Bài giảng Điện Công Nghệ: Bài giảng 1 - TS. Nguyễn Quang Nam

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

94
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Điện Công Nghệ: Bài giảng 1 trình bày Cơ sở vật lý – kỹ thuật của điện nhiệt, cấp nhiệt nhờ điện trở, các thiết bị hàn tiếp xúc, cấp nhiệt nhờ cảm ứng và điện môi, cấp nhiệt nhờ hồ quang, hàn hồ quang, thiết bị điện phân.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Điện Công Nghệ: Bài giảng 1 - TS. Nguyễn Quang Nam

Bài giảng Điện Công Nghệ TS. Nguyễn Quang Nam 2013 – 2014, HK 2 http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php Bài giảng 1 1 Giới thiệu Môn học nghiên cứu các kỹ thuật cấp nhiệt cho các sản phẩm và vật liệu dùng điện năng. Nội dung: Cơ sở vật lý – kỹ thuật của điện nhiệt Cấp nhiệt nhờ điện trở Các thiết bị hàn tiếp xúc Cấp nhiệt nhờ cảm ứng và điện môi Cấp nhiệt nhờ hồ quang, hàn hồ quang Thiết bị điện phân Đọc thêm: thiết bị và công nghệ plasma, cấp nhiệt bằng chùm tia điện tử, cấp nhiệt bằng laser Bài giảng 1 2
Cơ sở vật lý – kỹ thuật của điện nhiệt Ưu điểm: Thu hẹp diện tích công tác Điều chỉnh nhiệt độ chính xác, tạo nhiệt trường cần thiết Kiểm soát tốt nguồn năng lượng tiêu thụ Cấp nhiệt trong các môi trường khí và chân không Có thể sinh nhiệt từ chính sản phẩm Tiết kiệm năng lượng và nhân công Biện pháp: Điện trở: dòng điện chảy qua vật thể tạo hiệu ứng Joule Cảm ứng: từ trường xoay chiều sinh ra dòng điện xoáy đốt nóng vật thể Điện môi: điện trường xoay chiều tạo ra tổn hao điện môi Hồ quang, plasma, chùm tia điện tử, tia laser Bài giảng 1 3 Cơ sở vật lý – kỹ thuật của điện nhiệt (tt) Cảm Cảm ứng ứng Cảm tần trung ứng Điện Điện số tần RF môi Vi trở lưới 1-20 50kHz 27-48 ba Hồng DC 50 Hz kHz -10MHz MHz GHz ngoại Ánh Một sáng chiều ban Tần số ngày Đốt nóng I2R Độ thấm sâu về nhiệt Xuyên Bề suốt mặt Xuyên Sâu Nông Bề Xuyên Nông Bề suốt mặt suốt mặt Bài giảng 1 4
Vật liệu sử dụng trong điện nhiệt Gạch chịu lửa: Các cấp chịu lửa: chịu lửa, chịu lửa cao, và siêu chịu lửa Đảm bảo được độ bền cơ, độ bền nhiệt, và có tính trơ hóa học Tính dẫn điện và dẫn nhiệt thấp Ví dụ: SiO2, Al2O3, MgO, ZrO2, BeO, ThO2 (tăng dần tính chịu lửa) Vật liệu cách nhiệt: Hệ số dẫn nhiệt thấp và chịu nhiệt tương đối tốt Thường có dạng xốp, nhẹ, chẳng hạn: diatomit, bông thủy tinh, ... Vật liệu chịu nhiệt: Độ bền cơ cao, bền vững hóa học ở nhiệt độ cao Dùng làm khung, giàn, băng chuyền, móc, giá đỡ, ... Bài giảng 1 5 Ch. 2 – Đốt nóng bằng điện trở Bản chất vật lý: Các phần tử mang điện chuyển động dưới tác động của điện trường (dòng điện) sẽ va chạm với các phần tử vật chất gây sinh nhiệt. Mức độ cản trở sự chuyển động của dòng điện đặc trưng bởi ρθ = ρ 20 [1 + α (θ − 20 )] Rθ = R20 [1 + α (θ − 20 )] Công suất phát nóng và nhiệt năng U 2 U 2 .S P = I 2 .R = = Q = I 2 .R.t R ρ .l với ρθ – điện trở suất của vật chất tại nhiệt độ θ, S – tiết diện dẫn điện hiệu dụng (m2) và l – chiều dài hiệu dụng (m) Bài giảng 1 6
Các phần tử điện trở đốt Đặc điểm: điện trở suất lớn, hệ số nhiệt điện trở nhỏ, và tuổi thọ cao. Phân loại (theo nhiệt độ): Nhiệt độ thấp: trao đổi nhiệt bằng đối lưu Nhiệt độ trung bình: trao đổi nhiệt bằng đối lưu và bức xạ Nhiệt độ cao: trao đổi nhiệt bằng bức xạ Bài giảng 1 7 Lò điện trở Lò nung: gián tiếp và trực tiếp. Có thể phân loại theo nhiệt độ hay chế độ làm việc. Theo nhiệt độ: nhiệt độ thấp, trung bình, và cao Theo chế độ làm việc: liên tục và theo chu kỳ Lò nấu chảy: có dạng nồi và dạng buồng (thể tích lớn hơn). Hiệu suất năng lượng: 50 – 55 % Dạng buồng có chi phí năng lượng thấp hơn dạng nồi Bài giảng 1 8
Trang bị điện lò điện trở Công suất từ 1 kW đến vài MW. Từ 20 kW trở lên phải dùng nguồn 3 pha, 220/380 V. PF = 1. Đôi khi phải dùng máy biến áp lò. Trang bị điện động lực: MBA lò (khi cần thiết), BATN, các thiết bị đóng-ngắt nguồn, nguồn cho các cơ cấu truyền động và các khí cụ điện bảo vệ khác: contactor, khởi động từ, aptomat, ... Trang bị điện điều khiển: các thiết bị điều chỉnh và đo lường nhiệt độ. Nhiệt độ lò được điều chỉnh bằng cách thay đổi công suất. Có thể điều chỉnh công suất bằng các phương pháp: Điều chỉnh thô: đổi nối song song/nối tiếp các phần tử đốt, đổi nối Y/∆ Điều chỉnh tinh (nhuyễn): BATN, điều chỉnh xung dòng điện qua p/tử đốt Điều chỉnh dòng điện: đóng ngắt nguồn theo chu kỳ, điều chỉnh dòng qua thyristor Bài giảng 1 9 Ví dụ Ví dụ 2.1: Xem giáo trình, chú ý công thức tính chiều dài trung bình vòng dây phải là l0 = π 2 Dtb + f 2 = 19,087d = 26,34 mm 2 l 46,13 N= = = 1751 vòng l0 26,34 × 10 −3 L = Nf + d = 1751 × 3d + d = 7,25 m Ví dụ 2.2, 2.3 và 2.4: Xem giáo trình Bài giảng 1 10