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Auteur(s)
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William LÉVY : Ingénieur de l’École Centrale de Lyon - Directeur du Département Contrats de la société Delas
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Lire l’articleINTRODUCTION
Il est de coutume de désigner par condenseur un appareil dont la fonction principale est de condenser de la vapeur, le réchauffage obligatoire du fluide froid auxiliaire n’étant qu’une conséquence (parfois nuisible), par opposition aux échangeurs de chaleur (réchauffeurs) où la condensation de vapeur n’est qu’un moyen d’obtenir le but désiré : le réchauffage d’un certain fluide.
Nous pouvons classer les condenseurs en deux grandes familles :
-
les condenseurs par surface, sans contact entre la vapeur à condenser et le fluide réfrigérant, une surface d’échange s’interposant entre eux ;
-
les condenseurs par mélange avec, comme leur nom l’indique, mélange total entre la vapeur à condenser et le fluide réfrigérant.
Ces derniers restent très peu utilisés du fait de l’impossibilité de mélange entre la vapeur et l’eau de refroidissement, en général de l’eau brute 6.
Pour condenser une vapeur saturée, la Physique nous enseigne qu’il faut soutirer à cette vapeur une certaine quantité de chaleur, dite enthalpie de vaporisation, et la céder à une source froide. Un condenseur a donc besoin d’une source froide qui est, dans le cas le plus général, un liquide bon marché. Étant donné les débits calorifiques mis en jeu, il s’est avéré que la source froide la moins chère était l’eau, mais on utilise aussi l’air comme réfrigérant (article Refroidissement des eaux dans ce traité). Nous pouvons classer les fluides réfrigérants comme suit :
-
eau douce (rivière) ;
-
eau de mer ;
-
air.
Les grands domaines d’emploi des condenseurs sont :
-
la production de l’énergie ;
-
l’industrie chimique ;
-
la technique du froid.
Dans l’état actuel des choses, le problème des condenseurs se pose de la manière la plus ardue à l’ingénieur dans le cadre de la production de l’énergie. C’est pourquoi nous consacrons cet article à ce domaine exclusivement, le lecteur pouvant, pour d’autres applications, adapter les formules et règles données ici et en tirer des conclusions applicables facilement à tous les problèmes particuliers de condenseurs.
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3. Appareillage annexe
3.1 Appareils de mise sous vide
Les appareils de mise sous vide sont les éjecteurs (à vapeur ou à eau) et les pompes à vide (articles Production du vide [BM 4 270], Pompes à transfert de gaz. Pompes volumétriques [BM 4 271] et Pompes cinétiques [BM 4 272] de ce traité). Pour chaque cas, il faudrait distinguer les appareils de mise sous vide rapide et les appareils d’entretien du vide. Au démarrage d’une installation, il s’agit d’abaisser rapidement (1 h au maximum) la pression de l’ensemble, de 1 bar à la pression de service.
Cela se fait en deux étapes :
-
une mise sous vide par appareil de démarrage jusqu’à 30 % de la pression initiale (1 bar) ;
-
une mise sous vide final et un entretien permanent par appareil d’entretien du vide.
Ce sont des machines permettant de comprimer les gaz (figure 18). Le taux de compression optimal est de 7 à 8 (on atteint jusqu’à 10). Pour le démarrage des installations, un éjecteur simple suffit (1/0,15). Pour des rapports de compression supérieurs à 8, on utilise deux éjecteurs en série. Toutefois, comme il n’est pas avantageux de comprimer également la vapeur sortant du premier...
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