Buses à retour de flux

La buse à retour de flux permet la pulvérisation d’un fluide avec des variations de débit sans que cela n’affecte profondément les autres paramètres de la pulvérisation. En particulier la taille des gouttelettes peut être constante en dépit de variations de débits de 1 à 10.  

Avec des buses hydrauliques ordinaires, le débit le débit dépend de la pression d’alimentation du fluide. Donc plus la pression est élevée, plus le débit est important et vice versa. Ce qui pose deux problèmes : 

1- Variation de débit limitée

Typiquement la relation entre débit et pression est basique, et une augmentation de la pression par 4 génère une augmentation du débit par deux, ce qui veut dire que pour obtenir une augmentation de débit de 10, il faudra une augmentation de pression de 100.  Quand c’est ce que l’on veut obtenir, cela veut dire qu’il faut une pompe capable d’une pression variable de 1 à 100. Cela présente des problèmes et n’est pas vraiment efficace. 

2- Taille des gouttelettes variable

Le premier problème (ci-dessus) en provoque un second. Le changement de pression à travers une buse n’affecte pas uniquement son débit, mais également tous les paramètres de la pulvérisation tels que la taille des gouttelettes. Plus la pression est élevée, plus la taille des gouttelettes est petite. Les grandes variations de pression exigées pour obtenir des réductions de débit significatifs provoquent dans les pressions les plus basses des tailles de gouttelettes beaucoup plus grosses.

En principe avec une buse classique hydraulique, on peut obtenir :

Pour une élévation de pression par 4 on aura une augmentation du débit par 2 et une réduction de la taille des gouttelettes de 34%

Pour une élévation de pression par 9 on aura une augmentation du débit par 3 et une réduction de la taille des gouttelettes de 50%

Pour une élévation de pression par 100 on aura une augmentation du débit par 10 et une réduction de la taille des gouttelettes de 75%

Cette variation de la taille des gouttelettes aura un impact significatif sur les résultats de la pulvérisation, échanges thermiques, vitesse d’évaporation, vitesse de réaction dans un gaz, etc…

Cela veut dire qu’en changeant le débit en faisant varier la pression peut également provoquer :

- Noyer des condenseurs 

- Réduire l’efficacité des processus de décontamination

- Ne pas parvenir à une évaporation complète

- Ne pas refroidir efficacement

La solution

La buse à retour de flux permet de résoudre le problème exposé ci-dessus. Elle dispose de deux voies de liquide. La première permet la pulvérisation tandis que la seconde permet le retour du fluide vers la pompe pour une re-circulation. La quantité de liquide réorientée vers la pompe peut être modulée en variant la pression différentielle entre l’alimentation principale et le canal de retour. Donc si les deux canaux sont à la même pression aucun liquide ne sera retourné à la pompe. En diminuant la pression du canal de retour par rapport à l’alimentation on réduit le débit général tout en maintenant la pression d’alimentation stable.

Cela signifie que la taille des gouttelettes restera relativement stable malgré les variations du débit et la pulvérisation conservera les mêmes propriétés de refroidissement dans la limite d’une variation de débit de 1 à 10.

Parce que les lances à retour de flux utilisent la pression différentielle pour provoquer le retour du flux, la pompe d’alimentation peut fonctionner à pression constante qu’elle que soit le débit du liquide.  Le seul inconvénient est que la pression de la pompe doit correspondre au débit maximum désiré et ce de façon constante. Néanmoins les avantages de ce type de buses compensent largement le surdimensionnement de la pompe car elles permettent de fonctionner efficacement dans des flux de gaz à vitesse variable. 

                                                                                                                                Data sheet

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