Ejecteur

l est parfois nécessaire de réaliser certaines opérations process en dessous de la pression Atmosphérique et pour cela, différents équipements peuvent-être utilisés. Parmi eux, il y a les éjecteurs ou les pompes à vide.

L'éjecteur est un élement simple, robuste et peu couteux. Le schéma ci-dessous permet de juger de sa simplicité.

Figure 1 : Un éjecteur

Principe

Le principe de cet équipement est simple mais particulièrement efficace. Le fluide moteur entraine par aspiration l'air présent dans le système qui devra fonctionner sous vide.

Figure 2 : Vitesse dans uUn éjecteur

Les éjecteurs peuvent-être assemblés en série ou en parallèle afin d'arriver en dessous de certaine pression. Il est important de prendre en considération le débit de vapeur consommée. Cette consommation peut s'avérer importante et par conséquent les éjecteurs ne seront pas économique en comparaison des pompes à vide.

La figure ci-dessous permet de se faire une idée de l'équivalent mécanique des éjecteurs. La figure permet aussi de déterminer la température d'aspiration, le nombre d'étages pour une pression voulue.

Figure 3 : Ejecteurs et nombre d'étage

Il y a plusieurs choses importantes à connaitre pour le dimensionnement d'un éjecteur. La première est de choisir l'assemblage des éjecteurs suivant la pression de vide désirée. La seconde est la détermination du débit de motive steam nécessaire à la création de ce vide. La figure ci-dessous permet de répondre à cette dernière question.

Figure 4 : Débit moteur

Cette figure permet de calculer le débit moteur nécéssaire au bon fonctionnement d'un éjecteur.

Prenons l'exemple de vapeur disponible à 8 bar. Le système doit avoir un vide de 20 Torr pour une pression de refoulement de 100 Torr (Sortie de l'éjecteur). Le débit à aspirer est composé de 20 kg/h d'air et de 40 kg/h d'eau.

L'équivalent de l'air en vapeur est de 20 / 1.25 = 16 kg/h           

Nous obtenons ainsi un débit total en vapeur de : 16 + 40 = 56 kg/h

Pour choisir la courbe : lr / la = Pr / Pa = 100 /20 = 5

Pour lire l'abscisse : Pm / Pa = 750 * 8 / 20 = 300

Avec une lecture graphique, la consommation spécifique correspond à la valeur en abscisse soir 2.55. Le débit moteur nécessaire sera de 56 * 2.55 = 143 kg/h de vapeur motrice.

Voici une méthode simple et efficace pour estimer le débit de consommation de vapeur motrice pour un éjecteur.

Cette article ne parle pas de la perte thermique lié à l'expansion du gaz ni même de l'impact du poids moléculaire des particules sur le rapport d'entrainement ou de la fraction de gaz incondensable. Ces points sont plus de l'ordre du fabricant des éjecteurs.

J.M.