Skip to main content
  1. Home
  2. Steam Resources
  3. Steam Theory
  4. ไอน้ำ (Steam) คืออะไร

Basics of Steam

ไอน้ำ (Steam) คืออะไร

ไอน้ำ มีลักษณะเป็นแก๊สใส ไม่มีสี เกิดจากการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวไปเป็นแก๊ส การเปลี่ยนสถานะเกิดจากการเปลี่ยนแปลงในระดับโมเลกุล โดยพันธะโมเลกุล H2O หลุดออกจากกัน

ลักษณะทางเคมีของไอน้ำ

ในสถานะของเหลว โมเลกุลของน้ำประกอบด้วย H2O จะเกาะเกี่ยวกันและแยกออกจากกันตลอดเวลา แต่หากโมเลกุลของได้รับความร้อน พันธะระหว่างโมเลกุลจะแยกกันได้รวดเร็วกว่าเดิม จนเมื่อถึงจุดหนึ่ง โมเลกุลจะแยกออกจนเป็นอิสระจากกันอย่างสมบูรณ์ ซึ่งโมเลกุลเหล่านั้นเองที่ก่อตัวเป็นแก๊สใส หรือก็คือไอน้ำนั่นเอง

Liquid molecules vs gas

ไอน้ำแห้ง และ ไอน้ำเปียก (Dry Steam vs. Wet Steam)

ไอน้ำที่เราใช้ในระบบโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ มีสองแบบหลักๆ คือ ไอน้ำแห้ง (Dry steam หรืออีกชื่อหนึ่งคือ "Saturated steam") และไอน้ำเปียก (Wet steam)

  • ไอน้ำแห้ง Dry steam คือชือเรียกของไอน้ำที่สภาวะโมเลกุลทั้งหมดอยู่ในสถานะแก๊ส มีลักษณะใส
  • ไอน้ำเปียก Wet steam คือชื่อเรียกของไอน้ำที่โมเลกุลบางส่วน ได้เสียพลังงาน Latent heat และเริ่มควบแน่นกลายเป็นหยดน้ำขนาดจิ๋ว

ตัวอย่างเช่นในหม้อต้ม น้ำถูกให้ความร้อนอย่างต่อเนื่อง พลังงานถูกส่งมาถึงโมเลกุลของน้ำมากขึ้นเรื่อยๆ ทำให้โมเลกุลเกิดการสั่น และน้ำเริ่มเดือด และเมื่อพลังงานถูกถ่ายเทให้น้ำมากขึ้นถึงจุดหนึ่ง บางส่วนของน้ำจะเริ่มระเหย และขยายตัวถึง 1600 เท่า

เรามักเห็นควันขาวๆ ออกมาจากกาต้มน้ำ ควันดังกล่าวเป็นไอน้ำแห้งที่สูญเสียพลังงานเมื่อปะทะกับอากาศเย็น ซึ่งเมื่อสูญเสียพลังงานไปมากพอ พันธะโมเลกุลจะกลับมาเกี่ยวกันอีกครั้ง จึงพบเห็นได้เป็นลักษณะของหยดน้ำขนาดจิ๋ว ซึ่งการปนกันของน้ำในสถานะของเหลว (หยดน้ำขนาดจิ๋ว) และสถานะแก๊ส (ไอน้ำ) ลักษณะนี้เรียกว่าไอน้ำเปียก (wet steam)

kettles are one of the most familiar steam heating devices

สามารถอ่านข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับชนิดและคุณสมบัติของไอน้ำได้จากบทความต่อไปนี้ :

การใช้ไอน้ำเป็นแหล่งพลังงานขับเคลื่อน

ในยุคปฏิวัติอุตสาหกรรม ไอน้ำเป็นแหล่งพลังงานหลัก ศตวรรษที่ 18 นักประดิษฐ์ ใช้พลังงานไอน้ำขับเคลื่อนเครื่องจักรต่างๆ เช่นหัวรถจักรไอน้ำ เรือกลไฟ รวมถึง steam hammer ซึ่งใช้พลังงานไอน้ำในการตีเหล็กอีกด้วย

ในปัจจุบัน เครื่องยนต์สันดาปภายใน และมอเตอร์ไฟฟ้าได้เข้ามาแทนที่เครื่องจักรไอน้ำ อย่างไรก็ดี ไอน้ำยังเป็นแหล่งพลังงานขับเคลื่อนสำคัญ ใช้กันแพร่หลายในโรงไฟฟ้าและอุตสาหกรรมทั่วไปอยู่

การใช้ไอน้ำเป็นแหล่งพลังงานความร้อน

ไอน้ำเป็นที่รู้จักในแง่ของแหล่งพลังงานความร้อน ซึ่งสามารถเอาไปใช้ให้ความร้อนโดยตรงและโดยอ้อมได้

การให้ความร้อนโดยตรง (Direct heating)

การให้ความร้อนโดยตรง (Direct heating) เป็นการเรียกวิธีการให้ความร้อนโดยไอน้ำจะสัมผัสโดยตรงกับ product

ตัวอย่างที่ชัดเจนสำหรับการให้ความร้อนโดยตรง (Direct heating) คือการนึ่ง เช่นในการทำซาลาเปา ไอน้ำถูกต้มจากด้านล่างของหม้อ และไอน้ำจะลอยขึ้นมาด้านบนเพื่อทำให้ซาลาเปาสุก

Chinese dumplings being steamed

หลักการของการนึ่งคือการให้ไอน้ำสัมผัสโดยตรงกับอาหาร พลังงาน Latent heat จะถูกถ่ายเทโดยตรง และหยดน้ำที่เกิดจากการกลั่นตัวสามารถให้ความชื้นได้อีกด้วย

ในระบบอุตสาหกรรม การให้ความร้อนโดยตรง (Direct heating) ถูกใช้อย่างแพร่หลายกับการประกอบอาหาร การฆ่าเชื้อ อบให้ความร้อน การกำจัดอากาศ ฯลฯ

การให้ความร้อนโดยอ้อม (Indirect steam heating)

การให้ความร้อนโดยอ้อม (Indirect steam heating) เป็นการเรียกวิธีการให้ความร้อนโดยที่ไอน้ำไม่ได้สัมผัสโดยตรงกับ product วิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายเพราะสามารถให้ความร้อนได้รวดเร็ว ทั่วถึง พบเห็นได้ทั่วไปเช่น Heat Exchanger ต่างๆ

What is Steam?

ข้อดีของวิธีนี้เมื่อเทียบกับการให้ความร้อนโดยตรง คือไม่เกิดการสัมผัสระหว่างไอน้ำและ product ซึ่งลดการปนเปื้อนได้ สามารถใช้ได้แทบทุก application เลยทีเดียว

การให้ความร้อนโดยอ้อม (Indirect steam heating) อยู่ในทุกอุตสาหกรรม เช่น foods and beverages, tires, paper, cardboard

สามารถอ่านข้อมูลอย่างละเอียดเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ไอน้ำในระบบอุตสาหกรรมได้จากบทความต่อไปนี้ :