| Exemple de calcul d'un réseau de vapeur
sèche |
Le calcul s'effectue en fonction du circuit le plus défavorable
en considérant que la perte de charge soit relativement homogène
sur l'ensemble du réseau de distribution.
Dans le cas présent 2 possibilités existent
- 1° - Réseau principal de A1 + A2 + A3 + A4 + D
- 2° - Réseau principal de A1 + A2 + A3 + A4 + C
Nous prendrons le cas N°2 qui semble être le plus défavorable.
L'installation assure la distribution de vapeur sous une pression
de 12 bar relatif à son point d'origine.
Les puissances thermiques indiquées sur le schéma
ci-dessus sont des puissances utiles.
Le programme ThermoVapor
placé sur ce site permet d'effectuer ce calcul de perte de
charge en prenant en compte les éléments suivants.
Il calcule automatiquement en fonction de la pression de service
de l'installation :
- L'enthalpie spécifique de la vapeur
- La chaleur latente de vaporisation
- La masse volumique de la vapeur.
- La chaleur massique de la vapeur.
Le programme détermine automatiquement le débit de
vapeur en fonction de :
- La puissance thermique horaire.
- La pression vapeur.
- La température de vapeur (uniquement en cas d'utilisation
de la vapeur surchauffée)
- La température des condensats le cas échéant
(récupération des condensats).
La perte de charge dû à l'écoulement de la
vapeur s'accompagne d'une expansion qui se traduit par une augmentation
du débit (c'est à dire de la vitesse), une diminution
de la masse volumique et une augmentation de la viscosité
dynamique.
Le programme prend en compte tous ces éléments. Cette
contrainte oblige à effectuer le calcul en partant de la
production de vapeur. Les éléments du réseau
sont introduits au fur à mesure de la distribution de la
vapeur jusqu'au point le plus éloigné.
A chaque entrée d'un élément (canalisation
ou accessoires) dans le tableau de calcul, le programme recalcule
automatiquement la pression d'entrée sur la ligne suivante
dans la colonne pression de service du tableau de calcul.
Les éléments suivants sont automatiquement réajustés,
à savoir :
- L'enthalpie spécifique de la vapeur
- La chaleur latente de vaporisation
- La masse volumique de la vapeur.
- La chaleur massique de la vapeur.
- La viscosité dynamique de la vapeur.
- Le nombre de Reynolds.
Dans le cas présent on aura sur le réseau de distribution
:
- Point A1 = Pression : 12 bar - Chaleur latente de vaporisation
1970,56 kJ/kg - Débit de vapeur : 2265 kg/h
- Point A2 = Pression : 10,96 bar - Chaleur latente de vaporisation
1984,6 kJ/kg - Débit de vapeur : 1705,13 kg/h
- Point A3 = Pression : 10,66 bar - Chaleur latente de vaporisation
1988,93 kJ/kg - Débit de vapeur : 1122,21 kg/h
- Point A4 = Pression : 10,34 bar - Chaleur latente de vaporisation
1993,51 kJ/kg - Débit de vapeur : 722,34 kg/h
- Point C = Pression : 10,02 bar - Chaleur latente de vaporisation
1997,07 kJ/kg - Débit de vapeur : 721 kg/h
| Exemple de calcul d'un réseau de vapeur
saturée ou vapeur humide |
Il existe généralement une perte thermique sur les
réseaux de distribution de vapeur entraînant une chute
de température sur la vapeur de distribution.
Dans cet exemple le calcul est effectué avec de la vapeur
saturée : 12 bar effectif à son point d'origine.
En prenant comme hypothèse une chute de température
de 0,25°C/m, il est aisé d'intégrer ces éléments
dans la feuille de travail.
Le programme recalcule et ajuste automatiquement toutes les caractéristiques
de la vapeur (enthalpie, chaleur latente, masse volumique, viscosité,
etc.) en fonction de la température d'entrée du réseau
partiel.
En comparant les 2 tableaux de calcul, le débit de vapeur
passe de 721 kg/h calculé initialement à 699,92 kg/h.
Cette chute de température dans le réseau entraîne
une formation de condensats avec perte thermique pour conséquence.
| Exemple de calcul d'un réseau de vapeur
surchauffée |
La vapeur surchauffée : de la vapeur à une température
supérieure à la température de saturation.
La température d'une vapeur surchauffée n'est pas
fonction de sa pression. Un perte d'enthalpie ne produit pas nécessairement
une condensation de vapeur.
Pour les réseaux de grande longueur la vapeur surchauffée
réduit ou évite la présence de condensats qui
ne peuvent se former que si la vapeur est saturée.
Dans cet exemple le calcul est effectué avec de la vapeur
surchauffée : 12 bar effectif et 250°C à son point
d'origine.
En prenant comme hypothèse une chute de température
de 0,2°C/m, il est aisé d'intégrer ces éléments
dans la feuille de travail.
Le programme recalcule automatiquement toutes les caractéristiques
de la vapeur (enthalpie, chaleur latente, masse volumique, viscosité,
etc.) en fonction de la température d'entrée du réseau
partiel.
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