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Echangeurs avec changement d'état

Lorsqu'il y a un changement d'état d'un des côtés de l'échangeur, ou des deux côtés, certaines restrictions doivent être appliquées si le fluide qui change d'état se refroidit ou s'échauffe, avant ou après son changement d'état. En effet, les coefficients d'échange de changement d'état sont très différents des coefficients d'échange en chauffage ou refroidissement.

En conséquence, si il y a désurchauffe vapeur puis condensation, ou condensation puis sous-refroidissement du liquide, on évitera les calculs de ΔΘml et l'utilisation de la formule Φéchangé=K×Sech×ΔΘml. On se contentera de calculer les flux cédés et/ou reçus, et les éventuelles pertes thermiques.

Les formules ΔΘml et Φéchangé=K×Sech×ΔΘml ne seront donc utilisées que pout traiter du changement d'état seul: vaporisation de liquide bouillant sans surchauffe vapeur, condensation de vapeur saturante sans sous-refroidissement ni désurchauffe vapeur par exemple.

  • Flux cédé par la condensation d'une vapeur: Φcond=D×Lc=-D×Lv <0 si dans le cas d'une condensation, Lc<0, Lv>0, chaleurs latentes calculées dans les conditions de la condensation (température, pression, mélange de constituants, etc...)
  • Flux cédé par la condensation d'une vapeur saturante avec sous refroidissement du liquide: Φcond=D×[Lc+cpliq×(θliqeb)], expression ou les deux termes sont négatifs car la condensation et le sous-refroidissement du liquide cèdent de l'énergie.
  • Flux cédé par la désurchauffe (de θvap à θeb) puis condensation d'une vapeur (à θeb) avec sous refroidissement du liquide (de θeb à θliq): Φcond=D×[cpvap×(θebvap)+Lc+cpliq×(θliqeb)], expression ou les trois termes sont négatifs car la désurchauffe, la condensation et le sous-refroidissement du liquide cèdent de l'énergie.
  • Flux fourni pour chauffer le liquide à son point d'ébullition, le vaporiser, et surchauffer la vapeur obtenue: Φvap=D×[cpliq×(θebliq)+Lv+cpvap×(θvapeb)], expression ou les trois termes sont positifs car le chauffage du liquide, sa vaporisation et la surchauffe de la vapeur obtebnue requièrent de l'énergie.