Phân Biệt Hơi Bão Hòa Và Hơi Quá Nhiệt

Hơi bão hòa và hơi quá nhiệt có mối quan hệ mật thiết với nhau. Ví dụ như nước bị đun nóng đến nhiệt độ và áp suất nhất định sẽ tạo thành hơi bão hòa, hơi bão hòa được rút ra, tiếp tục gia nhiệt và làm khô tạo thành hơi quá nhiệt. Mối liên hệ giữa hơi bão hòa và hơi quá nhiệt được trình bày theo sơ đồ sau:

Hơi Bão hòa Là Gì?

Hơi bão hòa (Saturated Steam) là trạng thái cân bằng động của thể lỏng và thể khí của một chất lỏng dễ bay hơi: tốc độ bay hơi bằng tốc độ ngưng tụ xảy ra ở bề mặt chất lỏng, khi mất nhiệt thì hơi ngưng tụ lại và chuyển thành trạng thái nước như ban đầu. Hơi bảo hoà được sử dụng thông dụng nhất trong các nhà máy sản xuất bởi vì chi phí đầu tư hợp lý, giá rẻ. Ví dụ như khi nước lạnh được đun sôi đến một nhiệt độ sôi nhất định và không còn tăng được nữa. Lúc này, nước sẽ chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí bằng hình thức bay hơi. Một phần nước sôi chuyển qua trạng thái hơi cho đến khi đạt áp suất lớn nhất, tốc độ bay hơi bằng với tốc độ ngưng tụ của nước. Hơi bão hòa có áp suất đạt giá trị cực đại gọi là áp suất hơi bão hòa. áp suất hơi bão hòa là áp suất hơi mà tại đó thể hơi cân bằng với thể lỏng, đại lượng này càng lớn thì độ bay hơi càng cao. Hơi bão hòa tỷ lệ thuận với nhiệt độ và áp suất. hơi bão hòa ở nhiệt độ nào thì tương ứng với áp suất đó.

Biểu đồ sự phụ thuộc nhiệt độ và áp suất trong hơi bão hòa

Bảng tra nhiệt độ và áp suất của hơi bão hòa

Hơi Quá Nhiệt Là Gì?

Hơi Quá Nhiệt (Superheated Steam)= Hơi bảo hoà + Bộ gia nhiệt. Hơi quá nhiệt là hơi  có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ bão hòa của nó trong điều kiện áp suất bão hòa tương ứng. Ví dụ khi nước đun sôi đến trạng thái bão hòa, hơi bão hòa được rút ra đi qua bộ phận gia nhiệt để tiếp tục cung cấp nhiệt bằng bức xạ hoặc tiếp xúc trực tiếp và sấy khô hoàn toàn hơi nước giúp hơi đạt được nhiệt độ cao hơn nhiệt độ bão hòa của hơi nước. Khi nước bốc hơi hoàn toàn, sự tiếp tục gia tăng nhiệt độ (cao hơn nhiệt độ hơi bão hòa) cho hơi nước đều gọi là hơi bão hòa. Các tính chất của hơi nước siêu nóng gần với một khí hoàn hảo hơn là hơi. Vì hơi quá nhiệt không có mối liên hệ trực tiếp giữa nhiệt độ và áp suất nên ở một áp suất đặc biệt hơi nước nóng có thể tồn tại ở một phạm vi rộng nhiệt độ.

Vì nhu cầu sử dụng nhiệt cao, hơi nóng và khô nên hơi quá nhiệt thường được sử dụng trong hệ thống vận hành tuabin để nâng cao hiệu suất nhiệt. Giá trị lớn nhất của hơi quá nhiệt nằm ở năng lượng nội tại rất lớn có thể được sử dụng cho phản ứng động học thông qua việc mở rộng cơ học chống lại lưỡi tuabin và piston quay, tạo ra chuyển động quay của trục. Ngoài ra, với đặc tính của nó, hơi quá nhiệt còn được sử dụng trong công nghệ bề mặt, công nghệ làm sạch, xử lý xúc tác / xử lý phản ứng hóa học, công nghệ sấy bề mặt, công nghệ bảo dưỡng, đất hấp, hệ thống năng lượng, công nghệ nano,… Mặc dù vậy, hơi quá nhiệt dễ làm hư hỏng, hao mòn thiết bị do nhiệt độ hơi rất cao và hoàn toàn khô. Ngoài ra, do phải sử dụng bộ phận gia nhiệt để tăng nhiệt độ của hơi nên chi phí sản xuất tăng cao.