explication de pression de vapeur saturante et de cavitation ou ébullition

La pression de vapeur saturante est la pression à laquelle un fluide passe de l'état gazeux à l'état liquide (ou de l'état liquide à gazeux) pour une température donnée.

Si la température du fluide augmente, la pression à laquelle le fluide passe de l ‘état liquide à gazeux(pression de vapeur saturante) augmente. C ‘est ainsi qu'un liquide comme l'eau peut se transformer en vapeur à pression ambiante par apport de chaleur, mais il est possible de faire cette transformation sans varier la température en abaissant la pression ambiante au-dessous de la pression de vapeur saturante.

Lorsque l'on aspire un liquide dans un conduit on crée une dépression, si cette baisse de pression fait descendre la pression du liquide au-dessous de sa pression de vapeur saturante, le liquide se met en ébullition. (Production de vapeur), en hydraulique , on appelle ce phénomène la cavitation.

La cavitation est une formation de bulles de vapeur due à une baisse de pression. En se formant ces bulles augmentent le volume de fluide présent dans la zone de basse pression ce qui à pour effet d'augmenter la pression en certains endroits ou la bulle de gaz se condense violemment en implosant. Les chocs crées par l'éclatement des bulles détruisent les parois des organes en contact avec le fluide. Une pompe qui Cavite s'use rapidement.

Calcul de la pression de vapeur saturante

Le calcul approximatif de la pression de vapeur saturante peut se faire à l'aide d'une formule issue de l'équation de Clapeyron, en prenant comme hypothèses — entre autres — que la vapeur se comporte comme un gaz parfait et que l'enthalpie de vaporisation ne varie pas avec la température dans la plage considérée.

vapeur saturante liquide

avec :

T₀ : température d'ébullition de la substance à une pression P₀ donnée, en K
P_sat : pression de vapeur saturante, dans la même unité que P₀
M : masse molaire de la substance, en kg/mol
L_v : chaleur latente de vaporisation de la substance, en J/kg
R : constante des gaz parfaits, égale à 8,31447 J/K/mol
T : température de la vapeur, en K

Pour l'eau, par exemple :

M = 0,018 kg/mol
L_v = 2,26×10⁶ J/kg
P₀ = 1013 mbar
T₀ = 373 K

Avec MECAFLUX standard

si vous choisissez comme fluide l'eau parmi les 120 fluides proposés dans l'éditeur de viscosité fluides , la pression de vapeur saturante est automatiquement donnée suivant la température entrée.

détail de la zone de paramétrage de température de l'eau, la pression de vapeur saturante approximative de l'eau s'affiche au changement de température.

Tous les fluides de l'editeur de viscosité ne sont pas renseignés avec la vapeur saturante, vous pouvez aussi vous servir de l'outil de calcul de pression de vapeur saturante:

vapeur saturante