Khái niệm cơ bản về Hơi nước 

Hơi nước là gì?

 Cách thức hoạt động của hơi nước 

Trong nước lỏng, các phân tử H2O liên tục được nối với nhau và tách ra. Tuy nhiên, khi các phân tử nước được làm nóng, các liên kết kết nối các phân tử bắt đầu bị phá vỡ nhanh hơn mức chúng có thể hình thành. Cuối cùng, khi được cung cấp đủ nhiệt, một số phân tử sẽ thoát ra. Những phân tử 'tự do' này tạo thành chất khí trong suốt mà chúng ta gọi là hơi nước, hay cụ thể hơn là hơi khô.

 Hơi khô và hơi ướt 

Trong các ngành công nghiệp sử dụng hơi nước, hai loại hơi nước thường được nhắc đến là hơi khô (còn gọi là “hơi bão hòa”) và hơi ướt.

Hơi khô áp dụng cho hơi nước khi tất cả các phân tử nước của nó vẫn ở trạng thái khí. Đó là một loại khí trong suốt.
Hơi ướt áp dụng cho hơi nước khi một phần phân tử nước của nó đã giải phóng năng lượng (nhiệt ẩn) và ngưng tụ thành những giọt nước nhỏ.
Lấy ví dụ về một ấm đun nước sôi. Nước đầu tiên được làm nóng bằng cách sử dụng một phần tử. Khi nước hấp thụ ngày càng nhiều nhiệt từ nguyên tố này, các phân tử của nó sẽ bị kích động nhiều hơn và nó bắt đầu sôi. Sau khi hấp thụ đủ năng lượng, một phần nước sẽ bốc hơi, điều này có thể làm tăng thể tích phân tử lên tới 1600 lần.

Đôi khi có thể nhìn thấy sương mù thoát ra từ vòi. Sương mù này là một ví dụ về cách hơi nước khô, khi thải vào bầu khí quyển lạnh hơn, sẽ mất một phần năng lượng bằng cách truyền nó vào không khí xung quanh. Nếu mất đủ năng lượng để liên kết giữa các phân tử bắt đầu hình thành trở lại, có thể nhìn thấy những giọt nhỏ trong không khí. Hỗn hợp nước ở trạng thái lỏng (giọt nhỏ) và trạng thái khí (hơi nước) được gọi là hơi ướt.

Để biết thêm thông tin về bản chất và các loại hơi nước, hãy đọc bài viết sau:

• Các loại hơi nước

Hơi nước như một nguồn năng lượng

Hơi nước đóng một vai trò quan trọng trong cuộc cách mạng công nghiệp. Việc hiện đại hóa động cơ hơi nước vào đầu thế kỷ 18 đã dẫn đến những đột phá lớn như phát minh ra đầu máy hơi nước và tàu hơi nước, chưa kể đến lò hơi và búa hơi nước. Cái sau không phải là ám chỉ đến búa nước được tìm thấy trong đường ống hơi nước, mà là một chiếc búa chạy bằng hơi nước được sử dụng để tạo hình vật rèn.

Tuy nhiên, ngày nay, động cơ đốt trong và điện thường thay thế hơi nước làm nguồn năng lượng. Mặc dù vậy, hơi nước vẫn đang được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện và một số ứng dụng công nghiệp quy mô lớn.

 Hơi nước như một nguồn nhiệt 

Hơi nước hiện nay hầu hết được biết đến với các ứng dụng sưởi ấm, vừa là nguồn nhiệt trực tiếp vừa gián tiếp.

Sưởi ấm bằng hơi nước trực tiếp

Phương pháp gia nhiệt bằng hơi nước trực tiếp đề cập đến các quá trình trong đó hơi nước tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm được làm nóng.

Ví dụ dưới đây cho thấy bánh bao Trung Quốc đang được hấp. Một rổ hấp được đặt trên một nồi nước đang sôi. Khi nước sôi, hơi nước bốc lên trong giỏ và làm chín thức ăn. Trong cách thiết lập này, nồi hơi (nồi) và bình hấp (giỏ) được kết hợp với nhau.

Nguyên lý của việc hấp thực phẩm là bằng cách cho phép hơi nước tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm được làm nóng, ẩn nhiệt của hơi nước có thể truyền trực tiếp vào thực phẩm và các giọt nước hình thành qua quá trình ngưng tụ có thể cung cấp độ ẩm.

Trong công nghiệp, phương pháp gia nhiệt bằng hơi nước trực tiếp thường được sử dụng để nấu ăn, khử trùng, làm nguội bằng hơi nước, lưu hóa và các quá trình khác.

Sưởi ấm bằng hơi nước gián tiếp

Phương pháp gia nhiệt bằng hơi nước gián tiếp đề cập đến các quá trình trong đó hơi nước không tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm được làm nóng. Nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp vì nó cung cấp khả năng làm nóng nhanh và đều. Phương pháp này thường sử dụng bộ trao đổi nhiệt để làm nóng sản phẩm.

Ưu điểm của phương pháp này so với gia nhiệt trực tiếp bằng hơi nước là các giọt nước hình thành trong quá trình gia nhiệt sẽ không ảnh hưởng đến sản phẩm. Do đó, hơi nước có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau như nấu chảy, sấy khô, đun sôi và những ứng dụng tương tự.

Làm nóng bằng hơi nước gián tiếp được sử dụng trong một loạt các quy trình như sản xuất thực phẩm và đồ uống, lốp xe, giấy, bìa cứng, nhiên liệu như xăng và thuốc.

Để biết thêm chi tiết về việc sử dụng hơi nước trong công nghiệp, hãy đọc bài viết sau:

Ứng dụng chính cho Hơi nước