Hơi bão hòa và hơi quá nhiệt là hai khái niệm quan trọng trong ngành công nghiệp nồi hơi, nó đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc sản xuất hơi nước trong nhiều ứng dụng thực tiễn khác nhau. Mặc dù chúng được sử dụng rộng rãi nhưng không phải ai cũng hiểu được sự khác nhau giữa hai khái niệm này.

Trong bài viết này, hãy cùng Việt Nam Zero Waste tìm hiểu về khái niệm của hơi bão hòa và hơi quá nhiệt, cách đo lường, cũng như ý nghĩa của chúng trong ứng dụng của ngành công nghiệp nhé.

Những thông tin quan trọng:

• Hơi bão hòa là trạng thái cân bằng động giữa thể lỏng và thể khí.
• Hơi quá nhiệt là trạng thái hơi có nhiệt độ cao hơn so với hơi bão hòa trong cùng một áp suất.
• Chúng được đưa vào ứng dụng đa dạng lĩnh vực từ y tế đến công nghiệp.

Khái niệm về hơi bão hòa và hơi quá nhiệt

Hơi bão hòa là gì?

Theo Wikipedia, hơi bão hòa là hơi nước ở trạng thái cân bằng nhiệt động với nước nóng ở cùng áp suất, tức là nó chưa nóng đến quá điểm sôi đối với áp suất của chúng. Bên cạnh đó, hơi bão hòa còn có tên gọi khác đó là Saturated Steam, và được tính theo độ K (Kelvin) hoặc độ C (Celsius). 

Để có thể đạt được trạng thái bão hòa, điều kiện áp suất và nhiệt độ của môi trường chứa thường đóng vai trò rất quan trọng trong việc xác định nhiệt độ bão hòa của hơi nước. Áp suất càng thấp và nhiệt độ càng cao, thì làm nhiệt độ bão hòa tăng lên và hơi bão hòa sẽ chứa nhiều nước hơn.

Hơi bão hòa được sử dụng rất phổ biến trong nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau như điều khiển độ ẩm không khí trong phòng thí nghiệm, thực phẩm và dược phẩm. Đối với quá trình sản xuất nồi hơi, việc kiểm soát hơi bão hòa là rất quan trọng nhằm đảm bảo tối ưu hiệu suất hoạt động của hệ thống nồi hơi.

Hơi quá nhiệt là gì?

Hơi quá nhiệt là trạng thái hơi có nhiệt độ cao hơn so với nhiệt độ hơi bão hòa khi trong cùng một áp suất. Hơi thường được tạo ra trong nồi hơi và sử dụng với mục đích tạo ra năng lượng điện, làm nóng các khuôn đúc và làm sạch các bề mặt hoặc sử dụng trong ngành công nghiệp hóa chất.

Để đạt được hơi quá nhiệt, thì phải đạt được nhiệt độ bão hòa tương ứng với áp suất mới bằng cách đun nóng và thay đổi áp suất liên tục. Quá trình chuyển đổi từ nước thành hơi và tạo ra hơi quá nhiệt là một trình nhiệt động lượng nhiệt. Trong đó, nước được đun nóng, chuyển đổi thành hơi và được phân bố ở áp suất và nhiệt độ khác nhau trong hệ thống nồi hơi.

Đối với hơi quá nhiệt, việc kiểm soát áp suất và nhiệt độ nước là vô cùng quan trọng nhằm đảm bảo chất lượng, cũng như hiệu suất của hơi. Bên cạnh đó, hơi quá nhiệt giúp giảm thiểu khả năng rò rỉ hơi trong quá trình vận hành của nồi hơi, đảm bảo hệ thống nồi hơi luôn hoạt động hiệu quả.

Hơi bão hòa và hơi quá nhiệt được đưa vào ứng dụng đa dạng lĩnh vực từ y tế đến công nghiệp. Vậy trong công nghiệp, họ sử dụng hơi bão hòa và hơi quá nhiệt để làm gì? Hãy cùng VNZW theo dõi phần tiếp theo nhé.

Ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất

Đối với cả hơi bão hòa và hơi quá nhiệt

• Hơi bão hòa và hơi quá nhiệt được sử dụng trong chế biến, đóng gói tại các nhà máy sản xuất bánh kẹo, đồ ăn đóng gói, sản xuất thịt, sữa, rượu bia và nhà máy sản xuất thức ăn cho gia súc.
• Được đưa vào ứng dụng khá phổ biến trong việc thanh trùng, lọc khuẩn tại các nhà máy ngành hàng mắm, tương, dầu thực vật… giúp đảm bảo vệ sinh, an toàn sức khỏe cho người tiêu dùng.
• Ngoài ra, hơi bão hòa và hơi quá nhiệt cũng được ứng dụng trực tiếp trong ngành y tế, vệ sinh công nghiệp và cả cho các việc hấp, ủi, khử trùng các công ty may mặc, làm thiết bị chip điện tử… nhờ vào tính khử khuẩn tuyệt vời và an toàn.

Đối với hơi quá nhiệt

• Hơi quá nhiệt được vận hành cho động cơ của các phương tiện đường thủy.
• Hơi quá nhiệt còn được ứng dụng trong truyền động tuabin: Hiệu suất tuabin sẽ phụ thuộc vào nhiều thông số hơi đầu vào bao gồm nhiệt độ và áp suất. Thông thường, các tuabin càng lớn thì có các thông số áp suất và nhiệt độ càng cao.

Sau khi đã hiểu rõ về tầm quan trọng của hơi bão hòa và hơi quá nhiệt trong nhiều lĩnh vực khác nhau, ta cần phải biết cách đo lường hơi bão hòa là như thế nào. Phần tiếp theo đây, VNZW xin chia sẻ công thức tính bão hòa một cách chính xác nhất.

Công thức tính hơi bão hòa

Lượng hơi bão hòa sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất của hệ thống. Công thức tính lượng hơi bão hòa thường được gọi là độ ẩm tương đối ( Relative Humidity – RH) và được tính bằng tỷ lệ giữa lượng hơi thực tế trong không khí và lượng hơi tối đa mà không khí có thể giữ ở nhiệt độ và áp suất hiện tại, được nhân với 100 để đưa ra kết quả phần trăm.

Công thức tính độ ẩm tương đối:

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

Trong đó:

• Độ ẩm khối khí hiện tại là lượng hơi thực tế hiện có trong không khí.
• Độ ẩm khối khí bão hòa là lượng hơi tối đa mà không khí có thể giữ được ở nhiệt độ và áp suất hiện tại.

Công thức để tính lượng hơi bão hòa:

• Lượng hơi 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 tại nhiệt độ và áp suất hiện tại được tính bằng công thức riêng của từng chất lượng hơi nước.

Lưu ý rằng độ ẩm tương đối và lượng hơi bão hòa chỉ được tính dựa trên nhiệt độ và áp suất xảy ra ở thời điểm hiện tại, chúng không liên quan đến khối lượng chất lỏng hay khí của cả quá trình trong hệ thống.

Trong quá trình vận hành một hệ thống máy móc nào đó, các doanh nghiệp nói chung và chuyên viên kỹ thuật nói riêng cần tuân thủ những quy định, cũng như lưu ý khi vận hành. Đối với hơi bão hòa cũng không ngoại lệ, dưới đây là một số lưu ý về hơi bão hòa trong công nghiệp mà ta cần biết.

Một số lưu ý trong công nghiệp

Hơi bão hòa là một yếu tố quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực chế biến thực phẩm và sản xuất dược phẩm. Dưới đây là một số lưu ý về hơi bão hòa trong công nghiệp:

• Độ ẩm là một yếu tố quan trọng trong chế biến thực phẩm và sản xuất dược phẩm. Nếu độ ẩm quá cao hoặc quá thấp, nó có thể làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng.
• Trong sản xuất dược phẩm, độ ẩm quá cao có thể dẫn đến sự suy giảm đáng kể về độ ổn định của các hợp chất dược phẩm, dẫn đến mất mát chất lượng và tính hiệu quả của sản phẩm.
• Trong các quá trình sản xuất, quá trình sấy khô là một phương pháp phổ biến để loại bỏ nước trong các sản phẩm. Việc kiểm soát độ ẩm tương đối trong quá trình sấy khô rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.
• Trong sản xuất giấy, độ ẩm là một yếu tố quan trọng đối với quá trình ép giấy và khâu sấy khô.
• Trong lĩnh vực sản xuất điện tử, độ ẩm có thể gây ra sự suy giảm về hiệu suất của các thiết bị điện tử, đặc biệt là trong các môi trường có độ ẩm cao.
• Việc kiểm soát độ ẩm trong các ứng dụng công nghiệp có thể được thực hiện thông qua sử dụng các thiết bị điều khiển độ ẩm và thiết bị hút ẩm để giảm độ ẩm tương đối trong không khí.
• Kiểm soát độ ẩm tương đối trong các quá trình sản xuất và chế biến là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng và độ bền của thiết bị công nghiệp.

Trên đây là khái niệm cơ bản về hơi bão hòa và hơi quá nhiệt mà VNZW muốn chia sẻ, cũng như ứng dụng và cách đo lường loại hơi này. VNZW mong rằng bài viết này sẽ giúp bạn thu thập được nhiều thông tin bổ ích.