DP : Etapes principales
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1. Chapitre Introduction la vapeur d eau REA f Cours D veloppement de Proc d s Chap B1 La vapeur 1 O Le choix de la vapeur Section des conduites moins lev e pertes thermiques plus faibles Coeff de transfert de chaleur 900 1600 W m K 1600 2000 W m K Surface d plus faible conomie l investissement Le r seau de distribution peut ais ment tre modifi Capacit thermique 4 23 kJ kg K 110 C 2 08 kJ kg K 110 C Pompe de circulation Distribution pertes de obligatoire l volution du charge r seau entra ne une modification de la pompe production Par vanne variation de P et T Varlation rapide et pr cise de R gulation Par m lange ou change dans l changeur la T par P 2 Indispensable pour proc d s Temp rature de paroi Temp rature variable Mode isoperibolique Fluide propre sans go t ni La vapeur peut tre en contact Qualit du fluide Eau non alimentaire PTOP 5 AC odeur avec des produits alimentaires La vapeur d grad e devient de Peut tre utilis e comme P Usages Limit s change thermique l eau Deux modes un source d nergie turbines seul vecteur Pertes de charge compens es par AP entre chaufferie et fin du r seau volution de l outil de B 2 existe deux types de chaleur Chaleur2. lors de r gulation de eSensible au ePas d utilisation avec vapeur surchauff e Sensible aux coups de b lier Figures Spirax Sarco cours vapeur Cours D veloppement de Proc d s Chap BI La vapeur R siste aux coups de b lier M canique robuste ePurge d air probl matique Minimum d eau au fond est n cessaire Sensible au gel sortie chambre d attente t ferm Pa houss e d Archim de niveau d quilibre B 18 R siste aux coups de b lier Encombrement faible D bits de condensats limit s Sensible au gel Froid Chaud e R siste au coups de b lier Supporte de grand carts de P et T aux changements de P et Electrolyse possible deux m taux Liquide alcools courbe vapeur satur e 91 courbe tension de vapeur ES gt Pression P2 fermeture u pars ouverture P3 p4 pression de la vapeur P P2 pression interne de la capsule 1 temp rature de la vapeur pression interne de la capsule fo temp rature d ouverture Cours D veloppement de Proc d s Chap BI La vapeur B 19 19 TD D Le ep D D Les pure purgeur thermodynamique purgeur thermodynamique disque Construction 1 disque faisant office d obturateur 2 si ges 3 chambre de pression 4 orifice d vacuation
3. B 10 Le titre de la vapeur d finit la fraction massique de vapeur s che titre PA _ 7 77 7 FMa vapeur La vapeur s che ne contient aucune particule d eau sous forme liquide c est un gaz Une vapeur de titre 0 95 contient par kg d une part 950 g de vapeur s che et 50 g d eau non vaporis e Ce m lange vapeur eau ne contient donc que 95 de l enthalpie de vaporisation Cours D veloppement de Proc d s Chap La vapeur B 11 On d sire d tendre de la vapeur ayant un titre de 1 de 21 6 bars Quelle sera la temp rature de la vapeur d tendue suren 2 0 kJ kg K Hap tot 6 bars 2756 9 kJ kg Hap tot 21 bars 2800 5 kJ kg 2800 5 2756 mc AT mAH nan 28005 27569 C 2 0 P La temp rature de la vapeur d tendue sera donc de T 159 21 8 180 8 Cours D veloppement de Proc d s Chap La vapeur B 12 On d sire d tendre de la vapeur ayant un titre de 0 96 de 21 6 bars Quelle sera la temp rature de la vapeur d tendue 2 1 kJ kg vap surch H vap tot bars 2756 9 kJ kg 21 bars 2800 5 kJ kg mais avec un titre de 0 96 il manque 4 de chaleur latente soit 1880 2 0 04 75 2 kJ kg Donc 21 bars et un titre de 0 96 2800 5 75 2 2725 3 kJ kg Cette valeur tant inf rieure de celle 6 bars le rapport des 2 chaleurs totales devient 2725 3 2756 9 0 988
4. Fonctionnement La pr dominance altern e des pressions sur chacune des faces du disque provoquent les mouvements d ouverture et de fermeture du dis que D MARRAGE le purgeur est vide de condensats le disque repose sur les si ges l arriv e d air et d incondensables soul ve le disque puis le bloque en position ferm e l air agit de la m me fa on que la vapeur en r gime tabli l arriv e des condensats le disque s ouvre que lorsque l air est vacu sinon l air le blo que vapeur condensats inconden sables Z E 27 m vapeur de revaporisation Figures Purge de condensats Tec amp Doc B 20 La vapeur Chap d s O O J lt O O o 2 Cours D 1on 15 Les pur N gt purgeur impulsion Construction 1 Obturateur 2 chambre de pression 3 orifice de d compression 4 orifice d vacuation Fonctionnement Les variations de pression dans la chambre de pression provoquent les mouvements d ouver ture et de fermeture de l obturateur D MARRAGE le purgeur est vide de condensats l obturateur repose sur le si ge L arriv e d air et des incondensables dans le purgeur soul ve l obturateur puis le ferme ins tantan ment l air agit de la m me fa on que la vapeur en r gime tabli L air s vacue ensuite par l orifice de d compre
5. I 5 La vapeur Chap 1 d O O J O O o 2 Cours D d tendeur 12 188 25 bar gt 300 C Ce D purgeur PA vapeur condensat vapeur de revaporisation La vapeur produite peut tre utilis e sous deux aspects nergie potentielle et nergie calorifique Cours D veloppement de Proc d s Chap BI La vapeur B 6 oroduction de vapeur 2 Chaudi re thermique 1 Chaudi re lectrique sortie des fum es thermom tre ou H QUE Moteur de r glage des crans d part d eau ou de vapur Alimenta tube foyer ondul parec ms des Fum es Loleur Jupe de Chaudi re thermoplongeurs Doc Alfa Laval faisceau tubulaire 2 me parcours des fum es V retour d emi Fig 1 Chaudi re de type industriel tubes de fum e et foyer concentrique Doe e Rendement tr s lev 2 2 2 e Rendement lev Uniquement de la vapeur satur e e Temp ratures des fum es basses e Grand volume d eau grande inertie au d marrage Limite 20 t h et 25 bars Figures La vapeur mode d emploi PYC Cours D veloppement de Proc d s Chap B1 La vapeur B7 Energies x Energie potentielle ou de pression e Sans travail ext rieur si aucun change calorif
6. Cette d tente n a pas surchauff la vapeur mais relev son titre puisqu 6 bars 1l est de 0 988 au lieu de 0 96 Cours D veloppement de Proc d s Chap La vapeur B 13 gt La vapeur lors de son transport devient lt humide gt a cause des pertes thermiques gt La vapeur s che un titre de 1 gt Pour garantir de la vapeur s che on utilise des s cheurs ou s parateurs d eau gt Installation en s rie o la vapeur subit une forte chute de vitesse et de direction de fa on s parer les particules d eau et les amener au point de purge Figures Spirax Sarco cahier technique IBS Cours D veloppement de Proc d s Chap La vapeur B 14 500 400 350 300 250 1 t C gt EA enthalpie du liquide T saturation gt EB enthalpie de la vapeur s che 1 T saturation gt EM enthalpie dun m lange biphasique T saturation gt enthalpie la vapeur surchauff e gt AB chaleur latente de vaporisation gt titre de la vapeur en un point M rapport AM AB Exemple En partant d un tat initial on chauffe l eau jusqu une temp rature correspondante A On vaporise entre et B et on surchauffe jusqu en F Inversement en utilisant la vapeur elle c dera la chaleur de F A Le purgeur recevra les condensats en amont et d une mani re isenthalpique les enverra dans la canalisation x51 Enthalpie
7. LTE 9 190 5560 TLTE 991 90 8560 9 8 __660 zez j essi rogiool 8002 001 sopi 96016 661 re 00 96 9800 96 2 gzeor 80911 9707 osiy 707 ogoc 5670 o dogez 100 69617 919911 e serr 109 op Corci 160 967 616912 1900 866 7 ZI691 99011 __ 6 860 8960 088 810961 100 6108 910 1 0801 56 82 6862 082 10500 6082 S ESLI L ror 9 Cl RS AT S SSL Sn ezie 100 sz 68900 10801 vost 666 sozez __0 900 seri pool s eosz 9 ise sr ecz ozy __ psc 1 szi L so ol teosz orsi asc 0 valu Beze opie zzoe 6801 oz ir 89900 zosz 10981 6tre s9 61Z __ 1 crie 6 pesoi 6600 soosz 208811 0 6 riz OZIN este ete 160 so6z _ ___ _ Ir s sz 60681 _ 606 erry 660 60 6060 1 856 sorol 6 erosi zeg 660 sze Seoe ___ ____ 6006 110 rz __ lt 88 roz LTEN __ amp 0 8162 80 91 PY 8586 shiri 6606 226 6908 vpzo vez __ 61 658 sproz 0926 081 eroe 90621 0082 051501 10 2 617 1 8 sesei piy toze siej roc 0g6z 5082 126001 1910 067 96561 08 1 S61 Er 1x osie 050 6 182 9616 610 tgz tsio
8. as fonction de P gt Son utilisation principale est le turbinage parfois jusqu 700 vite la pr sence de gouttelettes gt Pour les grandes distances parcourir on vite la condensation qui survient avec la vapeur satur e gt Le transfert thermique est inf rieur celui de la vapeur s che ou satur e gt Seul le c est utilis jusqu la courbe d quilibre ensuite le Cours D veloppement de Proc d s Chap La vapeur B 23 Table de l eau chaleur transf r e diff rence de T A Capacit thermique de l objet kJ Capacit thermique kJ kg pression constante de l eau en fonction de T et P Temperatur in C 250 300 350 400 Source VDI W rmeatlas Cours D veloppement de Proc d s Chap BI La vapeur B 24
9. ique entre la vapeur et le milieu environnant n est possible l nergie de vapeur ne peut se d grader par chute de pression car l enthalpie reste constante Au passage d une vanne de d tente la vapeur satur e devient surchauff e mais une pression inf rieure e Avec travail ext rieur en cas de travail fourni par la vapeur il y chute de pression et change calorifique l enthalpie diminue La vapeur est alors d tendue dans une turbine A cette chute de pression correspond une chute d enthalpie Energie calorifique La vapeur peut transf rer de la chaleur au milieu environnant par condensation Elle c de l nergie chaleur latente emmagasin e lors de la vaporisation B 8 e Relation trotte entre T et P e La vapeur est automotrice utilisation de la pression On appelle condensats l eau r sultant de la condensation de la vapeur e La chaleur latente de vaporisation est transf r e lors du changement d tat et P constants Pression bar Courbe de vaporisation Liquide 100 Vapeur 150 200 250 300 350 400 Temp rature C Cours D veloppement de Proc d s Chap BI La vapeur B9 II existe des formules empiriques pour la vapeur satur e Pression d bullition Chaleur latente de vaporisation Relation en pression d bullition et volume massique Bertin Cours D veloppement de Proc d s Chap La vapeur
10. kJ kg au point R nouvel quilibre Il y a revaporisation partielle 1000 1500 2000 250 300 et le nouveau titre est RA A B Cours D veloppement de Proc d s Chap La vapeur B 15 Figures Purge de condensats Tec amp Doc J 3100 J 3000 J 2900 J 2800 J 2700 Entropie S kJ kg K v V v Vv ON WV OC courbe de saturation CS courbe de vapeur satur e s che AB palier isobare BF courbe isobare en vapeur surchauff e J courbe isenthalpique IJ compression adiabatique de l eau avant chauffage JA chauffage de l eau T saturation AB vaporisation de l eau BF surchauffe de la vapeur FG d tente isenthalpique par vanne de r glage GE d tente r elle de la vapeur dans une turbine GE sans pertes isentropique Cours D veloppement de Proc d s Chap La vapeur B 16 Les pureeurs Fonction Laisser passer le condensat et retenir la vapeur ll existe 4 types e M caniques diff rence de densit purgeurs e lhermostatiques diff rence de temp rature e Thermodynamiques diff rence de vitesse e Autres utilisation des pertes de charges Cours D veloppement de Proc d s Chap La vapeur B 17 eEntretien minimum ePannes minimum eSelon construction orifice D bouch par B avant que le condensat ne s coule Etanch it difficile entre B et D eAdaptation aux fluctuations de T et P eUtlis
11. mp 9471 STIN __ 80 8 LLOE 9180 mez 1880 90 2 1 iozz 950 zeozi ZBE 6LIE LLOE 9060 1180 860011 meoj 10 0100 916 80y x 0 081 LLOE 9060 sz suz eezeoj 801 8 969 pozzz oser 9 orul _ sze 181 0 68 9uz corgo 5001 1697 erezz L est 5 601 pory __ 0 9060 eLsz sur 90101 piril zrgoz sort Tory __ Loe ogsz 66017 116501 001 __ 80 405 29062 ossz 56 17 0650 691 65192 _sszz opip 966 _ j j j eeso 6981 eowoz sorz srsor 1196 osav _ j j j j rowo gsooz oote sec so sav ezero soez oz secs sesoz 9602 osese press 0sqyv_ prel crore sosav x j j j j osco 6 s ocoz ssie S s __ j j _ ezzel seoz reo s osav 6092 ssez pr isz 9009 _ _ jJ j szeez ester Ig Sp rosay 05009 D60 E 26082 2 002 2 061 0 emo 31u31 qisuss suodeA mq d 0 0 nbisseur uorss rq 83 13 Ds 19 291 AId IVHLNA 5 HATAVA 8 JIJ AANALVS 4 SJUA T S
12. sensible peut tre consid r e comme l nergie calorifique qui provoque l l vation de temp rature d un corps sans changement d tat Elle d tectable au toucher d o le terme de sensible Chaleur latente nergie emmagasin e pour changement d tat sans volution de temp rature Chaleur latente de fusion ou vaporisation La somme de ces deux chaleur donne l enthalpie de la vapeur Enthalpie de la Chaleur latente de Chaleur sensible vapeur 10 bar vaporisation 10 bar de l eau 180 C absolus absolus p 32 bar i enthalpie de la vapeur saturante s che i chaleur sensible chaleur latente 2776 1 kJ kg 762 6 kJ kg 2013 5 kJ kg Cours D veloppement de Proc d s Chap BI La vapeur B 3 La vapeur satur e courbe d quilibre liq gaz Vapeur s che Vaporisation e La vapeur surchauft e gaz e 2 i enthalpic chaleur de vaporisation chaleur de l emi chaleur latente de la vapeur de surchauffe enthalpie totale de la vapeur Diagramme d enthalpie de la fusion bullition de l eau Patm Cours D veloppement de Proc d s Chap BI La vapeur B 4 ep D w Les SEE BEES ESE 8516 50 662 LIST 1906 0 9 0 662 9282 897 core 50 1962 ogg 690 Eg1e _8 0 6p z 00281 pore soc 15621 _ 8Z_ 0908 8801 Z T
13. ssion l arriv e des condensats froids dans le purgeur entra ne l ouverture de l obturateur lorsque l air est enti rement vacu vapeur condensats inconden vapeur de sables revaporisation B 21 La vapeur Chap d s O O J lt O O o 2 Cours D La revaporisation Lorsque les condensats traversent le clapet d un purgeur leur pression chute tr s rapidement accompagn e d une chute de temp rature Cette chute s accompagne d un apport calorifique quivalent aux condensats d tendus aval du purgeur les condensats se revaporisent en consommant les calories disponibles POURCENTAGE DE VAPEUR DE REVAPORISATION FORM E LORS D UNE D CHARGE LA PRESSION ATMOSPH RIQUE La fraction massique de condensats i EE revaporis s peut s estimer l aide du FE THE TTE Srana HHH gt bilan suivant du purgeur 1 DE av aval du purgeur 2 20 RE w chaleur sensible des condensats amont aval rev AH N PRESSION Cours D veloppement de Proc d s Chap BI La vapeur B 22 La vapeur surchauft e En chauffant d avantaee la vapeur s che elle devient surchauft e gt La courbe de saturation n est plus suivie gt n y a plus d eau sous forme liquide gt T n est p
14. z E9L 266 1 6106 rozoj 600021 ee 812 ven E 902 091 ssoe 60 1582 069 18 2 1000 9181 ertsi 189 _ 6100 0001 600 1 602991 Isto 908 7 szori 1 si8 3961 619 010 80812 9861 88611 Z08981 s size 65701 sooLz 895021 6011 8191 SPY I ELTE LOIE 90 0967 8982 ELTE 891 p90 1967 1582 S810 O8LT SLOOT 59011 1 81 S 6 1929 i I ort pro 169101 rize soil LIA L 9 7 amp toe 917 9907 5169 trosor 914 9 zozo ogcz S OZ 9 89 8091 9 i 6 76 L 9LTE TLIE TLOE LIGT 1987 5 Lol 6 rezsi LITE ELIE ELOE 8960 982 pour cerzez ctro cruz coziz 9 ezol S ERA 60 2011 s P i sssi pic 691 890 zosz opel sico 6912 9802 609 Z69SI _ sa 66060 9602 9 9 s r 9 88 1801 _ 0 9 96151 tey PSLT 00 6962 982 16917 19 0 gerz 09 SL pl 8 pLoe 06 69821 esiz 61611 50 o zec 9 985 0 1 szy gere uo 1980 eorz 8591 090 02 czos zou 087 __ 9LO 060 218 191 soor picoj 1812 1 9 a
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