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
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 :
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 :
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.
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.
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
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.
- 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.
- 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 |
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 |
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.