Vapeur saturée humide

La vapeur saturée humide («wet steam» en anglais) est un mélange de vapeur saturée et d’eau liquide. C’est pourquoi ou parle parfois d’un mélange diphasique : la vapeur contient des gouttelettes d’eau qui n’ont pas changé de phase.

Dans la vapeur saturée humide (parfois appelée « vapeur sursaturée »), l’eau et la vapeur sont à la température de saturation. Si l’on ajoute de la chaleur additionnelle à la vapeur saturée humide à pression constante, la température reste la même jusqu’à ce que tout le liquide soit évaporé. C’est à partir de ce moment seulement que la température s’élève au dessus du point de saturation et que peut se former la vapeur surchauffée.

Titre

Le titre permet de décrire le degré de sécheresse de la vapeur. Si le contenu en eau de la vapeur est de 5% de la masse totale, on dira que le titre de la vapeur est de 0,95.

Il n’est en pratique pas possible de produire de la vapeur saturée sèche à 100% et de garder cette vapeur parfaitement sèche à travers le réseau de conduites. Des gouttelettes d’eau s’échappent de la surface dans la chaudière. Quand les bulles de vapeur franchissent la surface de l’eau liquide, elles emportent avec elles des gouttelettes d’eau. C’est ce qu’on appelle « l’emportement ».

Emportement

L’emportement peut se produire à la sortie de la chaudière ou à la sortie d’un système de revaporisation.

À l’emportement, s’ajoute une certaine quantité de condensat qui se produit inévitablement des suites de la perte de chaleur dans les conduites. De façon générale, le condensat généré dans les conduites ne pose pas de problème puisqu’il est éliminé par les purgeurs de bout de ligne. Les problèmes surviennent lorsqu’il y a un emportement trop important et que les purgeurs de bout de ligne ne suffisent pas à tout éliminer.

Problèmes associés à la vapeur saturée humide

La présence de vapeur saturée humide peut causer des problèmes importants dans un réseau vapeur :

  • Coups de bélier hydrauliques
  • Érosion
  • Dépôts de produits chimiques
  • Contamination
  • Destruction des turbines

Coups de bélier hydrauliques

Les coups de béliers hydrauliques dans un réseau vapeur sont causés par une accumulation de condensat ou d’humidité dans les conduites ou les appareils, qui est emportée par la vapeur qui se déplace rapidement.

En apprendre plus sur les coups de bélier.

Érosion

La résistance de l’eau étant nettement supérieure à celle de la vapeur, la présence excessive d’eau dans les conduites accentue l’érosion, surtout au niveau des coudes.

Dépôt de produits chimiques

Les gouttelettes d’eau présente dans la vapeur saturée humide sont de l’eau traitée de chaudière. Les produits chimiques présents dans la vapeur saturée humide peuvent se déposer dans les échangeurs et entraver les échanges thermiques.

Contamination

Dans les procédés faisant appel à l’injection de vapeur, la présence d’eau traitée dans la vapeur peut contaminer le produit.

Destruction des turbines

L’introduction de vapeur saturée humide dans une turbine aura des conséquences catastrophiques. Les gouttelettes d’eau briseront littéralement les pales de la turbine.