The3-5 - Indicateur de Watt
Fonction
Mesure du travail de la vapeur (ou du gaz) dans le cylindre de la machine, au cours d'un cycle.
Description
Un cylindre d'enregistrement, sur lequel on fixe un papier, est animé d'un mouvement alternatif de rotation en liaison avec le mouvement du piston de la machine.
L'abscisse curviligne de l'arc circulaire décrit sur le papier par un stylet fixe, est proportionnelle au volume compris entre le piston et le fond du cylindre moteur. Par déroulement du papier cet arc de cercle deviendra un segment de droite parcouru proportionnellement au volume.
Le stylet est fixé à l'extrémité d'un levier mû par un manomètre qui mesure la pression régnant à l'intérieur du cylindre moteur. En l'absence de rotation du cylindre enregistreur, le stylet décrit une courbe (pas très différente d'une génératrice) proportionnellement à la pression.
Par combinaison de deux mouvements on obtient sur le papier déroulé une courbe fermée appelée diagramme de Watt, représentant l'état du cylindre en coordonnées de Clapeyron (p en ordonnée, v en abscisse). Or, on sait que, dans cette représentation, le travail fourni au piston est proportionnel à l'aire du cycle.
L'appareil est présenté sur un support de bois.
Histoire
Cet appareil aurait été acquis en 1911 et proviendrait de l’École Diderot.
James Watt (1736-1819) mécanicien, ingénieur, écossais, se plaça en 1755 chez un constructeur d'instruments de mathématiques, il se mit à son compte en 1756) à Glasgow puis il fut engagé comme ingénieur par l'Université de cette ville. Ayant eu à réparer une machine de Newcomen en 1763, il la transforma radicalement en séparant le système cylindre-piston de la chaudière d'une part, du condenseur d'autre part. (Il fallait auparavant éteindre le feu pour ramener le piston à sa position initiale). Associé à Matthew Boulton, il construit des machines à vapeur. En 1782 il prend un brevet pour sa machine à double effet, en 1785 il invente le « tiroir » (il existe un modèle en bois de tiroir (The3-4) ; la chemise de vapeur, le régulateur à boules, l'indicateur sont aussi de ses inventions ; il imagine également (1780-1783) le chauffage à la vapeur.
