Envoyer cette page par e-mailPression partielle de la vapeur #2: Evacuation de l'air (Partie 1)
Lequel des deux est plus lourd: l'air ou la vapeur?
Dans ‘Pression partielle de la vapeur # 1’, nous avons discuté de la nécessité d'évacuer l'air de l'équipement utilisant la vapeur afin de pouvoir utiliser la vapeur de la manière la plus efficace. Dans cet article, nous allons aborder brièvement la question 'Lequel des deux est plus lourd: l'air ou la vapeur?', en guise de préparation au thème du prochain article: 'De quel point de l'équipement l'air excédentaire est-il évacué?'
- Le poids moléculaire moyen de l'air est de 29. Autrement dit, une mole pèse 29 grammes.
- Le poids moléculaire de la vapeur (eau) est de 18. Autrement dit, une mole pèse 18 grammes.
Dans des conditions standard, le gaz est d'une mole. Dès lors, on peut dire que la vapeur est plus légère que l'air.
Note pour référence: Les conditions standard pour le gaz peuvent être définies de deux manières:
- Définition STP: 1 atm, 0°C (273.15 K), 1 mole = 22,4 L
- Définition SATP: 1 bar, 25°C (298.15 K), 1 mole = 24,8 L
Toutefois, dans les conditions réelles…
- Les poids spécifiques dépendent grandement de la température et de la pression.
- L'espace vapeur d'un échangeur de chaleur est rempli d'un mélange de vapeur et d'air.
- Les pressions partielles changent en fonction des proportions de vapeur et d'air.
On observe que les conditions réelles sont loin des conditions standard, donc les résultats observés dans des conditions standard ne sont pas forcément d'application.
Si nous examinons le poids de la vapeur et de l'air dans des conditions réelles, comme celles de l'espace vapeur dans l'échangeur de chaleur, il est intéressant de voir qu'il varie grandement en fonction des conditions.
En guise d'exemple, disons que le manomètre indique une pression du mélange d'air et de vapeur de 1,0 [MPaG] au moment où la vapeur entre pour la première fois dans l'espace vapeur. Dans ce cas, si la température du mélange est inférieure à 162°C, la vapeur est plus légère. Mais si la température est supérieure à 162°C, alors l'air est plus léger. Ainsi, le fait que l'air soit plus léger ou plus lourd que la vapeur change en fonction de la température et des pressions partielles du mélange des deux. Observons le graphique ci-dessous pour voir à quel point les poids spécifiques relatifs de l'air et de la vapeur s'inversent.
En réponse à la question ‘D'où l'air doit-il être évacué?’, il ne suffit pas de dire simplement 'par le haut' ou 'par le bas'. Le type d'évacuation de l'air dépend grandement de la configuation de l'espace vapeur. Il faut donc analyser la situation sous différents angles.
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