Hơi nước bão hòa là gì là câu hỏi mà nhiều người quan tâm và tìm hiểu, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp cần sử dụng hệ thống nồi hơi hoặc các thiết bị cần điều khiển nhiệt độ chính xác. Vậy hơi nước bão hòa là gì và tại sao nó lại quan trọng trong sản xuất công nghiệp? Hãy Kim Trường Phúc cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

1. Tổng quát về hơi nước bão hòa

Hơi nước bão hòa đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp nhờ khả năng truyền nhiệt hiệu quả và kiểm soát nhiệt độ ổn định. Hiểu rõ về khái niệm, tính chất và phân loại của hơi nước bão hòa sẽ giúp tối ưu hóa việc ứng dụng trong sản xuất và đời sống.

1.1. Hơi nước bão hòa là gì?

Hơi nước bão hòa là gì? Đây trạng thái cân bằng nhiệt động lực học giữa nước lỏng và hơi nước ở cùng một áp suất. Khi nước được đun nóng đến điểm sôi, quá trình bay hơi diễn ra, và tại điểm mà tốc độ hóa hơi bằng tốc độ ngưng tụ, hơi nước đạt trạng thái bão hòa. Trong trạng thái này, nước và hơi nước cùng tồn tại, và nhiệt độ của chúng phụ thuộc vào áp suất hiện tại.

1.2. Tính chất của hơi nước bão hòa

Việc nắm rõ hơi nước bão hòa là gì và các tính chất của hơi nước bão hòa giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng và đảm bảo an toàn trong nhiều lĩnh vực công nghiệp.

Hơi nước bão hòa chứa một lượng nhiệt lớn (nhiệt ẩn), cho phép truyền nhiệt nhanh chóng đến sản phẩm, hiệu quả hơn so với nước nóng hoặc không khí nóng.
Dễ dàng kiểm soát nhiệt độ, vì khi áp suất hơi không đổi, nhiệt độ cũng không đổi, thuận tiện cho các quy trình yêu cầu nhiệt độ ổn định.
An toàn và thân thiện với môi trường, không độc hại và không dễ cháy nổ như một số nhiên liệu khác.

1.3. Phân loại hơi nước bão hòa

Tùy theo nhu cầu sử dụng, hơi bão hòa khô hay hơi bão hòa ướt sẽ được lựa chọn sao cho phù hợp với từng ứng dụng cụ thể.

Hơi bão hòa khô: Là hơi nước đã hóa hơi hoàn toàn, tồn tại ở pha khí. Nếu giảm nhiệt độ hoặc tăng áp suất, hơi nước sẽ ngưng tụ thành nước lỏng. Hơi bão hòa khô thường được sử dụng trong các thiết bị tiệt trùng như nồi hấp trong y tế và xử lý rác thải nguy hại.
Hơi bão hòa ướt: Là hỗn hợp của hơi nước và các giọt nước lỏng chưa hóa hơi hoàn toàn. Hơi nước ướt thường được tạo ra trong giai đoạn đầu của quá trình đun sôi nước và được sử dụng trong một số ứng dụng công nghiệp nhất định.


Hơi nước bão hòa là trạng thái cân bằng nhiệt động lực học giữa nước lỏng và hơi nước ở cùng một áp suất

2. Áp suất hơi nước bão hòa là gì? Sự phụ thuộc của áp suất và nhiệt độ của hơi nước bão hòa

Áp suất hơi nước bão hòa là áp suất tại đó nước và hơi nước cùng tồn tại trong trạng thái cân bằng nhiệt động lực học. Khi nước được đun nóng đến điểm sôi ở một áp suất nhất định, quá trình bay hơi diễn ra, và tại điểm mà tốc độ hóa hơi bằng tốc độ ngưng tụ, hơi nước đạt trạng thái bão hòa.

Trong trạng thái này, nhiệt độ và áp suất của hơi nước bão hòa có mối quan hệ tỷ lệ thuận và phụ thuộc nhau. Vì khi áp suất tăng, nhiệt độ bão hòa cũng tăng, và ngược lại. Điều này có nghĩa là mỗi giá trị áp suất tương ứng với một nhiệt độ bão hòa cụ thể.

Bạn cũng có thể hiểu là trong trường hợp áp sức bằng 10-7 MPa thì nhiệt độ sẽ ở khoảng 200oC. Và, nếu áp sức tăng lên 100 MPa thì khi này nhiệt độ cũng sẽ đạt mức 400oC.


Nhiệt độ bão hòa có tỉ lệ thuận với áp suất bão hòa

3. Công thức tính hơi nước bão hòa

Để tính toán các thông số liên quan đến hơi nước bão hòa, ta có thể sử dụng các bảng tra cứu nhiệt động lực học hoặc các công thức thực nghiệm dựa trên các thông số như áp suất, nhiệt độ và enthalpy.

Cụ thể, các công thức này giúp xác định nhiệt độ bão hòa tương ứng với một áp suất nhất định, hoặc ngược lại. Ngoài ra, các thông số như enthalpy (nhiệt entanpi), entropy và thể tích riêng của hơi nước bão hòa cũng có thể được xác định thông qua các bảng tra cứu hoặc phần mềm chuyên dụng.

Công thức tính độ ẩm tương đối của hơi nước bão hòa là gì:

RH (%) = (độ ẩm khối khí hiện tại/độ ẩm khối khí bão hòa) x 100

Trong đó:

Lượng hơi nước thực tế trong không khí: Là lượng hơi nước hiện có trong khối khí tại thời điểm đo.
Lượng hơi nước tối đa không khí có thể chứa: Còn gọi là độ ẩm bão hòa, là lượng hơi nước lớn nhất mà không khí có thể giữ được tại một mức nhiệt độ và áp suất nhất định.

Công thức xác định lượng hơi nước bão hòa:

Lượng hơi nước bão hòa (g/m3) = độ ẩm khối khí bão hòa x khối lượng riêng của hơi nước tại nhiệt độ và áp suất hiện tại

Trong đó:

Khối lượng riêng của hơi nước: Phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất hiện tại của môi trường, được xác định bằng các công thức tương ứng với trạng thái của hơi nước.

Lưu ý: Độ ẩm tương đối và lượng hơi nước bão hòa phụ thuộc vào điều kiện thời điểm đo (nhiệt độ và áp suất), không liên quan đến tổng khối lượng chất lỏng hoặc khí trong toàn bộ hệ thống.

4. Công nghệ lò đốt cùng nhiên liệu để sản xuất hơi nước bão hòa

Trong công nghiệp, hơi nước bão hòa thường được sản xuất bằng cách sử dụng lò hơi (nồi hơi) đốt nhiên liệu. Quá trình này bao gồm việc đun nóng nước bằng năng lượng sinh ra từ việc đốt cháy nhiên liệu như than, dầu, khí đốt hoặc sinh khối. Nước được đun nóng đến điểm sôi tương ứng với áp suất vận hành của lò hơi, tạo ra hơi nước bão hòa. Việc lựa chọn công nghệ lò hơi và nhiên liệu phù hợp đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu tác động môi trường.


Hơi nước bão hòa thường được sản xuất bằng cách sử dụng lò hơi đốt nhiên liệu

5. Ứng dụng của hơi nước bão hòa trong công nghiệp sản xuất

Hơi nước bão hòa được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp nhờ khả năng truyền nhiệt hiệu quả và kiểm soát nhiệt độ chính xác. Cụ thể, hơi nước bão hòa được sử dụng trong các quá trình như:

Gia nhiệt và sấy khô: Trong ngành dệt may, giấy, thực phẩm và hóa chất, hơi nước bão hòa được dùng để gia nhiệt nguyên liệu và sản phẩm, cũng như trong các quá trình sấy khô.
Tiệt trùng: Trong y tế và sản xuất thực phẩm, hơi nước bão hòa được sử dụng để tiệt trùng dụng cụ và sản phẩm, đảm bảo tiêu diệt vi khuẩn và vi sinh vật gây hại.
Phát điện: Trong các nhà máy nhiệt điện, hơi nước bão hòa được sử dụng để vận hành tuabin, chuyển đổi năng lượng nhiệt thành cơ năng và điện năng.


Hơi nước bão hòa được dùng trong việc tiệt trùng dụng cụ y tế

6. Một số lưu ý về hơi nước bão hòa

Để đảm bảo hiệu quả sử dụng hơi nước bão hòa trong công nghiệp, ngoài việc hiểu rõ hơi nước bão hòa là gì, bạn còn cần lưu ý để đảm bảo tuổi thọ của hệ thống và sự an toàn cho người sử dụng:

Kiểm soát chất lượng nước cấp: Nước cấp cho lò hơi phải được xử lý để loại bỏ tạp chất và ion gây ăn mòn, đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất của lò hơi.
Bảo trì và kiểm tra định kỳ: Hệ thống lò hơi và đường ống dẫn hơi cần được kiểm tra và bảo trì thường xuyên để phát hiện và khắc phục kịp thời các sự cố, đảm bảo an toàn vận hành.
Kiểm soát áp suất và nhiệt độ: Việc duy trì áp suất và nhiệt độ hơi nước bão hòa trong giới hạn thiết kế giúp đảm bảo hiệu suất và an toàn cho hệ thống.

Quý vị cần lưu ý về nhiệt độ hơi nước bão hòa khi sử dụng

Hy vọng bài viết trên đã giúp quý vị hiểu rõ hơn về hơi nước bão hòa là gì, tính chất, công thức tính toán cũng như ứng dụng thực tiễn trong công nghiệp, đặc biệt là trong hệ thống nồi hơi. Đừng quên theo dõi Kim Trường Phúc để cập nhật các thông tin mới nhất và những giải pháp tối ưu cho hệ thống công nghiệp của quý vị.

Thông tin liên hệ:

Trụ sở chính: D11A, khu phố 4, phường Tân Hiệp, Thành phố Biên Hoà , Tỉnh Đồng Nai, Việt Nam.
Nhà máy chế tạo lò hơi: Ấp 1, KCN Thạnh Phú, Huyện Vĩnh Cửu, T.P Biên Hòa, Tỉnh Đồng Nai.
Email: sales@kimtruongphuc.vn
Hotline: 0982131131
Facebook: https://www.facebook.com/kimtruongphuc
Youtube: https://www.youtube.com/@KIMTRUONGPHUCCOLTD