois plus grande que celle du son dans l'air. De plus, tandis que la diffusion du son dans l'air se produit d'une façon irrégulière, la transmission du son dans l'eau se produit d'une façon uniforme et dans des directions rectilignes, soit par suite de l'uniformité de la densité de l'eau de mer, même aux petites profondeurs, soit parce que les courants sous-marins n'ont pas la puissance suffisante pour faire dévier le son. Aussi, étant données ces conditions, le son d'une cloche de dimensions modérées, immergée dans l'eau, est perçu distinctement à une distance qui n'est pas inférieure à 12 kilom. et qui peut atteindre 30 kilomètres. C'est surtout aux États-Unis que le système de signaux sonores sous-marins a été appliqué sur une
source qui l'émet. Les sons sous-marins présentent des conditions bien supérieures. La vitesse de propagation du son dans l'eau est d'environ 1430 mètres à la seconde, soit 4.2 fois plus grande que celle du son dans l'air. De plus, tandis que la diffusion du son dans l'air se produit d'une façon irrégulière, la transmission du son dans l'eau se produit d'une façon uniforme et dans des directions rectilignes, soit par suite de l'uniformité de la densité de l'eau de mer, même aux petites profondeurs, soit parce que les courants sous-marins n'ont pas la puissance suffisante pour faire dévier le son. Aussi, étant données ces conditions, le son d'une cloche de dimensions modérées, immergée dans l'eau, est perçu distinctement à une distance qui n'est pas inférieure à 12 kilom. et qui peut atteindre 30 kilomètres. C'est surtout aux États-Unis que le système de signaux sonores sous-marins a été appliqué sur une grande échelle. En 1904 fut constituée la Submarine Signal Company, qui répandit dans le public les appareils perfectionnés par son directeur, M. Millet. Le Génie Civil a donné, dans son numéro du 22 juillet 1905 (t. XLVII, n° 12), une description de l'appareil Millet, que nous ne répéterons donc pas. Nous nous bornerons à compléter les renseignements donnés en nous servant surtout pour cela d'un article du capitaine italien Aristide Luria paru dans la Rivista marittima (Revue maritime italienne) de juillet-août 1915. L'appareil signalisateur est formé par une cloche à marteau, de 35 à 40 centimètres de diamètre, pesant 60 à 70 kilogrammes. Elle est immergée à une profondeur de 6 à 8 mètres, qui a été trouvée la meilleure pour la transmission des ondes sonores (fig. 1), et elle est actionnée, soit par un mécanisme à air comprimé placé sur le bateau-feu, soit par un appareil électrique avec un petit générateur pour les phares, soit, pour les bouées, par un mécanisme automatique que met en action le mouvement des vagues. Le mouvement vertical de la bouée (fig. 2) comprime à l'aide d'un levier V un ressort placé dans une boîte B ; la détente du ressort actionne un battant
Nous nous bornerons à compléter les renseignements donnés en nous servant surtout pour cela d'un article du capitaine italien Aristide Luria paru dans la Rivista marittima (Revue maritime italienne) de juillet-août 1915. L'appareil signalisateur est formé par une cloche à marteau, de 35 à 40 centimètres de diamètre, pesant 60 à 70 kilogrammes. Elle est immergée à une profondeur de 6 à 8 mètres, qui a été trouvée la meilleure pour la transmission des ondes sonores (fig. 1), et elle est actionnée, soit par un mécanisme à air comprimé placé sur le bateau-feu, soit par un appareil électrique avec un petit générateur pour les phares, soit, pour les bouées, par un mécanisme automatique que met en action le mouvement des vagues. Le mouvement vertical de la bouée (fig. 2) comprime à l'aide d'un levier V un ressort placé dans une boîte B ; la détente du ressort actionne un battant qui frappe la cloche. La battante ne se détache qu'après une certaine compression du ressort et, par suite, on obtient chaque fois la même intensité du son. Si la mer est agitée, la cloche est frappée beaucoup plus souvent que si la mer est calme, mais le son a toujours la même intensité. L'appareil récepteur a pour partie principale le microphone, qui est construit de façon à n'être sensible qu'aux notes de haute vibration (généralement les cloches sous-marines produisent dans l'air 1025 vibrations complètes par seconde, correspondant au do,,, et dans l'eau 750 vibrations complètes par seconde). Le microphone doit rester sourd à tous les autres sons produits par les bruits internes et externes du navire. L'appareil récepteur se compose de deux transmetteurs du son, de l'indicateur de direction et de deux récepteurs téléphoniques. Les deux transmetteurs, contenant chacun un microphone, sont fixés à l'avant du navire à l'intérieur de la coque dans deux compartiments étanches, l'un à droite et l'autre à gauche, au-dessous de la ligne de flottaison. Chacun d'eux se compose d'une boîte métallique cylindrique contenant une solution sursaturée de chlorure de sodium, dans laquelle est suspendu le microphone. La partie ouverte de la boîte est appliquée, par
la même intensité. L'appareil récepteur a pour partie principale le microphone, qui est construit de façon à n'être sensible qu'aux notes de haute vibration (généralement les cloches sous-marines produisent dans l'air 1025 vibrations complètes par seconde, correspondant au do,,, et dans l'eau 750 vibrations complètes par seconde). Le microphone doit rester sourd à tous les autres sons produits par les bruits internes et externes du navire. L'appareil récepteur se compose de deux transmetteurs du son, de l'indicateur de direction et de deux récepteurs téléphoniques. Les deux transmetteurs, contenant chacun un microphone, sont fixés à l'avant du navire à l'intérieur de la coque dans deux compartiments étanches, l'un à droite et l'autre à gauche, au-dessous de la ligne de flottaison. Chacun d'eux se compose d'une boîte métallique cylindrique contenant une solution sursaturée de chlorure de sodium, dans laquelle est suspendu le microphone. La partie ouverte de la boîte est appliquée, par l'intermédiaire d'une garniture élastique, contre la plaque du bordé du navire, et les jointures sont rendues étanches au moyen de vis. Les fils du microphone passent par la partie supérieure de la boîte et arrivent jusqu'au poste du timonier ou à la cabine de route, réunissant les deux microphones avec une batterie de piles et avec un cadre indicateur, muni de deux récepteurs téléphoniques ordinaires. Un commutateur permet de mettre les récepteurs téléphoniques en communication avec l'un ou l'autre des microphones ou avec tous les deux. Voici comment fonctionne l'appareil. Les ondes sonores sous-marines produites par la cloche rencontrent le bordé immergé de la carène du navire et à travers celui-ci se transmettent rapidement au compartiment des microphones et aux microphones eux-mêmes, et de ceux-ci elles sont transmises électriquement aux récepteurs téléphoniques en faisant sonner une cloche d'appel. Dès qu'il entend celle-ci, l'officier de quart court à la cabine, tourne le commutateur de manière à se mettre en communication avec les deux transmetteurs microphoniques et, d'après l'intensité du son qu'il perçoit dans les deux téléphones, il peut juger de la direction d'où provient le son de la cloche sous-marine. En réalité, quand l'appareil téléphonique est en communication avec les deux
une batterie de piles et avec un cadre indicateur, muni de deux récepteurs téléphoniques ordinaires. Un commutateur permet de mettre les récepteurs téléphoniques en communication avec l'un ou l'autre des microphones ou avec tous les deux. Voici comment fonctionne l'appareil. Les ondes sonores sous-marines produites par la cloche rencontrent le bordé immergé de la carène du navire et à travers celui-ci se transmettent rapidement au compartiment des microphones et aux microphones eux-mêmes, et de ceux-ci elles sont transmises électriquement aux récepteurs téléphoniques en faisant sonner une cloche d'appel. Dès qu'il entend celle-ci, l'officier de quart court à la cabine, tourne le commutateur de manière à se mettre en communication avec les deux transmetteurs microphoniques et, d'après l'intensité du son qu'il perçoit dans les deux téléphones, il peut juger de la direction d'où provient le son de la cloche sous-marine. En réalité, quand l'appareil téléphonique est en communication avec les deux microphones, l'officier de quart entend le son de la cloche sous-marine venant des deux côtés du navire, mais naturellement le son est plus fort du côté où se trouve la source sonore. Tournant alors le commutateur de manière à se mettre seulement en communication avec le microphone placé de ce côté, il prend tout d'abord note de l'indication relative à la station signalatrice au moyen du nombre de coups de cloche qu'il perçoit, puis il se remet en communication avec les microphones des deux côtés et fait rectifier la route du navire jusqu'à ce que les sons des deux microphones lui arrivent avec la même intensité. À ce moment, la route du navire relevée au moyen du compas lui donnera, avec une grande approximation, la direction de la cloche sous-marine et on aura ainsi, sinon le point, du moins une droite de position, même avec la brume la plus intense. Il est évident que le degré de précision avec lequel on peut évaluer la direction de la source sonore dépend de la pratique acquise dans le maniement de l'appareil. Beaucoup de personnes arrivent à déterminer la direction de la source sonore avec une approximation de moins d'un degré et demi;
côté, il prend tout d'abord note de l'indication relative à la station signalatrice au moyen du nombre de coups de cloche qu'il perçoit, puis il se remet en communication avec les microphones des deux côtés et fait rectifier la route du navire jusqu'à ce que les sons des deux microphones lui arrivent avec la même intensité. À ce moment, la route du navire relevée au moyen du compas lui donnera, avec une grande approximation, la direction de la cloche sous-marine et on aura ainsi, sinon le point, du moins une droite de position, même avec la brume la plus intense. Il est évident que le degré de précision avec lequel on peut évaluer la direction de la source sonore dépend de la pratique acquise dans le maniement de l'appareil. Beaucoup de personnes arrivent à déterminer la direction de la source sonore avec une approximation de moins d'un degré et demi; tandis qu'avec les signaux acoustiques aériens, on ne peut évaluer, même dans de bonnes conditions de transmission, la direction de la source qu'avec une approximation d'un demi-tour d'horizon, c'est-à-dire de 180°. FIG. 3 Cloche commandée par une bouée. Les coups de la cloche sous-marine s'entendent très bien à une distance moyenne de 7 à 8 kilomètres, mais, sur les grands navires, on peut les entendre jusqu'à 16 milles, puisque la distance à laquelle l'on entend le son est, les autres conditions restant les mêmes, fonction de la surface immergée des carènes. À cette application, il faut en ajouter une autre lorsque le navire, en plus de l'appareil récepteur, est muni aussi d'une cloche sous-marine fonctionnant à l'air comprimé ou à l'électricité. Car le navire peut alors, en cas de brume, se mettre en communication avec d'autres navires ou avec les stations de terre. Les navires peuvent alors se signaler réciproquement leur présence et leur roule et manœuvrer en conséquence pour éviter les abordages. Actuellement, la Submarine Signal Company à Boston, a installé ses appareils sur un grand nombre de navires, et parmi ceux-ci figurent tous les grands transatlantiques. Les cloches sous-marines situées à l'entrée du port de New York, si