Pression de la vapeur surchauffée

[Chatta]

Bonjour,

Je voudrais savoir la formule qui calcule la pression de vapeur surchauffée et quelle est la différence entre la pression de vapeur surchauffée et la pression de vapeur saturante ?

Merci bien
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[gts2]

Bonjour,

La pression de vapeur saturante est la pression de la vapeur en équilibre avec le liquide.
La pression de vapeur surchauffée ou sèche est la pression de la vapeur à une température supérieur au changement à la température de changement de phase.

Pour ce qui est du calcul, assez loin du point triple, on peut essayer l'approximation gaz parfait (isotherme quasi verticale dans un diagramme de Mollier P-h)

[Chatta]

Bonjour,

La pression de vapeur saturante est la pression de la vapeur en équilibre avec le liquide.
La pression de vapeur surchauffée ou sèche est la pression de la vapeur à une température supérieur au changement à la température de changement de phase.

Pour ce qui est du calcul, assez loin du point triple, on peut essayer l'approximation gaz parfait (isotherme quasi verticale dans un diagramme de Mollier P-h)

Si la température est plus de 300 °C est-ce que je pourrais considérer qu'il n'y a pas de vapeur saturante et qu'il aura uniquement une vapeur surchauffée?

[gts2]

Tout dépend de la pression, il faut la comparer à celle de pression saturante à 300°C (86 bars)

[A voir en vidéo sur Futura]

[Chatta]

Tout dépend de la pression, il faut la comparer à celle de pression saturante à 300°C (86 bars)

Si l'eau se trouve dans un réservoir fermé et on met une source de chaleur de 300 °C, est-ce que l'eau cesse de se vaporiser en cas de l'équilibre entre l'eau et la vapeur saturante?

[gts2]

Il faudrait le contexte et non des bouts d'information.

Sinon en contexte fermé, avec équilibre liquide-vapeur, à température imposée, on atteint un état d'équilibre (mais ici 86 bars, il vaut mieux avoir une enceinte costaude).

[Chatta]

Il faudrait le contexte et non des bouts d'information.

Sinon en contexte fermé, avec équilibre liquide-vapeur, à température imposée, on atteint un état d'équilibre (mais ici 86 bars, il vaut mieux avoir une enceinte costaude).

J'ai un litre d'eau que je voudrais vaporiser à une température de 530 °C dans réservoir fermé de 10 litres, je voudrais savoir si l'eau sera complètement se vaporiser à cette température dans le réservoir mentionné et qu'elle est la pression qui en résulte?

[gts2]

530°C est au-dessus de la température critique de l'eau, donc cela sera obligatoirement monophasique.

Calcul gaz parfait (très très grossier) : 370 bars
Dans les tables (approximativement) : 300 bars.

J'espère que c'est purement académique.

[Chatta]

530°C est au-dessus de la température critique de l'eau, donc cela sera obligatoirement monophasique.

Calcul gaz parfait (très très grossier) : 370 bars
Dans les tables (approximativement) : 300 bars.

J'espère que c'est purement académique.

Pouvez-vous me montrer la formule du gaz parfait sur laquelle vous vous êtes appuyé dans vos calcul? Et je voudrais voir, si possible, les tableaux qui ont donné 300 bars.
Je vous remercie de m'aider

[Chatta]

530°C est au-dessus de la température critique de l'eau, donc cela sera obligatoirement monophasique.

Calcul gaz parfait (très très grossier) : 370 bars
Dans les tables (approximativement) : 300 bars.

J'espère que c'est purement académique.

Je voudrais savoir aussi la signification de monophasique ? Pourquoi c'est obligatoirement monophasique? Je n'ai pas compris la signification, pouvez-vous me l'expliquer ?

[gts2]

monophasique veut dire une seule phase, à de telles température et pression, on ne peut distinguer gaz/liquide (il n'y a pas de transition de l'un à l'autre)), on parle de fluide.

On est au-delà du point critique (voir par exemple wikipedia), la coexistence liquide-vapeur n'est possible qu'entre deux températures, point triple (en gros 0°C pour l'eau) et critique (en gros 375°C pour l'eau).

J'utilise PV=nRT avec V=10 litres T=570°C R=8,314 J/mol/K, n=m/M (m=1kg, M=18g/mol masse molaire de l'eau) après conversion en m3 K, bien sûr.

Tables : par ex. Table_thermodynamique à l'équilibre L/V.

J'ai trouvé les données supercritiques dans "principes de thermo" J-C Sisi Mc Graw-Hill.

[Chatta]

monophasique veut dire une seule phase, à de telles température et pression, on ne peut distinguer gaz/liquide (il n'y a pas de transition de l'un à l'autre)), on parle de fluide.

On est au-delà du point critique (voir par exemple wikipedia), la coexistence liquide-vapeur n'est possible qu'entre deux températures, point triple (en gros 0°C pour l'eau) et critique (en gros 375°C pour l'eau).

J'utilise PV=nRT avec V=10 litres T=570°C R=8,314 J/mol/K, n=m/M (m=1kg, M=18g/mol masse molaire de l'eau) après conversion en m3 K, bien sûr.

Tables : par ex. Table_thermodynamique à l'équilibre L/V.

J'ai trouvé les données supercritiques dans "principes de thermo" J-C Sisi Mc Graw-Hill.

Une seule phase veut dire que ça doit être comme dans les turbine à Gaz, excusez je n'ai pas compris l'application de monophasique? Est-ce que c'est pour les turbines en mécanique ?

[gts2]

Une table complète : nist.gov

[gts2]

Une turbine à gaz est en effet avec une seule phase, mais les pressions sont généralement plus raisonnables (disons 10 bars).

[Chatta]

Une turbine à gaz est en effet avec une seule phase, mais les pressions sont généralement plus raisonnables (disons 10 bars).

Est-ce que c'est impossible d'utiliser une pression de vapeur à une température plus élevée que le point critique de l'eau dans les machines industrielles ?

[gts2]

Impossible, non, c'est envisagé pour des centrales électrique : voir par ex. thermal-engineering.org

[Chatta]

Est-ce que l'eau se vaporise immédiatement à la température de 530 °C ou il faut quelques secondes ou quelques minutes?

[RomVi]

Est-ce que c'est impossible d'utiliser une pression de vapeur à une température plus élevée que le point critique de l'eau dans les machines industrielles ?

Cette question ne veut rien dire du tout...
Certaines turbines utilisent de la vapeur d'eau à une température supérieure à la température critique.

[gts2]

Est-ce que l'eau se vaporise immédiatement à la température de 530 °C

Non : quand vous chauffez de l'eau dans votre casserole, comment cela se passe-t-il ? Ici c'est pareil.
Dans votre cas cela va se vaporiser jusqu'à atteindre 340°C 146 bars puis vous aurez de la vapeur sèche.

[Chatta]

Non : quand vous chauffez de l'eau dans votre casserole, comment cela se passe-t-il ? Ici c'est pareil.
Dans votre cas cela va se vaporiser jusqu'à atteindre 340°C 146 bars puis vous aurez de la vapeur sèche.

Est-ce qu'il y a une formule qui calcule le temps de l'évaporisation? Comment puis-je savoir le temps de l'évaporisation?

[gts2]

Pour cela, il faudrait décrire le problème plus précisément.
Si c'est dans le contexte de départ (enceinte fermée), la vitesse d'évaporation dépend de la puissance fournie : un bilan énergétique conduit alors à la vitesse.

[Chatta]

Pour cela, il faudrait décrire le problème plus précisément.
Si c'est dans le contexte de départ (enceinte fermée), la vitesse d'évaporation dépend de la puissance fournie : un bilan énergétique conduit alors à la vitesse.

Le problème est que je voudrais parvenir à une vaporisation très rapide et pendant des secondes de vaporisation est-ce que c'est possible?

[gts2]

Le problème est que je voudrais parvenir à une vaporisation très rapide et pendant des secondes de vaporisation est-ce que c'est possible?

Il faudrait préciser vos besoins précisément, parce que la question telle qu'initialement posée (un litre dans un récipient fermé ...), c'est plus que dangereux : vous n'en sortirez pas vivant.

[Chatta]

Il faudrait préciser vos besoins précisément, parce que la question telle qu'initialement posée (un litre dans un récipient fermé ...), c'est plus que dangereux : vous n'en sortirez pas vivant.

Je pose la question pour une turbine à vapeur, est-ce que l'évaporisation sera durant des secondes ou des minutes?

[gts2]

Je suppose que vous parlez du générateur de vapeur, je n'ai pas réussi à trouver des valeurs numériques, mais le problème de base est que cela sera lent (sans précision).
On contourne en général le problème par un GROS générateur de vapeur (voir une enceinte de centrale nucléaire et le bâtiment des turbines à côté, ou la chaudière d'une locomotive comparée à la taille des pistons) : on compense donc le problème cinétique par un grand nombre de tuyaux ou/et une grande surface ce qui permet d'avoir un débit conséquent pour alimenter la turbine.

[RomVi]

Il est tout a fait possible de vaporiser l'eau presque instantanément sur une application "industrielle". Certaines machines à vapeur fonctionnaient en combinaison d'un générateur de ce type.
L'avantage est de réduire le volume d'eau et de vapeur sous pression dans la chaudière, et de produire une puissance presque à la demande

[Chatta]

Je suppose que vous parlez du générateur de vapeur, je n'ai pas réussi à trouver des valeurs numériques, mais le problème de base est que cela sera lent (sans précision).
On contourne en général le problème par un GROS générateur de vapeur (voir une enceinte de centrale nucléaire et le bâtiment des turbines à côté, ou la chaudière d'une locomotive comparée à la taille des pistons) : on compense donc le problème cinétique par un grand nombre de tuyaux ou/et une grande surface ce qui permet d'avoir un débit conséquent pour alimenter la turbine.

J'ai une autre question sur le refroidissement des turbines à vapeur, à quel degré faut-il maintenir la température de la turbine? Et est-ce qu'on peut refroidir les turbine à eau bien que la température de la vapeur ne doive point être inférieure à 100 °C ?

[gts2]

Je ne comprends pas trop : on ne refroidit pas une turbine. La température dans une turbine chute avec la pression.
La température de vapeur peut bien être inférieure à 100 °C, il suffit que la pression soit en accord.
Ex centrale nucléaire 35°C, 0,056 bar.

[Chatta]

Je ne comprends pas trop : on ne refroidit pas une turbine. La température dans une turbine chute avec la pression.
La température de vapeur peut bien être inférieure à 100 °C, il suffit que la pression soit en accord.
Ex centrale nucléaire 35°C, 0,056 bar.

Est-ce qu'il y a une vapeur à 35 °C? Pouvez-vous m'expliquer davantage?

[gts2]

Oui c'est bien cela de la vapeur à 35°C qui est la température d'équilibre liquide-vapeur de l'eau à 0,056 bar.