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1 - CARACTÉRISTIQUES GÉOMÉTRIQUES DES ÉJECTEURS

2 - THÉORIE DU FONCTIONNEMENT DES PRINCIPAUX TYPES D’ÉJECTEURS

3 - DIFFÉRENTS TYPES D’ÉJECTEURS

4 - CONCLUSION

| Réf : B4250 v1

Différents types d’éjecteurs
Éjecteurs

Auteur(s) : Jacques PAULON

Date de publication : 10 nov. 1993

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Auteur(s)

  • Jacques PAULON : Ancien Chef de groupe de Recherches à l’Office National d’Études et de Recherches Aérospatiales (ONERA), Division Turbomachines

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INTRODUCTION

Les éjecteurs, appelés également appareils à jet ou encore trompes, sont des appareils statiques destinés à aspirer, comprimer ou mélanger des gaz, des vapeurs, des liquides et parfois des solides grâce à la détente d’un fluide primaire moteur. Celui-ci peut être gazeux, en régime subsonique ou supersonique, ou liquide, en régime incompressible, et apporte l’énergie nécessaire à l’entraînement du fluide secondaire.

Ces appareils peuvent également assurer la vidange d’une cavité ou d’un volume et, dans certaines applications, concurrencer les pompes à vide mécaniques grâce à leurs capacités d’absorption qui peuvent atteindre 10 6 m3/ h d’air.

Par rapport aux pompes à vide, les éjecteurs ont le grand avantage d’être d’un prix de revient sensiblement inférieur à celui d’une pompe classique, de ne posséder aucune pièce en mouvement, donc d’être d’un entretien quasi nul, et de bien résister à la corrosion ou aux attaques de gaz agressifs comme de particules solides. Ils ne supplantent toutefois pas toujours les pompes à vide mécaniques en raison d’une plage de fonctionnement plus étroite et d’une consommation d’énergie élevée et, dans certaines applications, l’association éjecteurs-pompe à anneau liquide est à préconiser.

La variété des fluides primaire et secondaire a permis la réalisation d’une large gamme d’appareils adaptés à de nombreuses applications. Le tableau 1 qui résume ces différentes réalisations nous a servi de base pour la rédaction de cet article. Cette façon de voir, type catalogue, présente quelques risques de répétitions, mais permet, à tout utilisateur potentiel, compte tenu du problème qu’il a à résoudre et du fluide moteur dont il dispose éventuellement, de faire un choix.

Si l’utilisateur potentiel ne dispose pas de source d’énergie, l’éjecteur n’est plus seul en cause et de nombreux paramètres (durée de vie, entretien, investissement, etc.) sont à prendre en compte.

Compte tenu du grand nombre de combinaisons possibles entre les différents fluides, il n’était pas envisageable d’exposer les lois physiques fondamentales qui gouvernent le fonctionnement de tous ces appareils. Toutefois, afin de permettre à un ingénieur de se faire une idée approximative du dimensionnement et des caractéristiques de l’appareil dont il a besoin, nous traiterons les trois principales combinaisons :

  • les éjecteurs à liquide à jet liquide ;

  • les éjecteurs à gaz à jet de gaz ;

  • les éjecteurs à vapeur à jet de vapeur.

La première combinaison concerne les fluides incompressibles tandis que les deux autres se rapportent aux fluides compressibles.

Il faut signaler qu’il existe sur le marché plusieurs constructeurs, cités en référence, qui ont des catalogues plus ou moins détaillés d’appareils standards ou qui sont parfaitement aptes à étudier et réaliser tout projet particulier. En plus des méthodes théoriques de base, ils possèdent le savoir-faire et l’expérience indispensables à l’obtention des performances demandées.

Nota :

L’auteur remercie les différents constructeurs cités pour la documentation abondante qu’ils ont bien voulu lui fournir et qui lui a largement servi à rédiger le présent article.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-b4250


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3. Différents types d’éjecteurs

Nous allons maintenant passer en revue les différents types d’éjecteurs compte tenu des trois sources motrices indiquées dans le tableau 1 : jet liquide, jet de gaz et jet de vapeur, en faisant référence à divers travaux théoriques, en indiquant le champ d’applications et en donnant autant que possible des caractéristiques numériques.

3.1 Éjecteurs à jet liquide

Le champ d’application de ces appareils est vaste et dépend du but recherché ainsi que du fluide ou du solide aspiré.

HAUT DE PAGE

3.1.1 Ventilateurs à jet liquide

Ils aspirent de grands débits d’air, de gaz ou de vapeur avec de faibles taux de compression. La dépression obtenue avec ce type d’appareil se situe dans le domaine de 1 à 20 mbar. Ils sont surtout utilisés pour la ventilation d’ateliers, d’entrepôts ou de réservoirs. L’eau du réseau de distribution est le fluide moteur et peut être recyclée par une pompe.

La figure 13 donne à titre d’exemple la relation entre le débit aspiré et la compression pour différentes pressions du fluide moteur et pour plusieurs réalisations industrielles ; pour cette gamme d’appareils, la consommation d’eau varie de 0,7 à 26 m3 / h pour un débit aspiré de 30 à 3 000 m3 / h.

D’autres applications concernent la condensation de vapeurs, le refroidissement de gaz, ou l’absorption de gaz plus ou moins toxiques ou corrosifs. Dans ce dernier cas, l’éjecteur travaille en circuit fermé. L’eau motrice circule grâce à une pompe centrifuge et le gaz aspiré est séparé de l’eau dans un bac séparateur ; la température de l’eau est maintenue constante par appoint ou par échangeur. Un tel éjecteur peut condenser quelques kilogrammes de vapeur par heure, la pression limite étant évidemment la pression de vapeur saturante de l’eau.

Un autre exemple est le laveur de gaz (figure 14), souvent utilisé pour laver et dépoussiérer des quantités de gaz auquel on ne veut faire subir qu’une perte de charge très...

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