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Contrôle de la vapeur
Bases de la vapeur sous vide
Qu’est-ce qui fait que la vapeur souffle si fort ?
La vapeur est généralement considérée comme soufflant vigoureusement lorsqu’une vanne est ouverte et libérée dans l’atmosphère.Elle est également soufflée par la garniture de la vanne et les petites fuites. Que signifie ce phénomène ? La réponse est simple : la vapeur a une pression plus élevée que la pression atmosphérique.
La pression de la vapeur est-elle toujours supérieure à la pression atmosphérique ? En fait non, il est possible de générer et d’utiliser de la vapeur en dessous de la pression atmosphérique : c’est la vapeur sous vide.
Il est de notoriété publique que l’eau a un point d’ébullition inférieur à des altitudes plus élevées. En d’autres termes, à des pressions plus basses, l’eau bout à une température plus basse. Inversement, la vapeur générée à des pressions inférieures à la pression atmosphérique aura une température inférieure à 100 °C.
Vapeur saturée à basse température (vapeur sous vide)
En se référant à un tableau de la vapeur saturée, il est possible d’observer que la pression de la vapeur saturée à 100 °C est de 101,42 kPa, pour une valeur proche de la pression atmosphérique. Le tableau de la vapeur indique également des données pour la vapeur à des températures inférieures à 100 °C.
Table de vapeur saturée en fonction de la température.
| TEMP. | PRESS.(EFF.) | VOLUME SPÉCIFIQUE | ENTHALPIE SPÉCIFIQUE | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| °C | kPaG | m3/kg | kJ/kg | |||
| T | P | Vf | Vg | Hf | Hfg | Hg |
| 60 | -80,05 | 0,00101711 | 7,667 | 251,2 | 2609 | 2358 |
| 70 | -68,8 | 0,00102276 | 5,039 | 293,1 | 2626 | 2333 |
| 80 | -52,58 | 0,00102904 | 3,405 | 334,9 | 2643 | 2308 |
| 90 | -29,82 | 0,00103594 | 2,359 | 376,9 | 2659 | 2282 |
| 100 | 0,093 | 0,0010435 | 1,672 | 419,1 | 2256 | 2676 |
| 110 | 42,051 | 0,0010516 | 1,209 | 461,4 | 2230 | 2691 |
| 120 | 97,340 | 0,0010603 | 0,8913 | 503,8 | 2202 | 2706 |
| 130 | 168,93 | 0,0010697 | 0,6681 | 546,4 | 2174 | 2720 |
| 140 | 260,18 | 0,0010798 | 0,5085 | 589,2 | 2144 | 2733 |
| 150 | 374,78 | 0,0010905 | 0,39250 | 632,3 | 2114 | 2746 |
Vapeur en dessous de 100 °C.
La vapeur saturée à des températures inférieures à 100 °C a une pression inférieure à la pression atmosphérique, d’environ 101,42 kPa. Bien qu’elle ne soit pas largement connue ou utilisée, la vapeur sous vide existe et domine dans certaines applications de chauffage, comme nous le verrons plus tard.
Comment créer de la vapeur sous vide
Étant donné que la vapeur saturée avec une température inférieure à 100 °C ne peut exister que dans un état de vide inférieur à la pression atmosphérique, il est nécessaire de dépressuriser le système de vapeur lui-même, depuis la tuyauterie, l’échangeur de chaleur, le purgeur de vapeur et le système de récupération des condensats, et cela en dessous de la pression atmosphérique.
Il existe plusieurs façons de générer un vide, mais la plus courante consiste à utiliser une pompe à vide électrique dans un système de vapeur sous vide.
Caractéristiques de la vapeur sous vide
La vapeur sous vide nécessite un travail et un équipement supplémentaires à utiliser, mais lorsqu’elle est saturée, elle offre les mêmes avantages que la vapeur saturée au-dessus de la pression atmosphérique. En d’autres termes :
- Chauffage rapide et uniforme à l’aide de la chaleur latente : Amélioration de la qualité du produit et de la productivité
- La pression peut contrôler la température : Possible d’établir la température désirée rapidement et précisément
- Coefficient de transfert thermique élevé : Surface de transmission de la chaleur plus petite que l’eau chaude, réduisant les coûts d’installations
La vapeur est un excellent moyen de chaleur même à des températures plus basses.