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Hello.

Nouveau sur le forum, j'ai vu que l'ébullition et les pertes associées font pas mal parler. D'ailleurs, moi aussi je me posais pas mal de question à ce sujet, raison pour laquelle j'ai fait quelques expériences avec ma nouvelle cuve.

Mon idée était de mesurer précisément les pertes lors de l'ébullition et ensuite de vérifier que ce que j'ai mesuré était prédictible.

Explication :
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L'évaporation n'est pas quelque chose de magique; il s'agit d'un phénomène physique parfaitement quantifiable. En effet, pour évaporer de l'eau, il faut de l'énergie et plus vous apportez d'énergie plus le phénomène sera intense. Maintenant que vous savez cela, vous vous demandez peut-être si la puissance de chauffe de votre cuve influence l'importance des pertes... et bien oui et on peut même le prédire!!

Démonstration :
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La quantité d'énergie nécessaire à l'évaporation d'un litre d'eau s'appelle "l'énergie de vaporisation de l'eau". Elle est d'environ 2250 Kjoules/litre. Ok et c'est quoi un kilojoule" me demanderont certains... il s'agit de l'unité de mesure de l'énergie. Pour faire simple je vais expliquer comme ceci : si la puissance de votre source de chauffe est de 2000 Watts alors elle fournit 2000 joules (soit 2 Kjoules) toutes les secondes à votre cuve ; si elle est de 5KW, ça sera 5KJ/sec.

Reste plus qu'à calculer...

Soit une source de 2000W. Il faut 2250KJ pour évaporer 1l d'eau. La cuve fournit 2KJ/sec à l'eau, il faudra donc 1125 secondes pour évaporer ce litre d'eau, soit 19 minutes (=2250/2/60), soit 3,2 litres évaporés sur 1h.

Pour une cuve de 1800W, il faudrait 21min et donc en une heure : 2,85l de perte.

Bien-entendu, cela n'est vrai que si la puissance de votre source est constante, permanente et au maximum de ce qu'elle peut être !! Si vous utilisez un thermostat, la fourniture d'énergie étant plus faible puisque régulée, la prédiction n'est plus possible.

Vérification :
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Ma cuve est un stérilisateur de 1800W. Je l'ai rempli d'eau et réglé à sa puissance maximum de chauffe.
J'ai mesuré la perte après 1h : 2,5 litres ! Pas mal la prédiction par rapport aux calculs!

La différence s'explique car une partie de l'énergie est perdue si la cuve est mal isolée par exemple. La mienne est isolée avec 5mm de polyuréthane, ce qui explique le faible écart.


Voilà... maintenant ne vous étonnez plus de constater que vous perdez 10 litres sur les 90 min de cuisson avec votre cuve de 4KW alors que votre voisin n'en perd que 3 avec sa cuve de 1800W !


J'espère que vous avez apprécié cette minute science!
N'hésitez pas à faire vous aussi le test et à partager vos résultats pour vérifier ma théorie.

Denis.

Il manque peut être qq paramètres à ton théorème : volume, surface, matière me semble

Intéressant comme calcul mais d'instinct on se doute que si la cuve à une forme de crêpière ça n'aura pas la même évaporation que si elle à une forme de cheminée. De même si on met un couvercle, toute la théorie fout le camp puisque ça va en grande partie condenser et retomber dans la cuve.


En fait ce calcul fait la supposition que tout se qui s'évapore s'échappe définitivement de la cuve, ce qui est malheureusement trop loin de la réalité dans beaucoup de cas.

Je ne sais pas si c'est possible, mais il faudrait essayer de refaire des tests en couvrant le dessus de la cuve plus ou moins, pour voir quelle est l'influence de la surface à l'air sur l'évaporation.

Les plus rigoureux diraient même que la température de la pièce et son taux d'humidité vont avoir de l'influence sur le résultat.

Cependant je ne veux pas casser ta démarche qui est tout de même instructive et intéressante, seulement, ça nous donne envie d'en avoir un peu plus

Salut,

Je suis d'accord avec les commentaires précédents. Tu négliges dans ton calcul quelques paramètres :

- Les déperditions de la cuve, liées à sa géométrie, son matériau, au volume de liquide à l'intérieur
- Le fait qu'une partie plus ou moins importante de vapeur se recondensera, à cause d'un convercle par exemple.

Dans les deux cas, ces effets vont minimiser le volume que tu va évaporer. Ton calcul serait exact si la cuve était parfaitement isolée et l'air au dessus était surchauffé et ne contenait pas de vapeur. Dans la réalité, comme les deux effets ci-dessus vont dans le même sens, ton calcul permet de connaître le volume maximal qui pourrait s'évaporer, la réalité étant toujours un poil en dessous.

La pression atmosphérique a une influence aussi...

moi, je trouve cela très bien. C'est ce genre de topic qui nous fait avancer dans la compréhension des choses qui se passent dans nos gamelles.

La surface et le volume de la cuve ne vont jouer que sur les déperditions, et donc in fine sur le rendement global de transmission d'énergie au moût.
La matière joue aussi sur le rendement : plus elle est conductrice de chaleur, plus les pertes sont susceptibles d'être élevés. Mais dans le cas d'une cuve isolée, cela n'a -presque- pas d'importance : même si on n'est pas sur une enceinte adiabatique, la quantité d'énergie fournie est tellement importante face aux déperds qu'on peut négliger la perte.

Concernant la pose d'un couvercle, ou la largeur de la gamelle : ça joue principalement sur les phénomènes convectifs et radiatifs. Plus c'est large, plus la convection sera importante (avec un plus grande interface entre air saturé en humidité et air "sec"), donc plus la vapeur d'eau créée sera "chassée" rapidement en dehors de la marmite. Il y a là une histoire de pression partielle de vapeur et de taux de saturation. La présence d'un couvercle diminue mécaniquement la surface d'échange air saturé / air sec. Cela rajoute aussi un phénomène de condensation, mais cela dépasse ma volonté à me plonger dans les formules (oui, mode fainéant). Et il y a sur le forum des spécialistes en thermique et génie des procédés dont les compétences sont très hautes (et qui me taperont si j'ai dit des bêtises )

edit : bon, il y a quelques réponses entre temps...

Il me semble surtout que quelle que soit la puissance de chauffe ce n'est pas forcément elle le point clef mais la température du liquide mis en chauffe/ébullition. Une puissance donnée sur un volume non défini ne veut plus dire grand chose. 5kW sur 5000 litres risquent de ne pas faire évaporer tant que ça, mais je rejoins PM sur l'idée qu'il y a au moins matière à débats

Pour aller plus loin quelques sources intéressantes :
- une discussion sur la durée d'évaporation de l'eau (forum futura-sciences)
- un calculateur d'évaporation (Sigginet, en anglais)
- Thermodynamique et point d'ébullition (Wikipedia)
- Un pdf sur les équilibres liquide-vapeur et l'application de la loi de Dalton
- Thermodynamique, évaporation (pdf - Institut de Mécanique de s Fluides de Toulouse)
...

le calculateur est bizarre : on n'y entre pas la puissance de feu Là, il me donne une valeur à 60% de mon évap réelle...

la valeur obtenue par le calcul de cestden peut être considérée comme un maximum théorique avec un chauffage électrique. Avec un bruleur gaz, le rendement de transmission de chaleur étant de l'ordre de 50 à 60%, on peut estimer que la valeur maxi sera de environ moitié moins. Je trouve cela très pratique pour les nouveaux, qui tentent de définir leur profil matériel. De même, quand on change de méthode ou d'appareil de chauffe. Ça peut éviter quelques déconvenues au premier essais

Ps : 5kW sur 50 hecto, la surface est tellement grande que les déperditions surpassent la puissance de chauffe

PS2 : merci pour Dalton, ça remet des choses en mémoire

Ok pour vos commentaires "tu négliges une multitude de facteurs" mais ce que je voulais montrer par cette exercice est qu'il ne faut pas s'attendre à 6 litres d'évaporation sur une cuve de 20 litres chauffée par une résistance de 1800W, au même titre qu'il ne faut pas s'attendre à récupérer 18 litre de mout si on chauffe à 5KW plein gaz durant toute une heure...

Bonjour ce post es inportant pour moi , j ai fait un premier brassin sur des gros feux de cuisine professionnelle et a 1800m d altitude.j ai gere l ebulition pour qu elle me soit pas enorme ,que je soit en bouillon normal mais pas excessif et verdict .je pense avoir perdu 8 litres en une heure .....bref ma biere risque d etre forte et race....
Des conseils svp?