Exercice : Détente dans une vanne
Reprenons le calcul que nous avons déjà fait sur la base de corrélations simplifiées de pression de saturation et d'enthalpie de vaporisation, mais en utilisant cette fois les diagrammes de corps purs de l'eau : voir l'exercice Caractérisation d'un fluide à la sortie d'une vanne[1].
Un débit constant d'eau liquide à 150°C sous une pression de 10 atm passe dans une vanne et subit une détente jusqu'à la pression atmosphérique. La détente est adiabatique, et on admet que l'on peut négliger les énergies cinétiques transportées par les débits de matière (les diamètres des conduites sont sur-dimensionnés).
On utilisera les diagrammes de corps pur de l'eau.
Question
La pression de sortie est de 1 atm. Quel est l'état du fluide en sortie ?
Indice
Il suffit d'écrire le premier principe (système ouvert en régime permanent) pour voir que la transformation est isenthalpique. Attention, ne passez pas hâtivement à la conclusion que la transformation est isotherme : ce résultat bien connu de la détente de Joule Thomson n'est valable que pour un gaz parfait !
Question
Quelle est la plus petite pression de sortie pour laquelle le fluide reste liquide ?