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Auteur(s)
-
Jean LECLERC : Ingénieur de l’École supérieure de chimie industrielle de Lyon - Docteur 3e cycle chimie minérale et structurale - Consultant
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Les techniques d’élaboration de produits et de matériaux qui font appel au « vide » sont de plus en plus nombreuses. Ces techniques (comme la distillation sous vide ou la fabrication des tubes de télévision), sorties des laboratoires depuis longtemps, utilisent les basses pressions (terme plus exact que le terme vide qui engendre toujours des difficultés de compréhension entre utilisateurs et constructeurs) car le domaine couvre treize décades de l’atmosphère (103 hPa à 10 −10 hPa). Comme dans tous les domaines industriels, la course au rendement et à l’efficacité de la production a généré des besoins en pompes à vide de plus en plus spécifiques. Les volumes à pomper, les pressions à obtenir pour le bon déroulement des procédés, les débits-volumes des pompes nécessaires à la bonne marche des installations ont amené les constructeurs à améliorer les pompes existantes et à concevoir de nouvelles pompes. Les problèmes posés par l’environnement (rejets) et la qualité des produits (pollution) ont aussi nécessité la création de nouvelles machines dans lesquelles il a fallu prendre en compte les rendements énergétiques toujours marginalisés dans les recherches de laboratoire, ainsi que les problèmes de maintenance, de sûreté et de sécurité. La très grande variété des applications parmi les nombreux utilisateurs engendre un esprit et une culture du « vide » que les fournisseurs ont quelquefois du mal à saisir. Cela fait que chaque système de pompage doit être personnalisé et les pompes à utiliser choisies avec pertinence. Les notions de vide propre et de pompage dit sec nécessitent encore beaucoup d’explication auprès des utilisateurs. Il est impossible d’énoncer ici la multitude des cas d’application et leurs solutions. De plus, les gains obtenus par les nouvelles technologies ne sont pas toujours économiquement chiffrables lors d’une étude théorique.
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Huiles pour pompes à vide
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5. Aspects énergétiques de la mise en vide
Dans une pompe à vide volumétrique (compression par réduction de volume), on décrit un cycle thermodynamique et la compression ne peut être obtenue qu’au prix d’une dépense d’énergie mécanique.
En mettant les choses au mieux et en admettant que la compression est isotherme, la puissance P nécessaire pour comprimer, de la pression d’aspiration p a à la pression de refoulement p r un flux de gaz de débit-volume S est donnée par la formule :
II est clair que, dans cette formule, où p r est constant, la puissance de compression diminue très vite avec p a (p a décroît plus vite que
).
Or, si l’on veut rapporter la puissance de compression à la puissance réellement dépensée dans une pompe à vide, on s’apercevra que la plupart des machines ont des rendements énergétiques déplorables.
une pompe à jet de vapeur, d’un débit-volume de 10 000 L/s, aspire à 5 x 10−4 hPa et refoule (à l’aspiration d’une pompe primaire) à 0,5 hPa.
La puissance de compression isotherme, calculée par la formule précédente avec les unités SI est de :
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Aspects énergétiques de la mise en vide
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DESTOOP (T.) - Compresseurs volumétriques. - [B 4 220]. Machines hydrauliques et thermiques (1989).
-
(2) - PERRILLAT-AMÉDÉ (D.) - Mesure du vide. - [R 2 050]. Mesures physiques (1996).
-
(3) - LEGENT (N.) - Normalisation des machines hydrauliques et thermiques. - [BM 4 225]. Machines hydrauliques et thermiques (1997).
-
(4) - ROMMEL (G.) - Gaz à très basse pression. Généralités. - [B 4 020]. Machines hydrauliques et thermiques (1984).
-
(5) - LECLERC (J.) - Nature et qualité du vide. Contamination. - [BM 4 040]. Machines hydrauliques et thermiques (1997).
-
(6) - Garnitures mécaniques. Technologies. - [BM 5 425]. Fonctions et composants mécaniques (2001).
-
...
NORMES
-
Technique du vide. Vocabulaire. Pompes à vide. - NF X 10-501 - 5-76
-
Technique du vide. Pompes ioniques à pulvérisation. Mesurage des caractéristiques de fonctionnement. - NF X 10-507 - 11-75
-
Technique du vide. Pompes primaires volumétriques à vide. Mesure du débit-volume. - NF X 10-511 - 11-71
-
Technique du vide. Pompes à vide à jet de vapeur. Mesure du débit-volume. - NF X 10-515 - 11-71
-
Technique du vide. Pompes turbomoléculaires − Mesurage des caractéristiques de fonctionnement. - NF X 10-519 - 11-75
-
Technique du vide. Pompes primaires volumétriques − Mesurage de la pression limite. - NF X 10-512 - 11-75
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Déjà citée précédemment. - NF X 10-507 -
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