Nuova Enciclopedia Italiana - Volume di Gerolamo Boccardo
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diagrammaspinge avanti sè il vapore che va scaricandosi nell'atmosfera o nel condensatore ; la prima, che corrisponde ad un periodo attivo del vapore, s'intende generalmente avvenire da sinistra verso destra, e la seconda, nella quale il fluido è puramente passivo, da destra verso sinistra. Ciò posto, noi possiamo separare in periodi il tempo che impiega lo stantuffo a dare un colpo completo; il primo periodo è quello nel quale il vapore, che arriva dalla ealdaja allo stato saturo, si lascia entrare nel cilindro;
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Fig. 2091.
durante questo periodo la pressione del vapore rimane costante, ed eguale quasi a quella che si ha nella ealdaja. Alla fine di questo periodo, detto d'introduzione o di espansione a pressione costante, e rappresentato dalla linea termica A B, il vapore occupa nel cilindro il volume vv ed ha la pressione iniziale plì proporzionale a t^B^OA. La valvola a cassetto che regola la distribuzione (V. Vapore [macchina a]) chiude allora la comunicazione tra la ealdaja ed il cilindro, e la tiene intercetta per un certo tempo, durante cui il vapore, che è chiuso nel cilindro, si espande secondo la curva adiabatica BC, e quindi senza che gli si dia o gli si tolga calore, essendo a tale scopo il cilindro tenuto isolato dall'ambiente esterno col rivestirlo di paglia, fieno, doghe di legno e simili corpi cattivi conduttori del calore. In questo secondo periodo, detto di espansione a pressione variabile, la pressione va scemando a misura che aumenta il volume del vapore, e con essa va scemando la temperatura, giacche il fluido, non ricevendo calore dall'esterno, compie la sua espansione a spese del calor proprio. Giunto il fluido allo stato del punto C, quando avrà occupato l'intiero volume v2 del cilindro, la valvola a cassetto porrà allora quella camera del cilindro in comunicazione con un mezzo, la cui pressione, relativamente a quella che vi è nel cilindro, sia molto piccola; cioè coll'atmosfcra o con un condensatore; ed una parte del vapore sfuggendo dal cilindro, la pressione discenderà rapidamente, ed il volume del vapore non cangierà, perchè lo stantuffo è bensì sul punto di ritornare indietro, ma non può cangiare il suo movimento d'un tratto, e quindi non si muove ancora. Il vapore subisce adunque una diminuzione della pressione a volumecostante, come è rappresentata dal diagramma secondo la retta CD perpendicolare all'asse dei volumi. Comincia finalmente la corsa retrograda dello stantuffo, la quale non termina se non in E, dove il volume è zero. In questo secondo periodo di compressione lo stantuffo è sempre obbligato a vincere la pressione r2D=OE del condensatore, che si è stabilita alla fine del periodo precedente cioè sino dal punto D, continuando durante l'intiero periodo DE il vapore a comunicare con quella capacità. Quest'ultimo periodo, nel quale a pressione costante diminuisce il volume, è dunque rappresentato dalla retta DE parallela all'asse dei volumi, e la pressione costante 0E, che lo stantuffo è obbligato a vincere durante il suo ritorno, dicesi contropressione. L'area OAB^ + t^BCt^ ci rappresenta il lavoro motore speso; l'area 0EDr2 il lavoro resistente; la loro differenza, cioè l'area ABCDE, rappresenta dunque il lavoro utile raccolto sopra una faccia dello stantuffo durante una pulsazione della macchina.
Nelle macchine a vapore della prima classe, di cui ora abbiamo dato il diagramma, e durante il secoudo periodo di espansione del vapore, una parte di questo si condensa e passa allo stato liquido; questo fatto, che erasi da lungo tempo osservato, spiegavasi dapprima dicendo che il vapore venuto dalla ealdaja trasportava seco dell'acqua allo stato vescicolare. Ma sorta la teoria dinamica del calore, si potè attribuire la presenza dell'acqua nel cilindro ad una parziale condensazione del vapore che si espande: e la teoria confermò appunto questo fatto, dimostrò quando può succedere, e come possa talvolta avvenire condensazione, talvolta mantenersi saturo, talvolta perfino rimanere soprariscaldato. Allo scopo d'impedire quella perdita di calore a causa della condensazione, che per il maggior numero dei casi avviene nelle macelline della prima classe durante il secondo periodo, o più propriamente allo scopo di riparare in ogni istante alla perdita di calore che deve succedere durante l'espansione, venne prima a Watt e poi ad altri l'idea di riscaldare esternamente a cilindro motore mediante una camicia di vapore, onde ebbero origine le macchine della seconda classe. La camicia di vapore restituendo continuamente al vapore racchiuso nel cilindro il calore che esso perde nell'espansione, ne mantiene costante la temperatura durante tutto il secondo periodo. 11 diagramma della fig. 2091 può ancora servire allo studio di questa classe di macchine, purché s'intenda alla curva adiabatica BC sostituita la curva di espansione del vaporeallo stato saturo, cioè la curva di equazione v=— '
avendo Rankine potuto sperimentalmente riconoscere che durante il secondo periodo di espansione il vapore si conserva sensibilmente saturo ; e ciò si spiega osservando che il vapore d'acqua saturo e buon conduttore del calore, ma che tosto diventa pessimo conduttore, quando viene un po' soprariscaldato ; per cui il vapore solo quando è saturo può ricevere calore dalla sua camicia.
Ad accrescere l'effetto utile delle macchine a vapore giova assai l'impiego del vapore soprariscaldato ; è questa una conseguenza ancora dell'espressione teorica dell'effetto utile della macchina caloricat^iOOQLe
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Watt Rankine Vapore Comincia
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