Problèmes de température posés par l'air

La vapeur fournie à vos procédés de chauffage se trouve-t-elle à la bonne pression, mais à la mauvaise température? La température de votre produit réchauffé est-elle insuffisante? Dans un système vapeur, l'air peut se mélanger à la vapeur durant la mise en route et même durant le fonctionnement régulier. Ceci à pour effet de réduire la température de la vapeur et l'efficacité du transfert de chaleur. Le phénomène s'explique par la loi de Dalton sur la pression partielle.

Loi de la pression partielle de Dalton

La loi (de la pression partielle) de Dalton énonce que

si différents types de gaz sont mélangés, la pression totale du mélange de gaz est égale à la somme des pressions partielles de chaque type de gaz.

Ainsi, si l'équipement contient d'autres gaz que la vapeur, ces gaz auront un effet direct sur la pression totale indiquée par le manomètre.

Animation de la loi de Dalton sur la pression partielle

Pourquoi la température ne monte-t-elle pas?

La plupart des appareils vapeur se remplissent d'air lorsqu'ils sont hors d'usage. Cet air doit être retiré du réseau de distribution de la vapeur durant la mise en route pour assurer le bon fonctionnement du système. Si l'air n'est pas retiré, il restera à l'intérieur des appareils (ou dans certains parties de la tuyauterie) et pourrait empêcher la chambre de vapeur de se remplir complètement de vapeur. Lorsque la pression de la chambre de vapeur est alors mesurée, la pression indiquée sur le manomètre représente alors la somme de la pression d'air et de la pression de vapeur.

Lorsque la chambre de vapeur contient un mélange d'air et de vapeur, la pression indiquée sur le manomètre (P_Total) ne peut donc pas être utilisée pour évaluer la température de la vapeur, représentée par P₂.

Lorsque de l'air se retrouve à l'intérieur d'un appareil, la température de la vapeur sera donc toujours plus basse que celle envisagée, ce qui diminue l'efficacité du processus de transfert de chaleur.

Calculer le % d'air mélangé à la vapeur

Si vous connaissez la température de la chambre de vapeur, vous serez facilement capable de calculer le % volume d'air en utilisant la calculatrice d'ingénierie de TLV.

Note Additionnelle

Bien que ce ne soit pas directement lié à la loi de la pression partielle de Dalton, il est important de noter que l'air peut grandement affecter le transfert de chaleur dans les échangeurs de chaleur parce que c'est un mauvais conducteur. L'air dans peut aussi allonger le temps nécessaire pour la mise en route puisque qu'il peut bloquer la circulation de vapeur et peut causer des problèmes de corrosion lorsqu'il est mélangé à l'eau ou au condensât. De plus, bien que cet article utilise le terme "air", les problèmes énoncés ci-haut ne se limitent pas seulement à l'air mais aussi aux autres gaz non condensables dans les systèmes vapeur tels que ceux parfois dérivés du traitement des eaux.