Cái nào nặng hơn, không khí hay hơi nước?

• Trọng lượng phân tử trung bình của không khí là 29, nghĩa là 1 mol nặng 29 gam.
• Trọng lượng phân tử của hơi nước (nước) là 18, nghĩa là 1 mol nặng 18 gam.

Do đó, ở điều kiện tiêu chuẩn* 1 mol hơi nước (nước) nhẹ hơn 1 mol không khí. Tuy nhiên, điều kiện hoạt động không giới hạn ở điều kiện tiêu chuẩn.

Mật độ của hơi nước và không khí thay đổi rất nhiều tùy theo các yếu tố sau:

Tỷ lệ hơi nước: không khí
Áp lực
Nhiệt độ
* STP (Nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn): 1 atm, 0°C (273,15 K, 32 F)

Ví dụ, như biểu đồ trên cho thấy, không khí nặng hơn hơi nước ở nhiệt độ thấp hơn 162°C (324 F), nhưng nhẹ hơn hơi nước ở nhiệt độ cao hơn thế. Tuy nhiên, ở mức 2,0 MPaG (290 psig), mối quan hệ giữa mật độ của hơi nước và không khí thay đổi ở 188°C (370 F). Mật độ của hơi nước và không khí thay đổi rõ ràng tùy thuộc vào nhiệt độ và áp suất riêng phần của hỗn hợp.

Khi cấu hình một hệ thống thông gió thích hợp, điều quan trọng là phải nhận ra rằng các lỗ thông gió không thể được lắp đặt đơn giản ở mặt trên hoặc mặt dưới của thiết bị do mật độ hơi nước và không khí khác nhau. Do đó, việc thông gió thích hợp có thể cần nhiều hơn một lỗ thông hơi tùy thuộc vào cấu hình thiết bị.

Không khí nên được loại bỏ khỏi thiết bị từ đâu?

Trong thiết bị sử dụng hơi nước, không khí lấp đầy không gian hơi nước bị đẩy theo dòng hơi nước khi khởi động. Vì quá trình gia nhiệt bắt đầu khi hơi nước đi vào thiết bị nên điều quan trọng là toàn bộ không khí phải được xả hết vào thời điểm này.

Đối với cấu hình không gian chứa hơi nước đơn giản, chẳng hạn như cấu hình được minh họa trong hình ảnh động bên dưới, bẫy hơi có chức năng thông gió tự động thường đủ phù hợp để xả khí.

Tuy nhiên, phải đặc biệt cẩn thận đối với thiết bị có cấu hình không gian hơi phức tạp hoặc thiết bị sử dụng ống siphon vì không khí có xu hướng tích tụ trong các loại thiết bị này ngay cả khi sử dụng bẫy hơi có chức năng thông gió tự động.

Trong những trường hợp như vậy, nên sử dụng lỗ thông hơi được thiết kế đặc biệt cho hệ thống hơi nước. Một lỗ thông hơi như vậy nên được lắp đặt ở những khu vực có dòng chảy ứ đọng hoặc tập trung, nơi không khí có khả năng bị đẩy đi.

Van thông hơi cho hơi là loại van tự động có cấu hình tương tự như bẫy hơi ổn nhiệt: van đóng mở theo sự chênh lệch nhiệt độ của hơi và không khí.