éjecteur

Un éjecteur est un dispositif qui utilise un jet de fluide à grande vitesse pour entraîner et déplacer un autre fluide, liquide ou gazeux, vers un point de décharge. Il ne contient aucune pièce mobile: un fluide moteur sous pression (vapeur, air comprimé ou liquide chaud) entre dans une buse convergente, accélère à grande vitesse et se dilate dans une chambre plus grande où il rencontre le fluide à déplacer. Le frottement et le transfert de quantité de mouvement entre le jet et le fluide environnant créent un vide partiel qui aspire le fluide secondaire, et le flux mélangé sort par un diffuseur où l'énergie cinétique est reconvertie en pression.

Les éjecteurs à jet d'eau, également appelés pompes à jet, sont courants dans les puits peu profonds et les puisards. Un jet d'eau sous pression de petit diamètre provenant d'une pompe de surface entre dans une section venturi immergée dans le puits, entraîne l'eau souterraine ou l'eau collectée, et ramène le mélange à la surface par une conduite de retour. Cela ne nécessite qu'une seule pompe et une seule pièce mobile (le moteur de la pompe de surface), ce qui rend le système fiable dans les endroits éloignés. Les éjecteurs à vapeur fonctionnent sur le même principe mais déplacent des gaz: un jet de vapeur haute pression aspire les gaz non condensables, l'air ou la vapeur d'un espace clos vers un condenseur où la vapeur se condense, éliminant les gaz évacués.

Les éjecteurs sont présents partout où un vide est nécessaire sans pompe mécanique: dans les colonnes de distillation, ils maintiennent un vide partiel, dans les systèmes de réfrigération, ils éliminent les traces d'air du condenseur, et dans les condenseurs de surface des turbines à vapeur, ils aspirent l'air de l'espace vapeur. Leur capacité dépend directement de la pression et du débit massique du fluide moteur; un apport de vapeur plus important ou plus chaud augmente la hauteur d'aspiration. Les performances se dégradent lorsque le fluide moteur perd de la pression ou lorsque la contre-pression de refoulement augmente; les deux réduisent la vitesse du jet et le rapport d'entraînement.

Variantes et sélection

Les éjecteurs à un étage gèrent un vide léger ou de petits volumes de gaz; les unités multi-étages mettent en cascade la sortie d'un éjecteur comme fluide moteur pour le suivant, atteignant des pressions absolues plus basses. Les éjecteurs à air remplacent la vapeur dans les installations sans alimentation en vapeur, bien qu'ils nécessitent des débits volumiques plus importants pour une hauteur d'aspiration équivalente. Le fluide moteur et le fluide entraîné doivent être compatibles: les pompes à jet d'eau ne peuvent pas soulever de liquides chauds ou corrosifs, tandis que les éjecteurs à vapeur doivent se décharger vers un condenseur capable de gérer le volume de condensat.

Le nom reflète l'action principale du dispositif: il éjecte, ou expulse avec force, son fluide moteur dans une chambre de mélange où l'énergie cinétique effectue le travail de déplacement d'un second fluide. La pratique industrielle évalue les éjecteurs par leur hauteur d'aspiration (jusqu'où ils aspirent en dessous de la pression atmosphérique), leur capacité en gallons par minute ou en pieds cubes par heure, et la pression motrice minimale requise. Parce qu'ils ne produisent pas de bruit de soupape de décharge et fonctionnent silencieusement, ils apparaissent dans les applications où un fonctionnement silencieux est important; cependant, leur efficacité est inférieure à celle des pompes mécaniques, ils conviennent donc aux applications où la fiabilité et la simplicité l'emportent sur le coût énergétique.