Ångkvaliteten

Ångkvaliteten, ofta betecknad x, är andelen ånga i en mättad vätskeångblandning vid ett givet tryck. Den definieras som massan av ånga delad med den totala massan i blandningen. Värdet sträcker sig från 0 till 1: x = 0 motsvarar enbart mättad vätska och x = 1 motsvarar helt torr ånga. För ett givet tryck motsvarar ångkvaliteten blandningens temperatur Tsat, den mättade temperaturen, och beskriver därmed tvåfas-systemets sammansättning.

Relationen till övriga egenskaper i termodynamiken är central. Den specifika entalpin för blandningen kan skrivas som h = hf + x hfg, där hf är entalpin hos mättad vätska och hfg är den latenta entalpiförändringen (hfg = hv − hf, med hv som entalpin hos mättad ånga). Dessa samband gör det möjligt att beräkna x om hf, hfg och hv är kända vid det givna trycket. Vid ett givet tryck är temperaturen Tsat konstant och bestämmer därmed fasblandningens tillstånd.

Mätning och tillämpning. Ångkvaliteten kan bestämmas med olika metoder, till exempel en throttling-calorimeter där blandningen expanderas till ett lågt tryck och energin balanseras för att uppskatta x, eller genom provtagning och analys av ångens temperatur och tryck. Modern industriell utrustning använder sensorer och flödes- och tryckmätningar för att uppskatta x i realtid. Noggrannheten i värdet är viktig för systemets prestanda och kontroll.

Betydelse och användning. Hög ångkvalitet minskar fuktens negativa effekter i ångturbiner, pannan och rörsystem, ökar verkningsgraden och minskar risken för vattenhammare. I praktiska anläggningar ligger målet ofta nära x ≈ 0,95–0,99 efter avfuktning och torkningssteg.