CÂU HỎI ÔN TẬP VẬT LIỆU NHIỆT LẠNH
Câu 1: Trình bày khái niệm vật liệu chịu lửa? Nêu tính chất cơ bản của VLCL?
Cho biết ứng dụng?
Khái niệm vật liệu chịu lửa (VLCL): Vật liệu chịu lửa là những loại vật liệu
có khả năng chịu được nhiệt độ cao, thường trên 1000°C, mà không bị biến dạng
hoặc mất đi tính chất cơ học. Chúng được sử dụng chủ yếu trong các ngành công
nghiệp liên quan đến nhiệt độ cao như luyện kim, sản xuất xi măng, thủy tinh,
và gốm sứ.
Tính chất cơ bản của VLCL:
1. Chịu nhiệt độ cao: Khả năng duy trì tính chất vật lý và cơ học ở nhiệt độ
cao.
2. Chịu sốc nhiệt: Khả năng chịu đựng sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ mà
không bị nứt vỡ.
3. Tính ổn định hóa học: Khả năng chống lại sự ăn mòn của các chất hóa
học ở nhiệt độ cao.
4. Độ bền cơ học: Khả năng chịu lực nén, kéo và mài mòn ở nhiệt độ cao.
5. Tính dẫn nhiệt: Khả năng truyền nhiệt thấp, giúp giữ nhiệt trong các lò
nung.
Ứng dụng của VLCL:
Luyện kim: Dùng làm lò luyện thép, gang, và các kim loại màu.
Sản xuất xi măng: Làm lớp lót trong các lò quay xi măng.
Ngành thủy tinh và gốm sứ: Dùng trong lò nung sản phẩm.
Ngành hóa chất: Sử dụng trong các lò phản ứng hóa học nhiệt độ cao.
Ngành năng lượng: Sử dụng trong các lò đốt và nhà máy điện.
Câu 2: Các loại kim loại thường sử dụng trong lĩnh vực nhiệt? Ảnh hưởng các
nguyên tố đến cơ tính của thép?
Các loại kim loại thường sử dụng trong lĩnh vực nhiệt:
Thép: Thép cácbon ,Thép hợp kim, thép kết cấu
Gang: Gang xám, Gang cầu, Gang dẻo, Gang hợp kim
Thép kết cấu
Hợp kim màu: Hợp kim nhôm, Hợp kim đồng
Ảnh hưởng các nguyên tố đến cơ tính của thép:
Carbon (C): Tăng độ cứng và độ bền kéo, nhưng giảm độ dẻo.
1
Mangan (Mn): Cải thiện độ cứng và độ bền, chống mài mòn.
Silicon (Si): Tăng độ cứng và độ bền, cải thiện tính chống oxi hóa.
Photpho: Nâng cao tính giòn nguội của thép và có ảnh hưởng tốt đến tính
gia công của thép
Lưu huỳnh: Nâng cao tính giòn nóng của[của thép
Các khí ôxy, nito, hydro: Ảnh hưởng xấu đến cơ tính của thép, làm giảm
độ dẻo, tăng khuynh hướng phá hủy giòn
Câu 3: Vật liệu kim loại chế tạo máy và thiết bị lạnh? Ứng dụng chế tạo? Khả
năng ứng dụng môi chất?
Kim loại Ứng dụng chế tạo Khả năng ứng dụng môi chất
Sắt và
các hợp
kim của
sắt
Máy nén, thiết bị ngưng tụ,
thieret bị bay hơi, đường ống
nối, các dụng cụ và thiết bị
phụ.
Sử dụng được cho tất cả các loại
môi chất lạnh, tuy nhiên cần chú
ý đến một vài tính đặc biệt.
Đồng và
các hợp
kim của
đồng
Thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay
hơi, thiết bị phụ, chi tiết động
cơ, các đệm kín, ổ bạc, van, đế
van, ổ đỡ, ổ trượt, que hàn
Không sử dụng cho môi chất
amoniac trừ đồng thau phốt pho,
chì và hợp kim đồng niken sắt
Nhôm và
hợp kim
của nhôm
Các thiết bị trao đổi nhiệt,
cacste máy nén, chi tiết động
cơ, ổ đỡ đệm kín, cánh tảng
nhiệt
Cẩn thận trong khi sử dụng cho
môi chất freon, chỉ sử dụng sau
khi đã thử nghiệm, hợp kim với
Mg có thành phần 2,5% có nhiều
nhược điểm hơn
Cẩn thận với môi chất amoniac
Ko sử dụng cho nước muối
Crom,
Niken
Dùng để bảo vệ bề mặt hoặc
để tinh luyện và tinh chế, là
thành phần của thép và gang
đúc
Sử dụng cho tất cả các loại môi
chất
Manhe
kẽm
Là thành phần trong các hợp
kim
Dùng để bảo vệ bề mặt
Không sử dụng được cho môi
chất lạnh là freon và amoniac
Thiếc Chì Là thành phần trong các hợp
kim và dùng để bảo vệ bề mặt,
làm đệm kín, là thành phần
của hợp kim atrong các ổ dỡ
Ko sử dụng cho môi chất lạnh
amoniac
Có thể phản ứng với thành phần
clo trong môi chất freon
Câu 4: Vật liệu phi kim loại? Tính chất vật lý và cơ học?
Vật liệu phi kim loại:
Gồm cao su, amiăng (asbest), chất dẻo, thủy tinh và gốm,…
2
Sử dụng làm đệm kín và vật liệu cách điện, cách nhiệt, làm gioăng, sécmăng,
kính quan sát mức dầu trong máy nén, mức ga, … .
Tính chất vật liệu phi kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ:
Thủy tinh và gốm: Ít thay đổi tính chất vật lý và cơ học với nhiệt độ. Độ
giãn nở nhiệt nhỏ.
Chất dẻo: Độ bền kéo, nén, uốn tăng khi nhiệt độ giảm; độ bền dẻo va
đập giảm. Độ dẻo giảm rõ rệt từ -20 đến -30°C, chuyển sang độ cứng và
giòn.
Vật liệu đàn hồi: Có thể trở nên giòn hoặc có thể gia công cơ khí khi
nhiệt độ giảm.
Đặc tính hệ số dãn nở và dẫn nhiệt:
Chất dẻo: Hệ số dãn nở nhiệt lớn hơn kim loại (0.07 đến 0.24 x 10^-3
1/K ở 0-100°C).
Hệ số dẫn nhiệt: Chất dẻo chỉ từ 0.15 đến 0.5 W/mK, thấp hơn nhiều so
với kim loại.
Lưu ý khi kết hợp chất dẻo với kim loại ở nhiệt độ thấp:
Sự khác biệt về co ngót có thể gây ra rò rỉ hoặc phá hủy.
Câu 5: Liệt kê và nêu các tính chất cơ bản của vật liệu cách nhiệt vô cơ?
Các loại vật liệu cách nhiệt vô cơ và tính chất cơ bản:
1. Điatômit và Trêpen:
* Điatômit
oLà một loại đá trầm tích tạo thành từ các phiến hóa thạch của rong
biển điatômit đơn bào
oThành phần chính là các ôxyt silic vô định hình (SiO2 = 70-90%)
oChịu axit nhưng tan trong kiềm
oKhối lượng riêng 350-950 kg/m3, hệ số dẫn nhiệt 0,081-1,16 W/mk,
độ xốp 50-85%
oKhi nung đến 600-700°C sẽ cháy các tạp chất hữu cơ
* Trêpen
oLà đá trầm tích tạo thành từ một phần oxyt sylicôpan và phần
lớn từ các phiến rong biển điatômit.
oThành phần chính là các ôxyt silic vô định hình (SiO2 = 70-
90%)
3
oKhối lượng riêng 600-800kg/m3, hệ số dẫn nhiệt 0,145W/mk
2. Amiăng:
oLà một loại các khoáng có kết cấu sợi, có khả năng tách ra thành
sợi mềm, hồi mỏng
oThành phần hóa học chính: SiO2, MgO, Al2O3, Fe2O3, FeO, CaO,
H2O...
oHệ số dẫn nhiệt 0,09-0,25W/mK, nhiệt độ nóng chảy 1150°C, bền
nhiệt ở 400°C
3. Bông Thủy Tinh:
oBông thủy tinh là vật liệu cách nhiệt bao gồm các sợi thủy tinh xếp
đặt một cách vô trật tự
oNguyên liệu để sản xuất hạt thủy tinh:Các thạch anh, đá vôi, xôđa,
điatômit, sunphát
4. Thủy Tinh Bọt:
oThủy tinh bọt là vật liệu cách nhiệt nhận được bằng cách thiêu kết
hợp hỗn hợp bột thủy tinh với khí lò sinh khí
oNhiệt độ sử dụng giới hạn là : 300°C
oThủy tinh bọt có tính chịu băng giá và tính chịu nhiệt cao..
oHệ số dẫn nhiệt và độ bền cơ học phụ thuộc vào khối lượng riêng.
Câu 6: Một số phương pháp cách nhiệt lạnh? Yêu cầu đối với vật liệu cách nhiệt
lạnh? Các phương pháp cách ẩm? Chiều dày cách nhiệt tối ưu đối với các phòng
lạnh và phòng đông lạnh?
Phương pháp cách nhiệt lạnh:
1. cách nhiệt bằng bọt xốp
2. Cách[nhiệt bằng điền đầy, nhét đầy
3. Phương pháp cách nhiệt lạnh chân không
Yêu cầu đối với vật liệu cách nhiệt lạnh:
Có hệ số dẫn nhiệt nhỏ hoặc nhiệt trở lớn
Độ thấm nước hơi nhỏ
Khối lượng riêng nhỏ
Có độ bền cơ học đủ lớn, độ dẻo dai cao
Không ăn mòn các vật liệu xây dựng tiếp xúc với nó
Không cháy hoặc không dễ cháy
Không bắt mùi hoặc không có mùi lạ
Không phát triển kí sinh trùng, nấm mốc, vi trùng
Tuổi thọ bền lâu, không bị lão hóa, thối, mục, vv...
Rẻ tiền, dễ kiếm, dễ gia công, vận chuyển, lắp ráp, không cần chế độ bảo
dưỡng đặc biệt, vv...
4
Phương pháp cách ẩm:
Sử dụng lớp cách ẩm[
Tăng hệ số trở kháng khuếch tán ẩm của vật liệu
Sử dụng lớp vữa trát phía trong buồng lạnh có độ khuếch[tán ẩm lớn
Chiều dày cách nhiệt tối ưu:
Nhiệt độ buồn lạnh Độ dày cách nhiệt với nhiệt độ bên ngoài
10℃20℃
+10
+5
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
0cm
8cm
12cm
16cm
18cm
20cm
22cm
24cm
26cm
12cm
16cm
18cm
20cm
22cm
24cm
26cm
28cm
30cm
Câu 7: Vật liệu hút ẩm? Nhiệm vụ? Yêu cầu?
Vật liệu hút ẩm là các chất, hợp chất có khả năng hấp thụ hơi nước trong không
khí, giúp duy trì độ ẩm ở mức thấp.
Nhiệm vụ:
Hút ẩm và giữ lại các axit, các chất lạ có hại sinh ra trong quá trình vận hành
máy lạnh, "sấy khô" môi chất lạnh ,loại trừ[các hạt ẩm trong hệ thống lạnh có
thể gây ra cho dầu bôi trơn và chi tiết máy và thiết bị
Chống tắc ẩm trong hệ thống[lạnh freon.
Yêu cầu
Có khả năng hút ẩm cao
5