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condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C



  1. #1
    Pilou63

    Question condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C


    ------

    Bonjour!

    tout est dans le titre

    je suis à la recherche d'une solution mais je ne pense pas que ce soit possible

    caloduc? echangeur? (tubulaire avec ailette et convection forcée?)

    le debit d'eau est de 40Kg/h à peu près

    voila si vous avez des idées je vous ecoute!

    (je viens ici pour echanger des idées non pas pour trouver la solution magique! )

    -----

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  3. #2
    LPFR

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    Bonjour et bienvenu au forum.
    Est que la solution de mélanger avec un excès d'air et récupérer les gouttelettes par filtration est envisageable?
    Au revoir.

  4. #3
    Pilou63

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour et bienvenu au forum.
    Est que la solution de mélanger avec un excès d'air et récupérer les gouttelettes par filtration est envisageable?
    Au revoir.
    Je ne pense pas...
    l'ideal serait un echangeur mais les surfaces d'echanges ne sont pas suffisantes à mon avis....

  5. #4
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    Bonjour

    Condenser directement de la vapeur dans un échangeur à ailettes n'est pas très adapté.
    Il serait plus judicieux d'utiliser un échangeur tubulaire refroidit avec de l'eau (pour 40kg/h de vapeur compte 1.5m² minimum).
    Le débit d'eau doit être de 1000 l/h; on peut le faire tourner en boucle et dissiper l'énergie sur un radiateur à ailettes en convection forcée.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Pilou63

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    Citation Envoyé par Dudulle Voir le message
    Bonjour

    Condenser directement de la vapeur dans un échangeur à ailettes n'est pas très adapté.
    Il serait plus judicieux d'utiliser un échangeur tubulaire refroidit avec de l'eau (pour 40kg/h de vapeur compte 1.5m² minimum).
    Le débit d'eau doit être de 1000 l/h; on peut le faire tourner en boucle et dissiper l'énergie sur un radiateur à ailettes en convection forcée.
    c'est ce que j'imaginais mais je voulais tenter de l'eviter...
    j'aime pas le fait de refroidir avec de l'eau parce que c'est pas mal d'energie et de contrainte (enfin je crois)

    mais je pense que c'est la meilleure solution!
    à voir

    si vous avez d'autres idées!

  8. #6
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    Il faut en effet ajouter une pompe de recirculation pour l'eau.
    L'autre solution est d'utiliser un condenseur tubulaire à ailettes, mais ces condenseurs sont moins efficaces que les condenseurs à plaques (il faut plus de surface d'échange).

    En outre il faut considérer un élément non négligeable: Le prix.
    Un condenseur tubulaire à ailettes devra être commandé chez un fabricant; un radiateur à ailettes peut être récupéré dans une casse pour presque rien.

    Le fait d'utiliser de l'eau comme réfrigérant permet en outre de valoriser l'énergie plus facilement; on peut s'en servir pour préchauffer un fluide par exemple, tandis qu'il est plus difficile de réutiliser de l'air chaud à très fort débit.

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  10. #7
    Pilou63

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    Citation Envoyé par Dudulle Voir le message
    Il faut en effet ajouter une pompe de recirculation pour l'eau.
    L'autre solution est d'utiliser un condenseur tubulaire à ailettes, mais ces condenseurs sont moins efficaces que les condenseurs à plaques (il faut plus de surface d'échange).

    En outre il faut considérer un élément non négligeable: Le prix.
    Un condenseur tubulaire à ailettes devra être commandé chez un fabricant; un radiateur à ailettes peut être récupéré dans une casse pour presque rien.

    Le fait d'utiliser de l'eau comme réfrigérant permet en outre de valoriser l'énergie plus facilement; on peut s'en servir pour préchauffer un fluide par exemple, tandis qu'il est plus difficile de réutiliser de l'air chaud à très fort débit.
    tu parles de 2 condenseurs (tubulaire à ailette et condenseur à plaques)
    tu pourrais me montrer des photos de ce à quoi tu pense?
    merci!

  11. #8
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    J'aurai du me relire; je voulais dire radiateur à ailettes (le même type que les radiateurs qu'on trouve dans une voiture pour refroidir l'eau).

    Le tubulaire à ailettes est un simple tube couvert d'ailettes placées perpendiculairement. La technologie est sensiblement la même, mais l'eau passe dans un tube au lieu de passer entre 2 plaques faiblement espacées.

  12. #9
    Pilou63

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    le fluide de refroidissement est de l'air pour chaque cas? (tu parles d'eau et d'air...)
    je vois pas trop le systeme... :s

    tu peux me dire pour chaque type ou circule chaque fluide stp? (je comprendrais mieux) (tu parles d'eau qui circule entre des plaques alors que je pense que pour un radiateur à ailette, c'est de l'air)


    pour moi le systeme adequat est un truc du genre
    http://112233445566.free.fr/DCC/fab-dod/condenseur.jpg

    c'est ce à quoi tu penses?

  13. #10
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    Oui, un peu le même style sauf qu'au lieu de tubes ronds ce sont des sortes de tubes "écrasés"; le but est d'avoir des espacements plus faibles (coté air) afin d'améliorer le coefficient d'échange avec l'air :


    Seul problème, ces types d'échangeurs ne peuvent condenser la vapeur, car il faudrait qu'elle serpente dans les tubes, et le liquide doit pouvoir s'écouler par gravité.

    On utilise donc un échangeur tubulaire qui est ce qu'il y a de plus adapté. Cet échangeur est refroidit par de l'eau.
    L'eau passe ensuite dans un radiateur air/eau pour être refroidie et réutilisée.

  14. #11
    Pilou63

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    un simple tube dans lequel circule la vapeur sur lequel je mets des ailettes (bien tassées) ou je souffle de l'air ca marche pas? (ouai je pense pas que ca fonctionne mais on sait jamais!)

  15. #12
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    Ca marcherait, mais avec une surface d'échange énorme.

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  17. #13
    Pilou63

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    J'ai une autre question !
    Pourquoi les condenseurs de frigo sont en serpentin? comment fait la vapeur pour circuler dans les tuyaux? (notamment pour descendre)!

    en tout cas merci de ton aide!

  18. #14
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    Dans ce cas ça fonctionne parce que le débit est très faible et que la surface d'échange est sur-dimensionnée.
    40kg/h de vapeur ça commence à faire une belle quantité d'énergie.

  19. #15
    Pilou63

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    Bonjour à nouveau!

    je me suis lancé dans les calculs de dimensionnement de mon condenseur (tubulaire)...
    par la méthode du DTLM j'obtiens des surfaces d'echange enorme (genre 80m²)
    j'ai mis la vapeur dans l'espace annulaire et l'eau dans le tube...
    j'ai fait en sorte d'être turbulent mais le coeff h est toujours bien faible (la vapeur est a pression atmosphérique)

    j'ai pensé à mettre des ailettes mais c'est pas encore suffisant...

    je trouve que le h de la vapeur est bien faible...
    il est entre 2 et 15W/m².K (selon les conditions)
    ce qui est bien faible...
    comment technologiquement intensifier les echanges de ce coté la?
    (augmentation de pression?)

    j'attends vos réponses!

  20. #16
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    Bonjour

    Citation Envoyé par Pilou63 Voir le message
    je trouve que le h de la vapeur est bien faible...
    il est entre 2 et 15W/m².K (selon les conditions)
    ce qui est bien faible...
    comment technologiquement intensifier les echanges de ce coté la?
    (augmentation de pression?)
    Comment intensifier l'échange ? Déjà en prenant la bonne valeur tu as pris une valeur pour un échange superficiel avec de l'air j'ai l'impression, or dans le cas d'une vapeur saturée se condensant dans un tube vertical Hc est de l'ordre de 600W/m².°C au minimum.

    Où as tu trouvé cette valeur de 2 à 15 ?

  21. #17
    Pilou63

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    j'ai calculé le reynolds puis avec Colburn le nusselt et enfin le coefficient h coté vapeur...
    j'ai toujours fait comme ca quand il n'y a pas de changement de phase mais comme il y a un chgt de phase je ne sais plus trop...
    j'ai pas trouvé grand chose sur les condenseur et les echangeur avec changement de phase!

    en tout cas merci du tuyau et si tu sais ou je peux trouver de la doc correct je suis preneur!
    merci!

  22. #18
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    Je n'ai pas forcément de doc, c'est juste que je dimensionne des échangeurs assez souvent dans mon boulot, donc je connais un peu tous les cas de figure et les valeurs associées.

    Sinon faute de mieux on peut utiliser des ordres de grandeurs (très approximatifs; dépendent de la géométrie, du régime etc):

    - De l'air en convection naturelle : de 5 à 25
    - De l'eau en convection naturelle : de 200 à 1000
    - De l'air en régime forcé : de 20 à 200
    - De l'eau en régime forcé : 50 à 10 000
    - Une vapeur saturée qui se condense: 600 à 30 000
    - Un liquide qui entre en ébullition: 400 à 20 000

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  24. #19
    Pilou63

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    et comment les calculer ces coeff?
    il doit bien y avoir des corrélations, des théories...

    sur quoi tu t'appuies pour tes calculs de dimensionnement?

  25. #20
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    Si je te demandes à quelle vitesse roule une twingo tu peux me répondre après avoir calculé la puissance du moteur, le coefficient de frottement, le Cx etc, ou tu peux juste me dire "environ 150/170 km/h" sans réfléchir, et la précision restera correcte.

    Je dimensionne souvent des échangeurs, en me basant sur l'expérience, et sur les données constructeur; et je suis a peu près sur que j'obtiens des résultats plus fiables que ce qu'on pourrait trouver avec des corrélations alambiquées (que j'utilise tout de même de temps en temps...).

  26. #21
    Pilou63

    Re : condenser de la vapeur à 100°C avec de l'air à 20°C

    oui je suis d'accord avec toi, la théorie est une chose bien différente de la pratique!
    mais j'aime bien m'appuyer sur de la théorie quand meme surtout que je n'ai pas d'experience.... (je suis en stage!)
    sinon j'ai une autre question:
    le coefficient h coté vapeur augmente avec le débit?

    en fait comment savoir s'il est de 600 ou de 30 000 W/m².K ??

    (dsl d'insister mais j'ai la manie de vouloir tout comprendre!)

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