Etude numérique de la compression par thermocompresseur de la vapeur secondaire d'un concentrateur

Abstract

L’évaporation est l’opération fondamentale qui a pour but de concentrer une solution d’un soluté solide ou liquide, par vaporisation du solvant, à la pression atmosphérique ou sous vide. Lorsqu’il s’agit de solutions aqueuses, la consommation d’énergie est importante parce que la chaleur de vaporisation de l’eau est particulièrement élevée. Étant donné la grande pratique des solutions aqueuses, on a cherché à réduire la dépense en vapeur d’eau de chauffage. Une façon de réutiliser la vapeur secondaire consiste à la recycler, au moins partiellement, en la réinjectant dans l’évaporateur en tant que vapeur de chauffage. Cette solution n’est pas possible qu’à condition de compenser la chute d’enthalpie entre vapeur de chauffage et vapeur secondaire par recompression de la vapeur recyclée. La technique la plus ancienne à cet égard, est la thermo-compression. Le thermo-compresseur n’est autre qu’un éjecteur à vapeur. La pression de la vapeur motrice est transformée en énergie cinétique au niveau d’une tuyère, en produisant un jet de très forte vitesse. Ce jet aspire par entrainement une partie de la vapeur secondaire sortant de l’évaporateur. Au niveau du col, a lieu le mélange vapeur motrice/vapeur aspirée qui sort à une pression supérieur à celle de la vapeur aspirée. Par ce projet on propose d’étudier numériquement l’écoulement de vapeur d’eau dans le thermo-compresseur ; dans le but de comprendre et par conséquent améliorer le procédé de mélangeage et de compression.