La vapeur flash tire son origine des différents points de saturation de la vapeur qui varient selon la pression. Par exemple, le point de saturation de l'eau à la pression atmosphérique est de 100 °C (212 °F), alors que son point de saturation à 10 bar (145 psig) est de 184 °C (323 °F).

Qu'arrive-t-il donc lorsque du condensât à pression élevée maintenu à une température de 184 °C (363 °F) est évacué à l'air? Le condensât contient trop d'énergie (enthalpie) pour demeurer complètement liquide et une partie du condensât s'évapore. Ceci a pour effet de réduire la température du condensât jusqu'au point de saturation de l'eau (100 °C ou 212 °F lorsqu'évacué à l'air). C'est le phénomène d'évaporation flash.

Lorsque du condensât chaud est déversé dans un environnement à pression plus faible, son enthalpie (énergie interne) demeure la même, mais son point de saturation chute (la température à laquelle le condensât peut demeurer à l'état liquide ou gazeux). Pour contrebalancer ce surplus d'énergie, une partie des molécules d'eau absorbe cet excès d'énergie sous forme d'énergie latente et devient de la vapeur.

Note Additionnelle

Lorsqu'on entend le terme «vapeur flash», l'une des premières choses qui nous vient à l'esprit sont les nuages de vapeur à la sortie de purgeurs qui évacuent à l'air (et qui ne sous-refroidissent pas le condensât). Ces nuages de vapeur sont souvent confondus avec une fuite de vapeur vive alors qu'en fait ils ne proviennent que du refroidissement de la vapeur flash sous la forme de minuscules gouttelettes de vapeur en suspension dans l'air.

Pour de plus amples détails, veuillez lire: Faites-vous affaire à une fuite de vapeur?

Le pourcentage de vapeur flash généré par du condensât (ratio de vapeur flash) se calcule comme suit:

Définitions:

• h_f1 = Enthalpie spécifique de l'eau saturée en amont du purgeur^*
• h_f2 = Enthalpie spécifique de l'eau saturée en aval du purgeur
• h_fg2 = Chaleur latente de la vapeur saturée en aval du purgeur

* Dans les purgeurs conçus pour assurer le sous-refroidissement du condensât avant qu'il soit évacué, la chaleur sensible du condensât en amont peut être beaucoup plus faible que celle basée sur la pression de la vapeur saturée en amont.

Comme présenté dans les deux exemples ci-dessous, un plus gros pourcentage de vapeur flash est généré lorsque le condensât est évacué à l'air (exemple 1) par rapport à lorsque le condensât est évacué dans une conduite de récupération de condensât fermée (exemple 2).As seen in the below examples, a higher % of flash steam is generated when condensate is discharged to atmosphere (example 1) compared to when it is discharged into a closed return system (example 2):

La masse volumique de la vapeur est beaucoup petite que celle de l'eau. Cela implique qu'une toute petite augmentation du pourcentage de vapeur flash peut apparaître comme une grosse différence du volume de vapeur générée. L'animation ci-dessous démontre la différence entre le ratio de vapeur flash pour les exemples 1 et 2 ci-dessus et l'effet de cette différence sur le dimensionnement d'une conduite de condensât.

Plus précisément, le volume spécifique du condensât à 100 °C (212 °F) est de 0.00104 m³/kg (0.0167 pi³/lb), alors que le volume spécifique de la vapeur à la pression atmosphérique est de 1.67 m³/kg (26.8 pi³/lb). Lorsque du condensât chaud à 10 bar (145 psig) est évacué à l'air, environ 16,1% de ce condensât par masse se revaporise en vapeur flash. Le ratio de vapeur flash se calcule comme suit:

Calcul du ratio de vapeur flash (système métrique)

• Volume du condensât: (1 - 16.1%) x 0.00104 m³/kg = 0.000873 m³/kg
• Volume de la vapeur: 16.1% x 1.67 m³/kg = 0.269 m³/kg
• Rapport des volumes: 0.269 m³/kg / 0.000873 m³/kg = 308:1

Calcul du ratio de vapeur flash (système impérial)

• Volume du condensât: (1 - 16.1%) x 0.0167 pi³/lb = 0.0140 pi³/lb
• Volume de la vapeur: 16.1% x 26.8 pi³/lb = 4.31 pi³/lb
• Rapport des volumes: 4.31 pi³/lb / 0.0140 pi³/lb = 308:1

La vapeur flash est un dérivé naturel de l'évacuation de condensât. Puisqu'elle est de la même qualité que la vapeur vive, les usines et complexes industriels modernes réutilisent souvent une quantité importante de cette vapeur flash, si possible.

Réutiliser la vapeur flash générée à haute pression pour une application à pression plus basse peut non seulement mener à de grandes économies d'énergie, mais aussi améliorer le milieu de travail en réduisant la quantité de nuages de vapeur. En général lorsqu'on cherche à introduire un système de récupération de chaleur, l'évaluation du système de récupération de vapeur flash se fait souvent ensemble avec l'évaluation d'un système de récupération de condensât.