Différences entre la vapeur surchauffée et la vapeur saturée

La vapeur est la source de chaleur indispensable à toute blanchisserie. Quelles sont donc les différences entre la vapeur surchauffée et la vapeur saturée ? Elles résident dans leur état thermodynamique.

Vapeur saturée

La vapeur saturée désigne un état où le liquide et le gaz coexistent en équilibre à une certaine pression. Dans ces conditions, le liquide continue de s'évaporer tandis que le gaz continue de se condenser jusqu'à ce que les deux atteignent un équilibre dynamique. À ce moment-là, la température et la pression de la vapeur saturée sont égales à celles de la vapeur saturée.vapeurCes paramètres sont fixes. On les appelle température et pression de saturation. Au début de l'équilibre, la vapeur est saturée humide. Si l'on continue à la chauffer, elle deviendra saturée sèche une fois que toute l'eau qu'elle contenait s'est évaporée. La température de la vapeur reste constante lors de cette transition. À pression constante, si l'on continue à chauffer de la vapeur saturée sèche, sa température augmente et elle devient de la vapeur surchauffée. La vapeur surchauffée ne contient ni gouttelettes ni brouillard liquide et se présente sous forme de gaz.

❑ Exemple

Pour faire simple :

À une certaine pression, l'eau commence à se vaporiser et se transforme progressivement en vapeur après avoir été portée à ébullition. La température de la vapeur atteint alors la température de saturation. Cette température est fonction de la pression : plus la pression est élevée, plus la température de saturation est élevée, et inversement. À une pression de 0,10 MPa, la température de saturation est de 99,09 °C. À une pression de 4,05 MPa, elle est de 249,18 °C. Enfin, à une pression de 10,13 MPa, elle est de 309,53 °C.

Vapeur surchauffée

La température continuera d'augmenter et dépassera la température de saturation à cette pression après un chauffage supplémentaire de la vapeur saturée. Cette vapeur, dont la température dépasse la température de saturation, est appelée vapeur surchauffée. Dans cet état, la température et la pression de la vapeur ne sont plus fixes. Lorsque la chaleur augmente, elles augmentent également. La vapeur surchauffée possède une énergie thermique et une capacité thermique supérieures.

❑ Inconvénient

Cependant, en pratique, le chauffage par vapeur surchauffée est relativement inefficace. En effet, la vapeur surchauffée doit être refroidie jusqu'à sa température de saturation pour libérer l'enthalpie de vaporisation. La chaleur dégagée lors de ce refroidissement est négligeable comparée à l'enthalpie de vaporisation.

● Si la surchauffe de la vapeur est très faible, cette petite partie de la chaleur est relativement facile à dissiper. Cependant, lorsque la surchauffe est très élevée, le temps de refroidissement est beaucoup plus long. Pendant cette période, seule une très faible quantité de chaleur peut être dissipée.

Dans les échangeurs de chaleur, l'utilisation de vapeur surchauffée entraîne la formation d'une paroi sèche à l'intérieur de l'appareil. Cette zone se couvre rapidement de tartre, provoquant une surchauffe de la paroi du tuyau et, par conséquent, sa rupture. Ainsi, bien que la température de la vapeur surchauffée soit supérieure à celle de la vapeur saturée à pression égale, son pouvoir calorifique est inférieur.

Conclusion

En production, si les blanchisseries souhaitent utiliser la vapeur surchauffée à haute température et haute pression produite par la centrale électrique, celle-ci doit d'abord traverser une station de désurchauffe et de réduction de pression afin d'être transformée en vapeur saturée. La vapeur surchauffée ne libère sa chaleur latente maximale qu'une fois refroidie à l'état saturé.