Hơi nước được coi là bão hòa khô khi ở áp suất cụ thể đó, nhiệt độ của nó bằng với điểm sôi. Trong thực tế, rất khó để sản xuất hơi nước bão hòa khô và hơi nước thường chứa các giọt nước. Do đó, hơi nước sinh ra trong thùng lò nồi hơi thường ẩm và chứa một lượng hơi ẩm. Nếu hàm lượng hơi ẩm trong hơi nước là 7% theo khối lượng, thì độ khô của hơi nước được nói là 0,93, nghĩa là hơi nước chỉ khô 93%.
Entalpi bay hơi của hơi nước ẩm được biểu diễn dưới dạng tích của entalpi riêng enthalpy (hfg) và độ khô (x). Nhiệt lượng của hơi nước ẩm và hơi nước bão hòa khô là khác nhau. Hơi nước bão hòa khô có nhiệt lượng (năng lượng sử dụng) cao hơn so với hơi nước ẩm.
Entalpi bay hơi thực tế
Entalpi tổng thực tế của hơi nước ẩm
Trong đó, hf là Enthalpy lỏng.
Mật độ nước cao hơn so với hơi nước, do đó thể tích riêng của nước ít hơn nhiều so với thể tích riêng của hơi nước.
Vì vậy, các giọt nước trong hơi nước ẩm sẽ chiếm không gian rất nhỏ và thể tích riêng của hơi nước ẩm ít hơn so với hơi nước khô và được tính theo công thức:
Thể tích riêng thực tế = x vg
Trong đó, vg là thể tích riêng của hơi nước bão hòa khô
Mối quan hệ giữa enthalpy và nhiệt độ tương ứng với phạm vi áp suất khác nhau được biểu diễn bằng đồ thị trong Bản đồ pha.
Khi nước được làm nóng từ 0oC đến nhiệt độ bão hòa ở áp suất khí quyển, nó đi theo đường lỏng bão hòa cho đến khi nhận đủ enthalpy lỏng hf và được biểu diễn bởi (A-B) trên Bản đồ pha.
Bất kỳ sự thêm nhiệt nào nữa sẽ dẫn đến sự thay đổi pha thành hơi nước bão hòa và được biểu diễn bởi (hfg) trên bản đồ pha, tức là B-C
Khi nhiệt được áp dụng, chất lỏng bắt đầu thay đổi pha từ lỏng sang hơi và sau đó độ khô của hỗn hợp bắt đầu tăng, tức là di chuyển về phía đơn vị. Trên bản đồ pha, độ khô của hỗn hợp là 0,5 ở chính giữa đường B-C. Tương tự, tại điểm C trên bản đồ pha, giá trị độ khô là 1.
Điểm C nằm trên đường hơi bão hòa, bất kỳ sự thêm nhiệt nào nữa sẽ dẫn đến việc tăng nhiệt độ hơi, tức là bắt đầu quá trình siêu nhiệt hơi được biểu diễn bởi đường C – D.
Khu vực bên trái của đường lỏng bão hòa.
Khu vực bên phải của đường hơi bão hòa.
Khu vực giữa đường lỏng bão hòa và đường hơi bão hòa là hỗn hợp lỏng và hơi. Hỗn hợp với các độ khô khác nhau.
Đó là điểm đỉnh nơi đường lỏng bão hòa và đường hơi bão hòa gặp nhau. Entalpi bay hơi giảm xuống không tại điểm tới hạn, điều này có nghĩa là nước thay đổi trực tiếp thành hơi tại điểm tới hạn và sau đó.
Nhiệt độ tối đa mà chất lỏng có thể đạt được hoặc tồn tại tương đương với điểm tới hạn.
Nhiệt độ 374,15oC, Áp suất 221,2 bar, các giá trị trên đây là các giá trị siêu tới hạn và hữu ích trong việc tăng hiệu suất của chu trình Rankine.
Hơi nước nhanh chớp được tạo ra khi áp suất nước giảm từ cao xuống thấp, thì nước ở nhiệt độ cao hơn so với nhiệt độ bão hòa ở áp suất thấp. Do đó, năng lượng nhiệt dư thừa này được giải phóng ở áp suất thấp dưới dạng hơi nước nhanh chớp.
