Hơi bão hòa (Saturated Steam) là trạng thái cân bằng động giữa thể lỏng và thể khí của một chất lỏng dễ bay hơi. Khi nước lạnh được đun đến một nhiệt độ sôi nhất định và không còn tăng được nữa thì nước sẽ chuyển từ thể lỏng sang thể khí bằng hình thức bay hơi. Trong điều kiện bão hòa, nước bị bay hơi có tốc độ bằng với tốc độ ngưng tụ nước.
Hơi khô là hơi nước bão hoà đã được làm nóng. Khi nước được làm nóng ở điểm sôi và sau đó hoá hơi bằng nhiệt bổ sung. Nếu hơi này được làm nóng lên trên điểm bão hoà, nó sẽ thành hơi quá nhiệt. Trong hơi khô, tất cả nhiệt lượng có mặt được sử dụng để biến thành hơi nước, do đó trong hơi không còn giọt huyền phù.
Độ khô của hơi nước ảnh hưởng trực tiếp đến tổng năng lượng chuyển đổi, ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng gia nhiệt. Phần khô của hơi nước được sử dụng để định lượng lượng nước trong hơi nước. Ví dụ, nếu hơi nước chứa 10% nước theo khối lượng, nó được cho là khô 90% hoặc có phần khô là 0,9.
Hơi khô chứa không quá một nửa độ ẩm. Sự hiện diện của độ ẩm trong hơi nước gây ra sự lắng đọng, ăn mòn và giảm tuổi thọ của lò hơi hoặc các bộ trao đổi nhiệt.
Phân biệt hơi khô và hơi bão hoà
Hơi bão hòa là nơi ở trạng thái cân bằng động với chất lỏng của nó: tốc độ bay hơi bằng tốc độ ngưng tụ xảy ra ở bề mặt chất lỏng. Hơi bão hòa có áp suất đạt giá trị cực đại gọi là áp suất hơi bão hòa.
Hơi khô là hơi có tốc độ bay hơi lớn hơn tốc độ ngưng tụ.
So sánh áp suất hơi bão hòa với áp suất hơi khô của chất lỏng ở cùng nhiệt độ:
Hơi khô có áp suất đạt giá cực đại. Hơi khô và hơi bão hòa đều gây ra áp suất lên thành bình.
Áp suất hơi bão hòa không phụ thuộc thể tích và không tuân theo định luật Bôilơ – Mariốt, nó chỉ phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của chất lỏng bay hơi. Nhiệt độ của nước tăng, áp suất hơi bão hòa cũng tăng, tương tự khi nhiệt độ giảm, áp suất hơi nước bão hòa cũng giảm. Khi nhiệt độ đủ cao, nước dạng lỏng sẽ chuyển hóa sang dạng khí.
Ở cùng nhiệt độ, áp suất hơi khô có giá trị nhỏ hơn, áp suất hơi khô phụ thuộc thể tích và tuân theo định luật Bôilơ – Mariốt.
Tính chất của hơi nước bão hoà
- Một trong những đặc điểm chính của hơi nước bão hòa là nó khô, tức là nó không chứa bất kỳ giọt nước nào.
- Một tính chất quan trọng khác của hơi nước bão hòa là nó vô hình đối với mắt người. Hơi nước bão hòa có thể được quan sát gần các vòi của một số lỗ thoát hơi vì khi hơi bão hòa di chuyển ra xa vòi và vào khí quyển, nhiệt độ của nó giảm xuống và ngưng tụ lại để tạo thành những đám mây hơi trắng (giọt nước) có thể nhìn thấy được, còn được gọi là hơi ướt .
- Thuộc tính của hơi nước bão hòa - áp suất của nó không phụ thuộc vào thể tích mà nó chiếm. Áp suất hơi bão hòa của các chất lỏng khác nhau (ví dụ như nước và ete) là khác nhau ở cùng một nhiệt độ.
- Tuy nhiên, nhiệt độ của hơi bão hòa không quan trọng. Nhiệt độ càng cao, áp suất càng cao. Áp suất của hơi nước bão hòa tăng nhanh hơn khi nhiệt độ tăng hơn so với áp suất của hơi nước không bão hòa. Nhiệt độ và áp suất của hơi nước không bão hòa có quan hệ tuyến tính với nhau.
- Đối với hơi nước bão hòa, nhiệt độ của nó bằng nhiệt độ của chất lỏng. Nhiệt độ của hơi bão hòa càng cao, áp suất và khối lượng riêng của nó càng cao, khối lượng riêng của chất lỏng càng giảm. Khi đạt đến nhiệt độ tới hạn của một chất, khối lượng riêng của chất lỏng và hơi là như nhau. Nếu nhiệt độ của hơi cao hơn nhiệt độ tới hạn của chất thì sự khác biệt vật lý giữa chất lỏng và hơi bão hòa biến mất.
Ứng dụng của hơi trong công nghiệp
Hơi khô được sử dụng trong các ứng dụng tiệt trùng ở các bệnh viện, các nhà máy may mặc hay giặt ủi.
Ứng dụng để thanh trùng, lọc khuẩn ở các nhà máy sản xuất nước mắm, nước tương; nhà máy sản xuất dầu thực vật; nhà máy sản xuất nước giải khát, vv. Vì đảm bảo vệ sinh, an toàn sức khỏe cho người sử dụng.
Hơi bão hoà có rất nhiều ứng dụng thực tế phù hợp cho các ngành công nghiệp. Hơn nữa, việc lắp đặt, vận hành cũng nhưng bảo trì, bão dưỡng các hệ thống sinh hơi ngày nay khá đơn giản. Do đó, việc sử dụng lò hơi ngày càng phổ biến.
Một số ứng dụng tiêu biểu nhất của sử dụng hơi nước bão hoà trong công nghiệp được kể đến như:
- Ngành công nghiệp chế biến :Hơi bão hòa được sử dụng để phục vụ rất nhiều cho việc chế biến, đóng gói ở các nhà máy sản xuất bánh kẹo, nhà máy sản xuất đồ ăn đóng gói, nhà máy sản xuất thịt, sữa, rượu bia, nhà máy sản xuất thức ăn cho gia súc, vv.
- Giao thông vận tải: dùng để vận hành động cơ tàu thủy, tàu hỏa, vv.
- Trong các công ty may mặc: phục vụ cho việc hấp, ủi, khử trùng.
- Y tế: Tẩy trùng thiết bị y tế, không gian phòng khám, bệnh viện, vv.
- Dịch vụ: Vệ sinh dân dụng, vệ sinh công nghiệp, vv.
- Ngoài ra, còn có các ngành: xử lý môi trường, nước thải, hóa chất; sản xuất cao su, giấy, gỗ; nhựa và một số chất dẻo, vv.
Ưu điểm của hơi bão hoà và hơi khô
- Đối với các loại hơi bão hòa khô, do không mang nhiều hơi ẩm nên có khả năng tiệt trùng cao, đáp ứng được trong các ngành nghề yêu cầu độ sạch và khô như thực phẩm, sản xuất thiết bị y tế, xử lý rác thải, vv.
- Hơi bão hòa không độc và an toàn cho người sử dụng. Đây là dạng năng lượng rất dễ sử dụng và cũng là dạng năng lượng sạch đáp ứng được an toàn khi sử dụng ở các hệ thống công nghiệp.
- Một ưu điểm nữa hiện nay chính là việc sử dụng các nguyên liệu để tạo thành hơi bão hòa đơn giản và đa dạng. Từ các vật liệu dễ tìm thấy và tận dụng trong tự nhiên và cuộc sống của chúng ta như trấu, than xỉ, củi, chất đốt, vv, đến các loại vật liệu cao cấp hơn như dầu, gas, xăng, điện.
- Chi phí ban đầu để đầu tư một hệ thống lò hơi, nồi hơi cũng không quá phức tạp và giá thành cũng tương đối hợp lý, có thể nói là khá rẻ hiện nay.
Hiện nay chúng tôi là đơn vị cung cấp các sản phẩm và thiết bị cho ngành hơi nóng, với đầy đủ các chủng loại và giá thành hợp lý. Hãy liên hệ với Lò hơi Bách Khoa qua hotline khi bạn có nhu cầu nhé.
