Qu'est-ce que le point de rosée de l'eau et pourquoi est-il important pour l'industrie ?

Le NPL définit le point de rosée comme suit :‘La température à laquelle la rosée, ou condensation, se forme lorsque vous refroidissez un gaz. Lorsque le condensat est de la glace, on parle de point de congélation.’

C'est un paramètre courant en météorologie, d'où le nom de " point de rosée ", mais dans cet article, nous allons voir pourquoi il est important pour une grande variété de processus industriels. (Si vous souhaitez découvrir les applications météorologiques des mesures du point de rosée, vous trouverez ici une brève explication du Met Office britannique).

Contrairement aux autres variables du processus telles que la température, la pression et le débit, l'humidité présente deux caractéristiques uniques :

  • Il est difficile de la mesurer avec précision car l'humidité est directement affectée par la température et la pression.
  • L'humidité des processus est souvent un contaminant qui peut gravement endommager les processus et les équipements et réduire la qualité des produits.

L'hygrométrie est la mesure de la teneur en humidité des gaz. Un hygromètre détecte, mesure et sort ou affiche l'humidité relative ou absolue du gaz. En plus du terme "hygromètre", il peut également être appelé :

  • Analyseur d'humidité
  • Capteur d'humidité
  • Mètre à point de rosée
  • Moniteur de point de rosée
  • Détecteur d'humidité, etc.

Quelles sont les différences entre l'humidité, le point de rosée et l'humidité relative ?

L'humidité est simplement de l'humidité dissoute dans un gaz. Il y a toujours un niveau d'humidité dans l'air qui nous entoure, mais lorsqu'il s'agit de processus industriels, les niveaux d'humidité doivent souvent être contrôlés.

L'humidité relative est une mesure de l'humidité en fonction de son point de saturation. Comme pour la dissolution de solides dans un liquide, un gaz ne peut contenir qu'une certaine quantité d'humidité dissoute avant de commencer à se condenser à nouveau en phase liquide. Le point de saturation varie en fonction de la température du gaz et de la pression, les températures plus élevées et les pressions plus faibles permettant de retenir davantage d'humidité dans le gaz. Si la température est abaissée ou si la pression augmente, le point de saturation change et le %rh augmente également.

Le %rh est une mesure de la proximité du point de saturation de l'humidité dans le gaz.

dew point temperature
Les effets de la température sur l'humidité relative

La teneur en humidité est un paramètre important pour de nombreux processus également. Contrairement à l'humidité relative ou au point de rosée, la teneur en humidité ne change pas avec la pression ou la température : c'est une mesure des molécules d'eau réelles dans le gaz.

Elle est exprimée en parties par million par volume (PPMV).

Le point de rosée est une autre mesure variable de l'humidité. Au lieu d'examiner la capacité du gaz à retenir l'humidité, le point de rosée mesure la température à laquelle l'humidité liquide commencera à se condenser. Comme pour l'humidité relative, la température du point de rosée dépend de la pression du gaz mesuré.

Elle est exprimée en °C de rosée, °C de gel ou °Ctd.

dew point temperature
Les effets du doublement de la pression du système sur la température du point de rosée

Chacun de ces paramètres offre aux opérateurs un avantage légèrement différent. Le point de rosée étant une mesure de la température à laquelle l'humidité liquide se condense, il est particulièrement utile dans les applications où les opérateurs doivent éviter la condensation de l'humidité, par exemple dans les canalisations où la température ambiante peut descendre en dessous de zéro. En s'assurant que la température du point de rosée du gaz est inférieure à la température ambiante la plus basse possible, l'humidité liquide ne se condense pas et il n'y a aucun risque de blocage dû à la glace.

Le point de rosée est également un paramètre courant pour le contrôle de la production des séchoirs industriels et peut également être stipulé dans les règlements de qualité.

Quelle est la meilleure façon de mesurer le point de rosée dans un processus industriel ?

Les opérateurs disposent de nombreuses options pour mesurer le point de rosée dans les processus industriels. Le choix final dépend de l'application spécifique et souvent du budget :

  • Les transmetteurs de point de rosée sont petits et rentables et conviennent à une large gamme d'applications sûres et dangereuses.
  • Les hygromètres portables à point de rosée sont les plus adaptés à des fins de test et de vérification. Ils peuvent être utilisés pour vérifier les relevés des analyseurs d'humidité en ligne et également pour effectuer des contrôles ponctuels à différents points d'un processus, par exemple pour identifier l'emplacement de fuites.
  • Les analyseurs d'humidité de processus sont souvent, mais pas toujours, des systèmes approuvés pour les zones dangereuses qui comprennent le traitement des échantillons et un analyseur d'humidité. Ils sont souvent conçus pour être utilisés dans les raffineries ou les usines de traitement du gaz naturel.
  • Les hygromètres à miroir refroidi mesurent la formation réelle de condensat sur une surface à température contrôlée. Ils offrent une excellente précision avec une très faible dérive. Bien qu'ils soient souvent utilisés comme références de laboratoire, de nombreux modèles conviennent à la surveillance de processus industriels tels que la fabrication de semi-conducteurs ou les processus métallurgiques.
  • Quels sont les avantages de la mesure du point de rosée dans un procédé ?

    L'humidité peut pénétrer dans pratiquement toutes les surfaces, rendre les résultats des tests inutiles, entraîner une mauvaise qualité du produit, provoquer la corrosion des tubes, entraîner la formation de glace à basse température, provoquer une usure prématurée et une défaillance de l'équipement, et réagir avec d'autres produits chimiques et gaz.

    La surveillance du point de rosée dans un gaz de procédé présente les avantages suivants :

    Sécurité des processus et protection des équipements

    Un excès d'humidité dans les canalisations peut provoquer de la corrosion et réduire l'intégrité de l'équipement, ainsi que des fuites éventuelles, voire des explosions. Par temps froid, de la glace peut se former et bloquer les tuyaux. Le contrôle de l'humidité réduit le besoin d'entretien non programmé et protège le personnel.

    Qualité

    L'humidité a un effet néfaste sur de nombreux produits finis. Dans la métallurgie, le niveau d'humidité dans un four doit être soigneusement contrôlé pour éviter les produits fragiles, tandis que dans la production pharmaceutique, les poudres doivent être maintenues sèches pour éviter l'agglomération. Une faible humidité est nécessaire dans les raffineries pour éviter des réactions chimiques indésirables.

    Économiser l'énergie

    Le coût le plus élevé pour de nombreux processus est la chaleur nécessaire aux séchoirs. La surveillance du rendement des séchoirs permet d'arrêter le cycle dès qu'il est terminé.

    Règlement des réunions

    De nombreux organismes industriels mondiaux conviennent de normes internationales de qualité, qui incluent souvent des niveaux d'humidité ou de point de rosée. Les normes de l'EASEE relatives à la qualité du gaz naturel en sont un exemple.

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