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PLAN
INTRODUCTION
I-GENERALITE
V-DIAGRAMME DE
L‘HUMMIDIFICATION
II-PRINCIPE
D’HUMIDIFICATION
III-APPAREILS
D’HUMIDIFICATION
VI-DESHUMIDIFICATION
IV-OPERATION UNITAIRE
SUR L’AIR
CONCLUSION
INTRODUCTION
L’humidification est une processus qui consiste à augmenter le taux
d’humidité dans l’air ambiant. Cela peut être effectuer en ajoutant de la
vapeur d’eau ou de gouttelettes d’eau dans l’air sec pour atteindre un niveau
d’humidité souhaité. L’objectif d’humidification est de maintenir un taux
d’humidité optimal pour répondre au besoin spécifique d’une application
donné, pour de raison de confort, santé ou préservation des produits voire
aussi le bon fonctionnement des équipements.
Dans la suite notre travail, il primordial pour nous de vous édifier sur
l’opération d’humidification, en s’appuyant sur les notions de température,
son principe, les appareils utilisés pour l’humidification.
I-GENERALITE
-Humidité relative d’expression:
Φ = Peau/p*eau
Peau : pression partielle de vapeur d’eau
P*eau : pression de vapeur d’eau saturante
-l’humidité absolue donné par la formule
suivante:
W = Me/Mair
Me: masse de vapeur d’eau
Mair: masse d’air sec
NOTION DE TEMPERATURE
1) La température sèche
C’est la température réelle de l’air humide
observée à l’aide d’un thermomètre ou d’un
capteur de température, elle est indiquée par un
thermomètre non affecté par l’humidité de l’air.
2) La température de rosée
C’est la température à partir de laquelle la vapeur
d’eau contenue dans l’air humide et commence à
se condenser au contact d’une surface froide. Au
cours d’un refroidissement, l’humidité spécifique
et la pression partielle de la vapeur d’eau restent
constantes.
Courbe de la rosé
Psychomètre à bulbe
humide
II- PRINCIPE D’HUMIDIFICATION
1- L’humification par évaporation
Elle consiste à faire passer des débits d’air importants par le biais d’une ventilation sur une très
grande surface mouillée, alimentée en eau. Il en résulte l’évaporation d’une très grande partie d’eau,
d’où l’augmentation de l’humidité absolue de l’air et, si, la température est maintenue constante, de
son humidité relative.
2- L’humidification par atomisation
L’eau est pulvérisée en de fines particules (aérosol) propulsées dans l’air au moyen de buses à air
comprimé ou des coupelles rotatives. Ces aérosols sont en suspension dans l’air passent de l’état
liquide à l’état gazeux. Cette transformation nécessite l’apport d’une énergie thermique prélevée
dans l’air ambiant, entrainant ainsi un refroidissement adiabatique. Plus la dimension des aérosols est
réduite, meilleur est le rendement du système.
3- La pulvérisation par vapeur
L’eau est diffusée directement dans l’air sous forme de vapeur d’eau. Celle-ci est produite en portant
à ébullition une certaine quantité d’eau au moyen d’un système électrique (résistances, électrodes)
ou, pour de plus grosses installations, à l’aide de chaudière d’un chaudière à vapeur d’eau.
III-APPAREILS D’HUMIDIFICATION
1- L’humidificateur à pulvérisation d’eau froide
Un humidificateur à pulvérisation d’eau froide peut être utilisé : Soit pour
l’humidification directe des grands locaux (halls de fabrication, ateliers),
Soit comme un des éléments insérés dans une centrale de traitement d’air.
2- Humidificateur à pulvérisation par buses fixes, à eau recyclée, à débit
constant
Dans ce cas, on parle d’un caisson “laveur d’air”, dans lequel un brouillard est créé
par la pulvérisation de microgouttelettes d’eau. L’air est pulsé au travers de cette
“drache nationale” et en ressort … mouillé ! En pratique, le degré hygrométrique de
l’air à la sortie est proche de 95 %. En réalité, seulement 1 % peut-être du débit
d’eau pulsé est évaporé !
3- Humidificateur à pulvérisation par ultrasons
Le principe de fonctionnement de l’appareil est basé sur la mise en vibration d’une lame métallique
(convertisseur piézo-électrique) à 1,65 MHz, cette lame étant située sous une couche d’eau. L’inertie de
l’eau est telle qu’elle ne peut suivre le rythme. Les dépressions et les surpressions successives créent des
microbulles qui remontent vers la surface. Du bouillonnement, jaillissent en surface des
microgouttelettes (7 à 10 microns). De plus, des ondes sonores sont générées en surface, ce qui renforce
les chocs entre les molécules.
humidificateur à pulvérisation par buses fixes, à
débit constant
humidificateur à pulvérisation par ultrasons
IV- Opérations unitaires sur l’air
humide
1- Mélange adiabatique
Pour diverses raisons, on peut être amené à mélanger deux airs de natures
différentes. Dans la mesure chacune des transformations est considérée comme
étant unique. Il n’y a pas d’autre opération que le mélange, si bien que l’absence
d’échange de chaleur le qualifie d’adiabatique. La technologie mise en œuvre pour
réaliser cette opération est relativement simple et se résume souvent à un T dont les
débits entrants sont contrôlés par des systèmes de volets réglables que l’on appelle
registres.
représentation schématique de
caissons de mélange
représentation schématique d'un
refroidissement à pression constante
Représentation d'un refroidissement à pression constante sur le diagramme de l'air
humide C'est la transformation subie par l'air lors de son passage sur l'évaporateur
d'un système frigorifique, il peut se produire une condensation avec diminution de
l'humidité absolue si la température finale est inferieure à la température de rosé
Le diagramme de Mollier (ou diagramme
enthalpique) : est un diagramme relatif aux fluides, à
leur changement d'état (liquide/vapeur) et à leurs
pressions/températures d'utilisation. L'abscisse
correspond à la valeur entropique du point, en
kJ/(kg⋅K). L'ordonnée à son enthalpie, en kJ/kg. Il
doit son nom au médecin et ingénieur allemand
Richard Mollier (1863-1935). Il peut servir à
déterminer la quantité de chaleur produite ou
consommée par une variation de température et/ou
d'état d'un fluide. Cette approche consiste à placer
différents points qui correspondent à une pression et à
une température définie à l'avance
diagramme de Mollier
V- Diagrammes de
l’humidification
digramme psychrométrique (Carrier) :
2- La déshumidification par adsorption
L’adsorption est un phénomène physico-chimique entraînant la fixation de molécules de vapeur d’eau
sur la surface d’un solide (adsorbant). On utilise le plus souvent du gel de silice qui a le pouvoir
d’absorber jusqu’à 50% de son poids en eau, car il possède une importante surface d’échanges.
1- La déshumidification par refroidissement
Le principe consiste à faire passer de l’air humide sur une surface froide (batterie froide) dont la
température est inférieure à celle du point de rosée. L’air ainsi refroidi perd une partie de sa vapeur
d’eau : il y a alors condensation. Les batteries froides sont alimentées soit par de l’eau glacée
distribuée à partir d’une production de froid centralisée, soit par le fluide frigorigène produit par une
machine frigorifique pour les systèmes autonomes. L’eau de condensation doit être évacuée vers une
vidange. Cette déshumidification s’accompagne d’une baisse importante de la température : il est donc
nécessaire de réchauffer l’air pour compenser.
VI- Déshumidification
3- La déshumidification par absorption
L’air humide est dirigé vers un fluide liquide hygroscopique qui absorbe la
vapeur d’eau après condensation. Les fluides utilisés sont des solutions aqueuses de sel (chlorure de
lithium, bromure de lithium), qu’il convient de régénérer lorsqu’ils arrivent à saturation. Ce principe est
rarement utilisé dans le domaine courant des musées : il est plus souvent appliqué en laboratoire.
CONCLUSION
En somme, il était question de vous parler de l’opération d’humidification tout en
s’appuyant sur les notions d’humidité relative et absolue. L’humidification est
essentielle dans de nombreuses industries pour maintenir des conditions d’humidité
spécifiques, ce qui est crucial pour la qualité et la production efficace de nombreux
produits. L’humidification est utilisée dans un large éventail d’industries y compris
dans la production de textiles, le traitement de aliments, la production
pharmaceutique…. Des technologies d’humidification avancée sont utilisées pour
contrôler l’humidité dans divers processus telles que les systèmes de pulvérisation, les
humidificateurs à vapeur et les systèmes de contrôle de l’humidité sur la détection.
MERCI DE VOTRE
AIMABLE ATTENTION

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Humification et opération unitaire de l'air et déshumidification

  • 2. INTRODUCTION L’humidification est une processus qui consiste à augmenter le taux d’humidité dans l’air ambiant. Cela peut être effectuer en ajoutant de la vapeur d’eau ou de gouttelettes d’eau dans l’air sec pour atteindre un niveau d’humidité souhaité. L’objectif d’humidification est de maintenir un taux d’humidité optimal pour répondre au besoin spécifique d’une application donné, pour de raison de confort, santé ou préservation des produits voire aussi le bon fonctionnement des équipements. Dans la suite notre travail, il primordial pour nous de vous édifier sur l’opération d’humidification, en s’appuyant sur les notions de température, son principe, les appareils utilisés pour l’humidification.
  • 3. I-GENERALITE -Humidité relative d’expression: Φ = Peau/p*eau Peau : pression partielle de vapeur d’eau P*eau : pression de vapeur d’eau saturante -l’humidité absolue donné par la formule suivante: W = Me/Mair Me: masse de vapeur d’eau Mair: masse d’air sec
  • 4. NOTION DE TEMPERATURE 1) La température sèche C’est la température réelle de l’air humide observée à l’aide d’un thermomètre ou d’un capteur de température, elle est indiquée par un thermomètre non affecté par l’humidité de l’air. 2) La température de rosée C’est la température à partir de laquelle la vapeur d’eau contenue dans l’air humide et commence à se condenser au contact d’une surface froide. Au cours d’un refroidissement, l’humidité spécifique et la pression partielle de la vapeur d’eau restent constantes. Courbe de la rosé Psychomètre à bulbe humide
  • 5. II- PRINCIPE D’HUMIDIFICATION 1- L’humification par évaporation Elle consiste à faire passer des débits d’air importants par le biais d’une ventilation sur une très grande surface mouillée, alimentée en eau. Il en résulte l’évaporation d’une très grande partie d’eau, d’où l’augmentation de l’humidité absolue de l’air et, si, la température est maintenue constante, de son humidité relative. 2- L’humidification par atomisation L’eau est pulvérisée en de fines particules (aérosol) propulsées dans l’air au moyen de buses à air comprimé ou des coupelles rotatives. Ces aérosols sont en suspension dans l’air passent de l’état liquide à l’état gazeux. Cette transformation nécessite l’apport d’une énergie thermique prélevée dans l’air ambiant, entrainant ainsi un refroidissement adiabatique. Plus la dimension des aérosols est réduite, meilleur est le rendement du système. 3- La pulvérisation par vapeur L’eau est diffusée directement dans l’air sous forme de vapeur d’eau. Celle-ci est produite en portant à ébullition une certaine quantité d’eau au moyen d’un système électrique (résistances, électrodes) ou, pour de plus grosses installations, à l’aide de chaudière d’un chaudière à vapeur d’eau.
  • 6. III-APPAREILS D’HUMIDIFICATION 1- L’humidificateur à pulvérisation d’eau froide Un humidificateur à pulvérisation d’eau froide peut être utilisé : Soit pour l’humidification directe des grands locaux (halls de fabrication, ateliers), Soit comme un des éléments insérés dans une centrale de traitement d’air. 2- Humidificateur à pulvérisation par buses fixes, à eau recyclée, à débit constant Dans ce cas, on parle d’un caisson “laveur d’air”, dans lequel un brouillard est créé par la pulvérisation de microgouttelettes d’eau. L’air est pulsé au travers de cette “drache nationale” et en ressort … mouillé ! En pratique, le degré hygrométrique de l’air à la sortie est proche de 95 %. En réalité, seulement 1 % peut-être du débit d’eau pulsé est évaporé !
  • 7. 3- Humidificateur à pulvérisation par ultrasons Le principe de fonctionnement de l’appareil est basé sur la mise en vibration d’une lame métallique (convertisseur piézo-électrique) à 1,65 MHz, cette lame étant située sous une couche d’eau. L’inertie de l’eau est telle qu’elle ne peut suivre le rythme. Les dépressions et les surpressions successives créent des microbulles qui remontent vers la surface. Du bouillonnement, jaillissent en surface des microgouttelettes (7 à 10 microns). De plus, des ondes sonores sont générées en surface, ce qui renforce les chocs entre les molécules. humidificateur à pulvérisation par buses fixes, à débit constant humidificateur à pulvérisation par ultrasons
  • 8. IV- Opérations unitaires sur l’air humide 1- Mélange adiabatique Pour diverses raisons, on peut être amené à mélanger deux airs de natures différentes. Dans la mesure chacune des transformations est considérée comme étant unique. Il n’y a pas d’autre opération que le mélange, si bien que l’absence d’échange de chaleur le qualifie d’adiabatique. La technologie mise en œuvre pour réaliser cette opération est relativement simple et se résume souvent à un T dont les débits entrants sont contrôlés par des systèmes de volets réglables que l’on appelle registres. représentation schématique de caissons de mélange
  • 9. représentation schématique d'un refroidissement à pression constante Représentation d'un refroidissement à pression constante sur le diagramme de l'air humide C'est la transformation subie par l'air lors de son passage sur l'évaporateur d'un système frigorifique, il peut se produire une condensation avec diminution de l'humidité absolue si la température finale est inferieure à la température de rosé
  • 10. Le diagramme de Mollier (ou diagramme enthalpique) : est un diagramme relatif aux fluides, à leur changement d'état (liquide/vapeur) et à leurs pressions/températures d'utilisation. L'abscisse correspond à la valeur entropique du point, en kJ/(kg⋅K). L'ordonnée à son enthalpie, en kJ/kg. Il doit son nom au médecin et ingénieur allemand Richard Mollier (1863-1935). Il peut servir à déterminer la quantité de chaleur produite ou consommée par une variation de température et/ou d'état d'un fluide. Cette approche consiste à placer différents points qui correspondent à une pression et à une température définie à l'avance diagramme de Mollier V- Diagrammes de l’humidification
  • 12. 2- La déshumidification par adsorption L’adsorption est un phénomène physico-chimique entraînant la fixation de molécules de vapeur d’eau sur la surface d’un solide (adsorbant). On utilise le plus souvent du gel de silice qui a le pouvoir d’absorber jusqu’à 50% de son poids en eau, car il possède une importante surface d’échanges. 1- La déshumidification par refroidissement Le principe consiste à faire passer de l’air humide sur une surface froide (batterie froide) dont la température est inférieure à celle du point de rosée. L’air ainsi refroidi perd une partie de sa vapeur d’eau : il y a alors condensation. Les batteries froides sont alimentées soit par de l’eau glacée distribuée à partir d’une production de froid centralisée, soit par le fluide frigorigène produit par une machine frigorifique pour les systèmes autonomes. L’eau de condensation doit être évacuée vers une vidange. Cette déshumidification s’accompagne d’une baisse importante de la température : il est donc nécessaire de réchauffer l’air pour compenser. VI- Déshumidification 3- La déshumidification par absorption L’air humide est dirigé vers un fluide liquide hygroscopique qui absorbe la vapeur d’eau après condensation. Les fluides utilisés sont des solutions aqueuses de sel (chlorure de lithium, bromure de lithium), qu’il convient de régénérer lorsqu’ils arrivent à saturation. Ce principe est rarement utilisé dans le domaine courant des musées : il est plus souvent appliqué en laboratoire.
  • 13. CONCLUSION En somme, il était question de vous parler de l’opération d’humidification tout en s’appuyant sur les notions d’humidité relative et absolue. L’humidification est essentielle dans de nombreuses industries pour maintenir des conditions d’humidité spécifiques, ce qui est crucial pour la qualité et la production efficace de nombreux produits. L’humidification est utilisée dans un large éventail d’industries y compris dans la production de textiles, le traitement de aliments, la production pharmaceutique…. Des technologies d’humidification avancée sont utilisées pour contrôler l’humidité dans divers processus telles que les systèmes de pulvérisation, les humidificateurs à vapeur et les systèmes de contrôle de l’humidité sur la détection.