Không khí chung quanh chúng ta là một hỗn hợp mà hai thành phần chiếm lượng lớn nhất là nitơ và oxy. Bên cạnh đó còn một số thành phần chiếm lượng nhỏ khác, trong đó quan trọng nhất là nước, thường ở dạng hơi. Để việc khảo sát được thuận tiện, ta quy ước rằng không khí, hay gọi đầy đủ là không khí ẩm, gồm nước và phần còn lại, gọi chung là không khí khô. Các thông số có chỉ số `k` dành cho không khí khô, có chỉ số `n` dành cho nước, không có chỉ số dành cho không khí.
Về mặt khối lượng, ta có :
`M=M_k+M_n `[1]
Trong không khí, hai thành phần này hòa trộn với nhau một cách rất hoàn hảo nên sự cân bằng về nhiệt độ cho ta:
`t=t_k=t_n`[2]
Vì mỗi thành phần đều chiếm toàn bộ hỗn hợp nên:
`V=V_k=V_n`[3]
Áp dụng định luật Dalton cho hỗn hợp này, ta được:
`p=p_k+p_n`[4]
Vì lượng nước chỉ chiếm một phần nhỏ nên trong nhiều trường hợp ta có `p_n ≪ p_k`. Khi ấy ta có thể viết:
`p=p_k`[5]
Do lượng hơi nước bé hơn nhiều so với thể tích nó chiếm chỗ nên ta cũng có thể xem hơi nước [trong không khí] là khí lý tưởng. Khi ấy việc khảo sát tính toán sẽ đơn giản hơn nhiều.
Các loại không khí ẩm
Tùy thuộc vào trạng thái của nước trong không khí mà ta có một số loại không khí ẩm khác nhau. Hình 1 minh họa thêm sự khác biệt của các loại không khí ẩm ấy.
pv edcpbh
Hình 1 Các loại không khí ẩm
Hình 1 là đồ thị trạng thái `p-v` của nước. Đường cong màu xanh là đường bão hòa, tương ứng với trạng thái bão hòa của nước. Đường cong này chia đồ thị làm 3 vùng chính: vùng bên trái ứng với trạng thái nước chưa sôi ở dạng lỏng, vùng bên phải ứng với trạng thái hơi quá nhiệt, vùng bên trong đường bão hòa ứng với trạng thái hơi bão hòa ẩm, là hỗn hợp của nước dạng lỏng và hơi nước. Tập hợp tất cả các trạng thái của nước có cùng nhiệt độ tạo thành đường màu đỏ [còn gọi là đường đẳng nhiệt].
Ta có ba loại không khí ẩm là :
- Không khí ẩm chưa bão hòa : nước trong không khí loại này ở dạng hơi quá nhiệt [điểm e trên Hình 1] và ta có `p_n < p_[bh]` `[p_[bh]` là áp suất của hơi nước bão hòa ở nhiệt độ của không khí đang khảo sát]. Không khí ẩm loại này còn khả năng tiếp nhận thêm nước và chuyển thành dạng hơi.
- Không khí ẩm bão hòa : khi ấy lượng hơi nước trong không khí có giá trị lớn nhất, không thể nhận thêm hơi nước được nữa, nước trong không khí ở dạng hơi bão hòa khô [điểm d] và `p_n = p_[bh]`.
- Không khí ẩm quá bão hòa : một phần nước trong không khí nằm ở dạng lỏng. Khi ấy nước ở dạng hơi bão hòa ẩm [điểm c].
Không khí ẩm chưa bão hòa có thể chuyển thành bão hòa rồi quá bão hòa bằng các cách sau:
- Đưa thêm hơi nước vào không khí, khi ấy `M_n` sẽ tăng dần nên `p_n` cũng tăng theo.
- Hạ dần nhiệt độ, khi ấy đường đẳng nhiệt hạ dần xuống, giá trị `v_n''` tăng dần.
Ta cũng có thể thực hiện những điều ngược lại để làm không khí ẩm thay đổi theo chiều ngược lại, từ quá bão hòa thành bão hòa rồi chưa bão hòa.
Hơi bão hòa, một thuật ngữ quen thuộc trong ngành công nghiệp, đóng vai trò quan trọng và mang lại lợi ích to lớn cho các hệ thống sản xuất. Nhưng bạn đã hiểu thực sự về khái niệm này? Hơi bão hòa không chỉ đơn giản là hơi nước trong trạng thái bão hòa với không khí, mà nó còn đem đến một loạt các ưu điểm và tiện ích đáng kể.
Hơi bão hòa là sự kết hợp hoàn hảo giữa hơi nước và không khí, với tỉ lệ phân bố phù hợp, tạo ra một môi trường độ ẩm ổn định và đạt đến mức độ tối ưu cho quá trình sản xuất. Điều này giúp duy trì sự ổn định trong các quy trình công nghiệp, từ quá trình gia nhiệt, làm mát cho đến quá trình hóa chất và sản xuất dược phẩm.
Các dạng hơi bão hoà
Hơi bão hòa ẩm
Hơi bão hòa ẩm là trạng thái khi hơi nước trong không khí đạt đến mức độ tối ưu, tạo ra một môi trường có độ ẩm cao và ổn định. Đây là loại hơi được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như chế biến thực phẩm, dược phẩm, sản xuất giấy và dệt may.
Với hơi bão hòa ẩm, độ ẩm tại một giá trị cụ thể được duy trì, giúp kiểm soát quá trình sản xuất và bảo vệ các sản phẩm nhạy cảm với độ ẩm. Ngoài ra, hơi bão hòa ẩm còn tạo ra môi trường làm việc thoải mái cho nhân viên, giảm thiểu tình trạng khô da, khó thở và kích ứng do không khí khô.
Hơi bão hòa khô
Hơi bão hòa khô là trạng thái khi hơi nước trong không khí không đạt đến mức độ bão hòa, tạo ra một môi trường có độ ẩm thấp. Loại hơi này thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp như điện tử, chế tạo ô tô, và các quy trình cần một môi trường khô ráo.
Hơi bão hòa khô đảm bảo sự ổn định và chính xác trong các quy trình công nghiệp. Đặc biệt, trong lĩnh vực điện tử, hơi bão hòa khô giúp hạn chế sự tích điện và ảnh hưởng tiêu cực đến các thiết bị nhạy cảm. Ngoài ra, hơi bão hòa khô còn hỗ trợ quá trình sấy khô, làm sạch và bảo quản sản phẩm.
Hơi quá nhiệt là gì ?
Hơi quá nhiệt là trạng thái hơi nước có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi của nước ở áp suất hiện tại. Khi áp suất tăng, nhiệt độ sôi của nước cũng tăng theo. Do đó, hơi quá nhiệt thường được tạo ra bằng cách nâng cao áp suất trong hệ thống gia nhiệt.
Hơi quá nhiệt có nhiều ứng dụng quan trọng trong công nghiệp. Nó được sử dụng trong các lò hơi công nghiệp, động cơ tuabin, hệ thống gia nhiệt và quá trình sấy khô. Hơi quá nhiệt có thể chứa nhiều năng lượng nhiệt lớn hơn so với hơi bão hòa cùng thể tích, cho phép nó được sử dụng để truyền nhiệt hiệu quả và tăng cường hiệu suất của các quy trình công nghiệp. .jpg]
Ứng dụng hơi bão hòa và hơi quá nhiệt trong công nghiệp sản xuất
Trên thực tế, việc sử dụng hơi bão hòa và hơi quá nhiệt trong công nghiệp sản xuất đã mang lại nhiều lợi ích đáng kể. Cả hai dạng hơi này đóng vai trò quan trọng trong việc truyền nhiệt, cung cấp năng lượng và đảm bảo hiệu suất cao cho các quy trình sản xuất công nghiệp hiện đại.
Hơi bão hòa, với tính chất giữ ẩm và khả năng truyền nhiệt tốt, đã được áp dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như chế biến thực phẩm, dược phẩm, giấy và dệt may. Sự ổn định và đồng đều của hơi bão hòa đã giúp nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng cường hiệu suất quy trình và giảm thiểu sự mất mát trong quá trình sản xuất.
Thế nào là hơi nước bão hòa?
Hơi bão hoà là gì? Hơi bão hòa hay còn được gọi là Saturated Steam, là trạng thái sinh ra khi nước nóng chuyển sang trạng thái hơi bởi việc đun sôi nước bằng năng lượng từ điện, dầu tải nhiệt hoặc nhiên liệu trong lò đốt cho tới khi nước chuyển từ pha lỏng sang pha khí.
Hơi Báo Hoà âm là gì?
- Hơi bão hòa ẩm: Đây là dạng phổ biến của hơi nước bão hòa. Chính là sự hỗn hợp của 2 pha: pha khí và pha lỏng. Khi nước chưa được chuyển hoàn toàn thành pha khí thì hơi bão hòa ẩm được hình thành. - Hơi bão hòa khô: là loại hơi bão hòa không chứa pha lỏng, chỉ chứa pha khí.
Nồi hơi nước quá nhiệt là gì?
Hơi quá nhiệt là trạng thái hơi có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ hơi bão hòa khi có cùng áp suất. Có thể hiểu đơn giản như sau: Khi ta gia nhiệt nước lỏng tới một nhiệt độ không đổi, ta được hơi bão hòa. Lúc này, hơi bão hòa vẫn có thể chứa pha lỏng, tức là nước dạng lỏng và được gọi là hơi bão hòa ẩm.
Hơi nước là khí gì?
Hơi nước là trạng thái khí của nước. Nó là một trong những pha của nước trong thủy quyển. Hơi nước sinh ra từ quá trình bay hơi hoặc sôi của nước lỏng hoặc từ thăng hoa của băng. Không như những trạng thái khác của nước, hơi nước là trong suốt, không nhìn thấy được.