Qualité de la vapeur – Fraction de sécheresse
Voir aussi: Propriétés de Steam
Comme le montre le diagramme de phase de l’eau , dans les régions à deux phases (par exemple, à la limite des phases vapeur / liquide), la spécification de la température seule déterminera la pression et la spécification de la pression définira la température. Mais ces paramètres ne définiront pas le volume et l’enthalpie car il faudra connaître la proportion relative des deux phases présentes.
La fraction massique de la vapeur dans une région liquide-vapeur à deux phases s’appelle la qualité de la vapeur (ou fraction de la siccité) x , et est donnée par la formule suivante:
La valeur de la qualité va de zéro à l’unité . Bien que défini comme un ratio, la qualité est souvent donnée en pourcentage. De ce point de vue, nous distinguons trois types de base de vapeur. Il faut ajouter, à x = 0, on parle d’état liquide saturé (monophasé).
Cette classification de la vapeur a ses limites. Considérez le comportement du système qui est chauffé à la pression, qui est supérieure à la pression critique . Dans ce cas, il n’y aurait pas de changement de phase du liquide à la vapeur. Dans tous les états, il n’y aurait qu’une seule phase. La vaporisation et la condensation ne peuvent se produire que lorsque la pression est inférieure à la pression critique. Les termes liquide et vapeur ont tendance à perdre leur signification.
Voir aussi: Saturation
Voir aussi: étranglement de vapeur
Qualité statique vs qualité de flux
Voir aussi: Débit de fluide diphasique
Dans cette section, nous considérerons le flux simultané de gaz (ou vapeur) et d’eau liquide (tel que celui rencontré dans les générateurs de vapeur et les condenseurs) dans un flux simultané à travers un conduit avec une section transversale A. Les indices «v» et «ℓ» indiquent la phase vapeur et la phase liquide , respectivement. Les paramètres fondamentaux qui caractérisent ce flux sont:
Qualité statique
En général, la qualité de la vapeur est la fraction massique de vapeur dans un mélange saturé. La vapeur saturée a une qualité de 100% et le liquide saturé a une qualité de 0%.
La qualité statique dans un écoulement de fluide diphasique est définie comme:
Qualité du débit
Dans l’écoulement de fluide à deux phases, il est pratique d’utiliser la qualité de l’ écoulement au lieu de la qualité statique. La qualité d’écoulement dans un écoulement de fluide diphasique est définie comme:
Les relations entre x, α et S peuvent être déduites et le résultat est:
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