La vapeur surchauffée!

Salut !
L'autre jour, un copain est venu me voir avec sa toute nouvelle chaudière  afin de faire les essais.
A peine arrivé, il me fait comprendre que la sortie vapeur qui repasse dans le foyer pour être surchauffée, ne lui plaît pas!
- »Allons bon ! Et pourquoi donc ?? »Lui répartis-je abasourdi !.
- »Ça ne sert à rien ! Me « rétorqueta-t'il » ! » l'air pénétré et convaincu !
- « Bon ! Tu ranges ta boîte de Legos et tu m'écoutes ! »

Si on fait chauffer  de l'eau dans une cocote remplie au 2/3, la première chose qu'il va se passer dés que la température atteint 100C , c'est que la vapeur qui se forme , chasse  l'air et prend sa place.
Arrivé à 100°C ,si on met un couvercle et qu'on on bouche la sortie vapeur  (= vanne d'isolation sur la chaudière) et qu'on continue à chauffer, nous verrons que :
tant que la température de la vapeur monte , la pression de la vapeur monte aussi.
Rappelle toi ce que disait notre pote Mariotte PV = nRT
On n'y peut rien c'est de la physique. En lisant la température, on connait la pression et en lisant la pression, on connaît la température à volume constant. (Table de vapeur)
Tant que la vapeur est dans la cocote/ chaudière, elle suit cette loi, c'est de la vapeur dite saturée.
Si tout va bien et qu'on laisse chauffer jusquà 374°C la pression  va atteindre  222 bars ( si ça n'a pas explosé avant !).
A ce moment la,  le niveau de l'eau restante disparait instantanément  il n'y a plus que de la vapeur . On pourrait essayer d'augmenter la pression en injectant  de l'eau , la pression augmente mais il n'apparaitra pas d'eau liquide.
Magique , non ? Tu n'as pas encore trouvé le point  « G » mais tu sais maintenant où est le « Point Critique » de l'eau. A partir de là, c'est devenu un gaz ! (ou assimilé)
Tu vois, d'un seul coup, t'es encore moins con que deux lignes au-dessus ! Merci Le Bleu !

Mais revenons à notre chaudière/cocote et consultons le diagrame çi-dessous. 
Rappel : Pression Absolue = 1 bar + pression mano.
Pression effective  =  lecture mano
Titre Vapeur : Titre vapeur = 95% => 5% H2O


Au point 0 (= pression Abs)  : fermons la vanne de sortie ,dés que l'eau bout (@100°C) et laissons monter la pression jusqu'au point A ,  et 4 bars (Pres Abs) .
A ce moment la température est de 143°C.
C'est ce qu'on appelle  : la vapeur saturée.
Plus on délivrera de chaleur et plus son titrage augmentera.
Dès qu'on ouvre la vanne de la chaudière,  la pression baisse , la vapeur se détend et condense.
Attention, malgré tout , le pourcentage d'eau qui se condense est infime .
La qualité de la vapeur saturée dépend de son titre,
La vapeur a un titre qui varie de 0,1%@ 99,9% (à la louche) en fonction du temps de chauffe et des Hcal délivrées. Une vapeur qui titre 95% contient encore 5% d'H2O
Pour ceux qui veulent aller plus loin, voir le diagramme de Mollier proposé par L.Suykens (Cahier 1, Page 8)

Imaginons à présent , qu'aprés cette vanne d'isolation , on tire une ligne qui passe dans les flammes , avant d'arriver au moteur comme imagé , entre les points  A & B , la vapeur qui  passe dans la ligne du moteur est surchauffée ,
Nous sommes dans la zone, dite de vapeur surchauffée, qui est pratiquement débarassée de particules d'eau ?
Un titre de pratiquement 100%. (sachant que c'est impossible à atteindre dans nos chaudières)
Si on ouvre la vanne d'isolation ,et que la pression de débit est stabilisée à 4 bars vers le moteur, on a une vapeur d' une température supérieure qu'elle devrait logiquement avoir à cette pression.

C'est une des raisons pour laquelle je préfère travailler avec  3 ou  4 Bars. Parce qu'à  2 Bars , on est  trop près de la température d'ébullition  , et que compte tenu de toutes les pertes thermiques le long de la ligne et en sortie de chaudière, la vapeur condense trop rapidement. Surtout, si  les lignes ne sont pas isolées et ont un débit trop faible pour maintenir la température.
(Consulter le post sur la vitesse et le débit de la vapeur dans les tuyaux) (ainsi que sur l'isolation des chaudières)

En rentrant dans le moteur elle va se détendre encore plus , condenser et saturer. D'où patouillage et crachotage , les deux cauchemars du vaporiste!
C'est ce qui explique que certains moteurs qui fonctionnent avec ½ bar à l'air comprimé ne tourneront pas avec 2 bars à la vapeur. Si il y a une légère fuite en plus, autant laisser tomber.
La vapeur n'ayant pratiquement aucune viscosité, elle fout le camps par là !
Cela signifie qu'avec  une température de 30°C supérieure à la température de vapeur saturée,on a 30°C de marge avant de retourner dans la zone de vapeur saturée.

Sur la photo qui suit, la chaudière est à 1 Bar ef. La vapeur est surchauffée et ne condense qu'à environ 7cm de la sortie (excellent!) . Il fait 10°C dans l'atelier . A 1 Bar ef , la température de la vapeur saturée est donc de 120°C.
C'est a dire qu'à 119°C ou 0,99 bar (théorique)  ; elle commence à se condenser et son titre diminue . Et perdre de la pression ou de la température en sortie de chaudière , c'est très facile.
Une  vapeur saturée  commencera à se condenser à 1 ou 2cm de la sortie. La vapeur , c'est TRANSPARENT !
Donc , de B @ C nous sommes encore dans la zone de surchauffe et c'est seulement en C que l'on revient dans la zone de vapeur saturée.

Dans notre cas , nous avons  une magnifique vapeur surchauffée. On ne répétera jamais assez , que si on voit un nuage de vapeur en sortie de chaudière, ce n'est pas bon pour nous ! C'est bon pour le pressing ou les haricots verts, mais pas pour la mécanique vapeur.

Conclusion, en surchauffant la vapeur , on a une bien meilleure détente dans le moteur et donc un meilleur rendement , puisque on est bien au dessus du point de (début) condensation.
La vapeur est sèche et laisse une marge confortable pour faire tourner son moteur. On a donc un vrai moteur à vapeur et pas un moteur à eau chaude comme on en voit trop souvent !
Capito ???
A présent, comment mesurer la température de cette vapeur ?
Tout simple ! Toujours en vertu du sacro-saint principe ,  que la température et la pression sont liées, (Mariotte encore), on peut mettre sur la ligne un testeur de surchauffe , comme celui que  Pierre Bernard nous a concocté :

Un bulbe fermé, rempli au 2/3 d'eau et sur lequel on aura mis un mano. La vapeur surchauffée passe tout autour et......................fait chauffer l'eau piégée et donc monter la pression dans ce bulbe.
Par conséquent, en lisant la pression, on connaît la température !  (Mariote encore)
Ex : si il y a 4 bars dans la chaudière = 143°C et que le manomètre du surchauffeur indique 5 bars,on regarde la table de vapeur et on voit que 5 bars correspond à 151°C .
On en conclu que l'on a une vapeur de 4 bars de pression et surchauffée à 151 °C.
On peut donc se permettre de perdre 1 bar & 12°C avant de revenir dans la zone de vapeur saturée. Qui est encore de la bonne vapeur qui perdra de son titre au fur et à mesure qu'elle refroidit ….....................jusqu'à devenir de l'eau chaude , bonne pour le thé, my dear !
C'est simple , non ???
J'espère que tu as compris, parce que la prochaine fois on parle de : « Laminage et pression adiabatique » et là : accroche-toi , Tintin ! Mais t'es pas plus con qu'un autre (du moins, ça se voit pas) et tu vas devenir un expert en la matière.
Merci à ceux qui m'ont aidé à rendre ce post compréhensible, (si on y est arrivé!) ils se reconnaitront !

bon!

je suis toujours aussi con, même un gros con (d'après un breton qui sait de quoi il parle.....) mais je suis un peu plus instruit.

Il y a juste un truc que je n'ai pas saisi, c'est ça:

Plus on délivrera de chaleur et plus son de l'eau augmentera.

merci de m'instruire un peu plus, pour le reste......c'est trop tard

eh ben mon colon, t'as raison Jean-Pierre, je crois que ce matin je vais prendre mon DOLIPRANE un peu plus tôt.
Surtout Kbio faut continuer sur ta lancée, même si l'on retient que 5% de ton exposé. et bonjour à ton copain.
GAV

Kbio , normalement tu dois pouvoir cuire des langoustines avec ton truc :comprend pas
Peaufine , peaufine , ça va être la saison 8) 8)

tiens c'est curieux on n'entend pas les deux Cherbourgeois, serait ce que parce que KBIO est un homme ?

Hello
Et encore k-Bio ne nous parle pas de la Loi d'Avogardo, et de la loi de Henry.
Mais le sujet est plus profond, et plus c'est profond plus il y a de la pression :cheers: :cheers: :cheers:
Bon, je redescend à la cave me mettre la pression sur mon propulseur

:(

même si l'on retient que 5% de ton exposé

C'est qu'il y a encore 95% d'eau et que tu titres à 5%!
Chauffe Marcel!

Plus on délivrera de chaleur et plus son de l'eau augmentera.

Désolé, on a beau revoir et corriger: la coquille se glisse dans le texte.
Le bon point, c'est qu'il y en a au moins qui lit et ça , c'est bon pour le moral!
Il faut comprendre:

Plus on délivrera de chaleur et plus son titrage augmentera.

C.a.d que l'eau en tant que telle, disparaît petit à petit pour n’être plus que de la vapeur.
Mais je suis comme vous, j'essaye de comprendre, et de pas trop cuire les langoustines, parce que sinon, c'est du carton! :mon dieu
Déjà, qu'on se fait traiter de vieux, d'oisifs et de d'autres noms d'oiseaux toujours très élogieux, si maintenant on vient nous dire qu'on est des buses.... C'est vrai en plus! :moo:
:cheers: :cheers:

on ne dit pas que t'es une buse, on dit que tu ne fout rien, que c'est pour ça que tu as le temps de répondre aux questions

mais pour la buse patience

:moo:

Merci Kbio pour tes démonstrations, cela me confirme qu'il faut que je revoies toute l'alimentation de mon groupe.

c'est très didactique ton truc Kbio et je te félicite de ce brillant exposé tourné de manière attrayante .
c'est de l'art .
quand est ce qu'on te bombarde ministre de l'enseignement
ça ferait du bien d'avoir un mec compétent et surtout pédagogue .
Tiens au fait pour qu'il y est surchauffe de ta vapeur encore faut il que ce serpentin de surchauffe passe dans une veine fumée au moins supérieur en température à la température de saturation de vapeur admise en régime établi. comment trouver cette endroit (une sorte de point de la vapeur ) :cheers:
sinon ça fait le contraire :cheers:

a+ et bravo tout de même

:(
Bien aimable , mon Tourangeau préféré!
Je te remercie pour ton idée de ministre, mais tu connais tout comme moi l'utilité toute relative d'un ministre! :mon dieu Un enseignant (même en grève ) qui nous passe le relais du savoir de génération en génération est certainement plus nécessaire à notre socièté et il a toute mon estime et mon respect. Surtout avec des potaches comme moi!
Pour répondre à ta question:

on tire une ligne qui passe dans les flammes , avant d'arriver au moteur comme imagé , entre les points A & B , la vapeur qui passe dans la ligne du moteur est surchauffée ,

Si tu regardes la photo de la chaudière, après la vanne d'isolation de la cheminée, la ligne de vapeur passe dans le conduit du bruleur pour se surchauffer.
Certains , la montent dans le tube de fumées sur les chaudières à retour de flamme.
Et comme tu le remarques si bien: si la température est inférieure à celle de la vapeur saturée , c'est un condenseur.
A vot' service!

Merci Kbio pour cette démonstration ! :(
Mais la ligne de surchauffe ne risque t'elle pas de fondre pendant la montée en température de la chaudière avant l'ouverture de la vanne qui permet à la vapeur de refroidir le tube ?
La sur-surchauffe risque t'elle de détériorer la machine ? Quelle est la bonne température de surchauffe ?

la limite à mon avis c'est la température qui par conduction modifie l'une des caractéristiques mécaniques nécessaires et suffisantes du récipient qui la contient .
En d'autres termes si par la température de la vapeur surchauffée tu viens dégradé la caractéristique mécanique du métal par exemple de la tuyauterie de surchauffe et bien tu fais une belle hernie au point chaud et PFFFFFF
éclatement et fuite
Cela arrive souvent dans les chaudières industrielles lorsque qu'il y a un
dérèglement de bruleur du à une saleté dans le fuel ou dans l'air comprimé ou dans la vapeur sensée assurer la pulvérisation du combustible .
on a alors une flamme en dard qui crée un point chaud sur la nappe de faisceau vaporisateur et donc crée un point chaud qui se traduit par une fuite au bout de quelque seconde .
Cependant il faut ajuster cette température de surchauffe à la température nécessaire de façon à avoir en sortie du moteur au condition de tempèrature ambiante pour avoir encore de la vapeur (avec un titre dégradé (
pourcentage d'eau contenu )) si l'échappement se fait à l'air libre ( en sortie il faut se trouver juste au dessus du point de condensation de la vapeur )

ce que je veux dire c'est qu'il est inutile de surchauffer comme un damné si en sortie moteur tu as encore de la vapeur sèche et loin de son point de condensation .
ce serait de l'énergie perdue en pure perte

a+

"J'espère que tu as compris, parce que la prochaine fois on parle de : « Laminage et pression adiabatique » et là : accroche-toi , Tintin ! Mais t'es pas plus con qu'un autre (du moins, ça se voit pas) et tu vas devenir un expert en la matière."

- Je m'accroche, KBIO, je m'accroche, et çà n'est pas si simple! :study: :study:

Merci de me faire confiance, ou du moins à mon apparence...

Bon ben voilà, je suis en train de rallonger le serpentin de sortie ...

Je découvre que tardivement ce post après tous ces commentaires !!
Je n'aurais qu'un mot de plus : "Bravo" On attend avec impatience le laminage et la pression adiabatique :study:
Didier

Salut! :(
Tout d'abord, je me rends compte que le terme de "vapeur saturée" prète à confusion.
Il faut bien comprendre que :
Lorsque le point d’ébullition est atteint, la température de l’eau arrête d’augmenter et reste constante tant que l’eau n’est pas toute vaporisée. L’eau passe alors de l’état liquide à l’état vapeur .Tant qu’il reste une goutte de liquide, la température de la vapeur est la même que celle du liquide. On qualifie alors la vapeur de: vapeur saturée.
Ce n'est donc en rien une vapeur pleine de flotte. On passe de la vapeur saturée humide qui contient encore des particules d'eau en suspension = ébulition inachevée, mais c'est de la vapeur.
Vapeur saturée sèche qui ne contient pratiquement plus de particule d'eau. La différence entre ce deux états se mesure et on appelle ç le titre de la vapeur.
Je sais que ce n'est pas évident à comprendre , mais à force, on y arrive! On croit avoir compris et : patatras!

Concernant le tube surchauffé dans lequel passe la vapeur, çi-dessous , c'est un tube d'inox : phi = 4mm et parois de 1mm. Il peut passer dans la flamme du brûleur. La température à l' intérieur sera proche de celle de la flamme (+/- 1800°C) mais le volume n'est pas important et comme il n'y a pas de clapet anti retour sur la chaudière , la vapeur le refroidit ainsi que le passage rapide dans la ligne de petit diamètre. c'est vrai que le premier jet quand on ouvre le moteur, doit être brûlant , mais à peine sorti de la chaudière, le graisseur calme le jeu.


Pour ceux qui sont dubitatifs à propos de cette surchauffe, et je les comprends car je n'ai encore vu personne mesurer la T° à ce niveau sur nos ensemble.
(invitation à construire le bulbe de P. Bernard), certains constructeurs de chaudières insèrent un tube dans le foyer , à la base de la cheminée,mais qui n'est pas en contact direct avec la flamme. Ce surchauffeur est en cuivre. Il rougit mais il tient .


Ensuite, il y a une autre technique qui consiste à faire une boucle (en cuivre) en bout de chaudière, comme celle de Mick ou la mienne (GAVOINE).


Pour répondre à Malevthi; tout ce que j'ai pu lire sur le sujet recommande une différence de 10°C supérieure à la T° de vapeur saturée.
Si on a 5 Bars abs dans la cahudière, on a déjà 150°C ,10°C de plus seront suffisant et éviteront la grosse surchauffe que tu crains (et moi aussi) pour la machine et les joints.

Bon je crois que j'ai répondu à tout! Et si j'ai pas dit trop de conneries , je vais pouvoir me consacrer à autre chose!
Ps: Tintin, je ne pensais pas à toi mais merci de le prendre bien! Moi aussi, je m'accroche!

bonjour

j'ai peut-être loupé quelque chose, j'aimerais savoir quelle est la température maximale que peut atteindre la vapeur surchauffée car j'ai un cuisant souvenir mais je me demande si avec le souvenir je n'exagère pas la chose.
Est-ce que 400° est possible en industriel

Gazou,

Il me semble que la température max est autour des 370° pour une pression de 22 bars.
En milieu industriel je connais des chaudière qui fonctionne à 20 bars

a+
wadone

merci Wadone

j'ai posé, à deux reprises ( mais il n'y a pas eu de 3ème) mon bras sur un tuyau dans lequel il passait parait-il de la vapeur surchauffée à 400°, je peux vous dire que la viande reste collée.............et je n'ai aucune cicatrice. Pourquoi ?

Kbio lui fonctionne à 6 bars ( les 6 de la commune ) il faut voir l'état du pantalon quand il rentre

:cheers: :cheers: Z'ont tous fait faillite depuis que tu ne viens plus!

Est-ce que 400° est possible en industriel

Tout à fait Thierry!
Mon copain JPA qui a fait ses classes dans la vapeur il y a.................................oulah! Longtemps!
M' expliquait un jour, que lors de son premier embarquement, le chef mécanicien qui lui faisait visiter la salle des machines , s' était tout d' abord muni d'un manche à balai avec un chiffon au bout!
Intrigué, il finit par lui demander pourquoi ce balai, pensant que le vieux était bon pour le radoub!
Pas du tout Thierry!
Sur le bateau, ils travaillaient à une température de 550°C et 60 bars de pression!
Maintenant que tu sais tout sur la vapeur surchauffée, tu sais que c'est un gaz presque parfait et que tu ne le vois pas. Donc, si tu passes devant une fuite ! Bingo! T'as , illico, la gueule de croissant raté du président à qui on annonce qu'il a encore perdu 2 points dans les sondages!
Pour te dire : ce genre de chaudière consommait 60 Tonnes de vapeur à l' heure . Elle se vidait en 1 min;
Tu ne pouvais remplir la chaudière qu'à moitié , car lorsqu 'elle était à température , non seulement le niveau était prés du dôme mais en plus, elle avait augmenté de volume. Les lignes de vapeur aussi! Tu vois le bordel pour gérer ça toi? Faut pas confier çà à un gamin , malheureux! Ah, c'est pas du vulgaire diesel!
La vapeur, c'est beau , c'est sacré c'est noble, , et la buse qui te dit que ça fait 200 ans qu'on en fait et que ce n'est pas si compliqué, n'a rien compris : passe ton chemin et ne discute pas! Tu perds ton temps!
Les deux plus belles conquêtes de l'homme sont le cheval et la vapeur. Alors si tu as un cheval vapeur, t'es au paradis. Oui, évidemment , j'en entends qui disent que la plus conquête de l' homme , c'est la femme! Non Monsieur! C'est faux! C'est l' homme qui est la plus belle conquête de la femme et pas l' inverse!
Non, la vapeur c'est un art, c'est une religion, que dis-je , c'est une secte de gens sectaires. (Plaie au nasme) .Mais tellement agréables à fréquenter.
Autre chose! Sais-tu pourquoi on ne surchauffe pas au dessus de 600°C?
-"Et ben je vais vous le dire , moi, Mr Pujadas, je vais vous le dire! Je vais pas parler pour dir'rien, moi Mr Pujads!" Il nous aura marqué celui-là!
Parce qu' à 600°C les molécules d'eau se dissocient et tu te retrouves avec des atomes d' hydrogène d'un coté et des atomes d'oxygène de l'autre .
T'as tout compris : BOUM!
et je n'ai aucune cicatrice En principe, mais ne pas prendre au pied la lettre , la vapeur surchauffée est mauvaise conductrice de la chaleur. Mais avec l'humidité de ta peau , tu as "bouillu la couenne" et tu devrais donc avoir des stigmates. Mais les Charentais sont pas comme tu le monde! Sont bizarres!
Voilà! Tu en sais autant que moi!
Bon, même si on a rien à foutre sur ce forum, c'est Dimanche et le dimanche c'est le jour du cochon Alhal avec contrairement à Jésus, je transmuer le pinard en eau!
Cordialement!
En plus cet AM => France/Irlande!

Oui , et ON va encore gagner j’espère :D
camerone

Ah ben ça ça promet ! il est 13h30 et le KBIO il est déjà à 6 bars, il va maintenant se taper ses 6 galettes, un coup de chouchen et il va se mettre devant son écran plat géant à 599,99 euros en promo au magasin U de Matignon. Il va faire un petit somme en ne lachant pas son décapsuleur.Et puis à 15h30, il va décapsuler sa première bouteille, c'est parti pour un pac kde kro

on va l'entendre brailler jusqu'à la départementale et si on a gagné c'est reparti pour 6 bars si ces cons là ont perdu aussi, 6 bars c'est sa pression de service.

je me suis toujours demandé comment avec 6 bars on pouvait attrapper une marée de 115

on pourrait appeler KBIO KROBAR

Dans certaine centrales thermiques conventionnelles de production d'électricité la surchauffe est poussée à 575 °C et 165 bar .
a+

:cheers: :cheers: :cheers: :cheers:

:(

j'ai posé, à deux reprises ( mais il n'y a pas eu de 3ème)

:affraid: Deux fois tout de même! Une fois ne suffisait pas! :biz
Ca me rappelle l'histoire de la bonne femme qui s'est brulée les deux oreilles avec le fer à repasser!
Elle repassait quand le téléphone a sonné. Elle a confondu le téléphone et le fer à repasser ! :cheers:
Alors la première fois , à la limite, on comprend , mais l'autre?
Le mec a rappelé! :cheers: :cheers: