Na termodinâmica, o termo saturação define uma condição na qual uma mistura de vapor e líquido pode existir em conjunto a uma determinada temperatura e pressão. A temperatura na qual a vaporização (ebulição) começa a ocorrer para uma determinada pressão é chamada de temperatura de saturação ou ponto de ebulição. A pressão na qual a vaporização (ebulição) começa a ocorrer para uma determinada temperatura é chamada de pressão de saturação.
Quando a qualidade do vapor é igual a 0, é denominado estado líquido saturado (monofásico). Por outro lado, quando a qualidade do vapor é igual a 1, é denominado estado de vapor saturado ou vapor seco (monofásico). Entre esses dois estados, falamos em mistura vapor-líquido ou vapor úmido (mistura bifásica). A pressão constante, a adição de energia não altera a temperatura da mistura, mas a qualidade do vapor e o volume específico mudam.
Veja também: Tabelas Steam
Por exemplo: Em pressurizadores de reatores de água pressurizada a temperatura de saturação é de cerca de 350°C, mas isso corresponde à pressão de 16,4 MPa, que deve ser mantida no circuito primário. Para uma substância pura existe uma relação definida entre a pressão de saturação e a temperatura de saturação. Quanto maior a pressão, maior a temperatura de saturação. A representação gráfica desta relação entre temperatura e pressão em condições saturadas é chamada de curva de pressão de vapor e pode ser vista no diagrama de fases da água. Este diagrama é mostrado na figura.
Como pode ser visto no diagrama de fases da água, nas regiões bifásicas (por exemplo, na fronteira das fases vapor/líquido), a especificação da temperatura por si só definirá a pressão e a especificação da pressão definirá a temperatura.
- A curva de vapor de saturação é a curva que separa o estado bifásico e o estado de vapor superaquecido no diagrama T-s.
- A curva do líquido saturado é a curva que separa o estado líquido sub-resfriado e o estado bifásico no diagrama T-s.
Entalpia Específica do Vapor Úmido
A entalpia específica da água líquida saturada (x=0) e do vapor seco (x=1) pode ser obtida nas tabelas de vapor. No caso de vapor úmido, a entalpia real pode ser calculada com a qualidade do vapor, x, e as entalpias específicas de água líquida saturada e vapor seco:
hwet = hs x + (1 – x ) hl
hwet = entalpia do vapor úmido (J/kg)
hs = entalpia do vapor “seco” (J/kg)
hl = entalpia de água líquida saturada (J/kg)
Como pode ser visto, o vapor úmido sempre terá entalpia menor que o vapor seco.
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