Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng kỹ thuật nhiệt điện Bài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnBài giảng kỹ thuật nhiệt điệnv
TRNG I HC BCH KHOA H NI BI GING K THUT IN NHIT H NI - 2006 Nguyn ỡnh Thiờn - Nguyn Trung Sn BI GING K THUT IN NHIT Dựng cho sinh viờn ngnh THIT B IN - IN T H NI - 2006 CHNG I NHNG KHI NIM CHUNG V K THUT IN NHIT Đ1 Khỏi nim nh ngha K thut in nhit l k thut bin i in nng thnh nhit da trờn c s cỏc nh lut vt lý Lnh vc s dng K thut in - nhit c ng dng nhiu sn xut v sinh hot Vớ d: nh mỏy xớ nghip thng gp cỏc lũ in tr, thit b sy, thit b nung núng Trong luyn kim gp nhng lũ in lm vic theo cỏc nguyờn lý khỏc Trong sinh hot gp nhng thit b nung núng nc, ni cm in, bỡnh núng lnh, si m, lũ vi súng K thut in nhit s dng nng lng in rt ln, nht l lũ luyn kim Bi vy tớnh toỏn thit k thit b in nhit hp lý s tit kim nng lng in rt ln Đ2 Phõn loi Phõn loi thit b in nhit da vo nguyờn lý bin i in thnh nhit Cú th phõn loi thit b in nhit lm vic theo cỏc phng phỏp sau õy: 1.Thit b in lm vic theo phng phỏp in tr Da nguyờn lý: Q = I2R Trong ú: Q- nhit lng to cú dũng in I chy qua dõy t cú in tr R thi gian , v n v : I(A), R( ), (s) thỡ Q ( J) ú cú mi quan h: 1J = Ws = 0,24cal Bn thõn phng phỏp ny phõn thnh: a Phng phỏp in tr giỏn tip: ú cú dũng in qua in tr s to nhit nng, nhit nng ú dựng nung núng vt b Phng phỏp in tr trc tip: ú dũng in trc tip i qua vt nung, nh cú in tr ca vt m vt c nung núng 2.Thit b nhit lm vic theo nguyờn lý cm ng - Da vo nh lut cm ng: mt vt dn t t trng bin thiờn vt s cm ng dũng in v vt c nung núng Phng phỏp cm ng phõn thnh: a Phng phỏp trc tip b Phng phỏp giỏn tip 4.Thit b in nhit lm vic theo phng phỏp h quang Da theo nguyờn lý: nng lng nhit c to nh h quang sinh gia cỏc in cc Phng phỏp h quang cng c phõn thnh a Phng phỏp h quang trc tip b Phng phỏp h quang giỏn tip 4.Thit b in nhit lm vic theo phng phỏp in mụi Hỡnh trỡnh by nguyờn lý lm vic: vt nung l loi khụng dn in hoc bỏn dn c t gia khụng gian hai mỏ t in T in c ni vi ngun ỏp cú tn s siờu cao hng chc hng trm hoc hng nghỡn MHz, di tỏc dng ca t trng bin thiờn vi tn s siờu cao vt s cú dũng in dch, kt qu vt c nung núng c im ca nung núng bng phng phỏp in mụi l s nung núng lp tc ng u ton b vt nung, nh ú tc nung núng cao Da vo phng phỏp in mụi ch to thit b sy in mụi dựng sy vt liu cỏch in, vt liu compozit, sn phm nụng nghip nh, chố, c phờ ch to lũ vi súng dựng nu nng nhanh, thit b kh trựng y t Nguồn áp siêu cao tần Vật đuợc nung Má tụ điện Hỡnh Phng phỏp in t Nng lng in bin thiờn, nhit s va chm ca dũng in t c gia tc cao trng in vi nhng vt gia cụng ( vt nung núng) Phng phỏp in t c thc hin bung chõn khụng cao, lung in t c trung thnh nhng chựm hp vi nng lng rt cao khong ì 108 KW/cm tc hng 1000 ln ln hn lũ h quang Phng phỏp ny c thc hin thit b sỳng in tr, hn nhng chi tit cc nh, to hp kim c bit tinh khit t nhng cht c bit cng nh Tantan, moliphden 6.Phng phỏp laser : Light Amphificatin by Stimulated Emission of Radium: vit tt l LASER cú ngha l khuych i ỏnh sỏng bng cng bc Laser l phỏt minh ln ca th k 20 Nm 1917 nh bỏc hc Aber Einstein ó nguyờn lý bc x cng bc Theo nguyờn lý bc x ỏnh sỏng, s d phỏt mu b nung núng l nguyờn t cỏc electron t mc nng lng thp nhy sang mc nng lng cao, ri t cao nhy v thp thỡ phỏt bc x Nguyờn lý ú c biu din bng cụng thc Einstein E2 - E1= hv Trong ú: E1,E2: mc nng lng ca cỏc in t h- hng s Planck v- tn s Hiu s E2 E1 cng ln thỡ tn s cng ln, tc bc súng cng nh, ỏnh sỏng t bc súng ln ( mu ) chuyn dn sang bc súng nh ( mu tớm) Bõy gi dựng phng phỏp no ú cng bc cho hng t t nguyờn t u nhy lờn mc nng lng cao v cựng nhy v mc c bn thỡ s phỏt mt th ỏnh sỏng n sc ( cựng nng lng, cựng bc súng) ú l nguyờn lý ca mỏy Laser Chic mỏy Laser u tiờn i vo 1960 k s ngi M tờn l Theodore Maiman cú s nguyờn lý nh hỡnh 1.2 Hỡnh 1.2 1.Thanh hng ngc nhõn to (AL2O3 + 0,05% Neodym ) ng thu tinh, cha khớ xenon 3.C t in B phn ch yu l Hng ngc ( Rubi ) di 30 cm, ng kớnh 1,5 cm, l hng ngc nhõn to gm Al2O3 trn vi 0,05% cht Neodym, quanh nú l ng thu tinh ng khớ xenon Hai u ng c ni vi t in Khi ỏp trờn t tng ti mc no ú thỡ khớ xenon ng thu tinh phỏt sỏng kớch thớch cỏc nguyờn t neodym, lp tc hng ngc phỏt sỏng tia sỏng mu cú sỏng gp hng trm ln sỏng trờn b mt tri Cụng sut t hng t watt ú l tia Laser Laser ó phỏt trin nhanh chúng, gm mt s th loi nh sau: a.Dựng laser khớ: loi ny thụng dng- mụi trng khuych i l cht khớ S kớch thớch da vo phúng in cht khớ Loi Laser He Ne - Ar thng dựng o c khụng cn cụng sut ln, cn trung cao Loi Laser khớ CO2, phm vi bc x hng ngoi cú nng sut cao, dựng nhiu vic, gia cụng vt liu b Laser rn: mụi trng khuych i l cht rn, vớ d nh mỏy Laser ca maiman nờu trờn Loi ny cú cụng sut ln c dựng cụng nghip ct, khoan vt liu rn, gia cụng vt liu Trong y t phu thut, dựng quõn s v v tr c Laser lng: ngoi hai loi trờn cũn dựng loi cú mụi trng phỏt laser l cht lng, phỏt laser cú bc súng thay i to nhiu mu sc c trng dựng trang trớ, nh hng Laser c coi l cụng c k diu ca k thut hin i Phng phỏp laser to c s trung nng lng cao nht cỏc phng phỏp Nú lm vic theo ch xung Nng lng ca xung khụng cao nhng nh ng kớnh xung nh khong ữ m vi nng lng ch khong 30 Jun thi gian ngn khong 0,1 ns cng t vt n nhiu nghỡn núng chy, bay hi c hp kim cng nht, dựng c l, hn chi tit u im ca phng phỏp Laser l lm vic mụi trng khụng khớ, ớt b tỏc ng ca mụi trng so vi phng phỏp in t Tuy nhiờn nhng thit b Laser cụng sut ln hiu sut ch t c ( 0,5 ữ1 )% Vit Nam ó thnh lp trung tõm cụng ngh Laser ( NACENLAS) nm 1984, ó lp rỏp ch to thnh cụng cỏc thit b Laser iu tr y t loi He - Ne cú cụng sut t mW - mW chuyn giao cho cỏc bnh vin, ch to thit b Laser tan si thn ngoi c th, thit b Laser phu thut, thit b Laser diot 1W v nhiu thit b Laser khỏc Phng phỏp plasma Nng lng in bin vo nhit dũng vt cht b ion hoỏ di tỏc dng ca in trng gia in cc ỏp sut ln v tc cao ca dũng plasma Do b ion hoỏ v nộn th tớch khụng ln nờn mt nhit ln, cho phộp to nhit ti hng Phng phỏp ny dựng cỏc thit b hn v ct kim loi, hp kim cng Đ3 u im nhc im ca k thut in nhit u im - Do nng lng trung th tớch nh nờn to c nhit cao - To c quỏ trỡnh nhit luyn chõn khụng hoc mụi trng cú khớ bo v trỏnh c tn hao v nõng cao cht lng - To c tc nung núng cao v nng sut cao - Cú kh nng iu chnh nhit phm vi rng v chớnh xỏc cao - To c kh nng t ng hoỏ cao quỏ trỡnh cụng ngh - Ci thin c iu kin lao ng V cỏc u im khỏc na Nhc im - Dựng nng lng cú giỏ thng cao hn cỏc dng nhiờn liu than, du khớ - Thit b in nhit cú nhiu loi giỏ thnh cao - hnh ũi hi phi cú trỡnh Đ4 Hai thang nhit Trong o nhit , a hai thang o ph bin, hai thang ny da trờn im nhit c bn: - Nhit sụi ca oxy lng l - 182,97 0C - Nhit tan ca nc ỏ - 0,001 0C - Nhit sụi ca nc 100 0C - Nhit sụi ca lu hunh 444,6 0C - Nhit ụng c ca bc 960,8 0C 1065 0C - Nhit ụng c ca vng Thang nhit bỏch phõn: (cũn gi l thang nhit ( 0C)) S dng hai im m nc ỏ thay i pha ca nú l im nc ỏ tan ly l 0C im sụi l 100 0C, chia lm 100 phn, mi phn 0C Ký hiu thang nhit C l: t Thang nhit nhit ng tuyt i: (cũn gi l thang nhit Kenvil hay thang nhit 0K.) Thang nhit ny ly im tam giao ca nc lm im chun v bng 2730,160K im tam giao l im nht ti ú cú s cõn bng nhit ca ba pha ca nc ú l cỏc pha cng- lng- hi Cú quan h gia nhit 0K v nhit C l: T ( 0K ) =[ 273,16 + t ( C) ] 0K im u (im ) ca nhit K l im tuyt i ca nhit K Đ5 Phõn loi thit b in nhit tin cho qun lý thit b in nhit cú th phõn loi theo mt s c tớnh nh sau: Phõn loi theo nhit - Loi nhit thp: t 3000C tr xung - Loi nhit trung bỡnh: t 300ữ 10000C - Loi nhit cao: t 10000C tr lờn Trong luyn kim ngi ta phõn theo cp bc nhit khỏc Phõn loi theo tn s dũng in + Loi dũng mt chiu + Loi dũng xoay chiu - Tn s thp 50Hz - Tn s trung bỡnh 10 KHz - Tn s cao 10 MHz - Tn s siờu cao t 100MHz tr lờn Phõn theo chc nng - Loi thit b dựng k thut sy - Loi thit b dựng luyn kim v CHNG II: CC PHNG TRèNH NHIT TRONG NUNG NểNG Quỏ trỡnh nung núng l quỏ trỡnh ng liờn quan ti s thay i lng nhit vt nung S xột mt s quan h nung núng thụng qua cỏc phng trỡnh nhit sau õy: Đ1 Phng trỡnh cõn bng nhit ca vt nung núng n gin xột trng hp vt nung ng cht ng nhit, coi cỏc thụng s vt lý ngoi nhit u khụng thay i Lỳc ú phng trỡnh cõn bng nhit theo d cú dng: dQ1 = dQ2 + dQ3 (1) Trong ú: dQ1- lng nhit a ti vt sau thi gian d dQ2- lng nhit dựng thay i lng nhit cha vt nung dQ3 - lng nhit b mt xung quanh Cỏc thnh phn trờn c xỏc nh nh sau: dQ1 = Pd Trong ú: P cụng sut a ti vt nung núng dQ2 = mcdt - thi gian m- lng ca vt nung núng c- t nhit ca vt nung núng dt- s thay i nhit ca vt nung vo mụi trng xung quanh dQ3 = KF ( t t0 ) d K- h s truyn nhit F - din tớch ca b mt truyn nhit xung quanh t- nhit nung núng t0- nhit mụi trng xung quanh Thay vo phong trỡnh (1) ta cú: Pd = mcdt + KF ( t t0 ) d (2) Phng trỡnh (2) cũn c gi l phng trỡnh truyn ti cụng sut Chia c hai v cho KF d c mc dt P + t (t + )=0 KF d KF mc = T hng s thi gian KF P dt t0 + = t y nhit n nh ca vt =0 KF d Cú phng trỡnh: dt T + t ty = (3) d Biu thc (3) phng trỡnh cõn bng nhit ca vt nung núng t Đ2 Phng trỡnh nhit nung núng Gii phng trỡnh (3) vi iu kin = cú t = t nhit u, sau thi gian ln cú nhit n nh t = ty nhit n nh cú phng trỡnh nhit nung núng: t = tđ e T T (4) + ty (1 e ) T- hng s thi gian nung núng Biu din ng nhit nung núng trờn th hỡnh t ty T tđ t0 Hỡnh 1- Phng trỡnh nhit nung núng 2- Phng trỡnh nhit lm ngui ng nung núng bt u t nhit u t = V lý thuyt t nhit n nh ty thỡ cn thi gian Thc t thi gian = ( ữ ) T thỡ bt u cú nhit t = ( 0,95 ữ 0,98 ) t y Đ3 Phng trỡnh nhit lm ngui T phng trỡnh nhit nung núng (4) t t = ty , ty = t0 - nhit mụi trng, s cú phng trỡnh nhit lm ngui nh sau: Nh cú phng trỡnh: 10 tP t t X K Za Za XK hỡnh Hỡnh biu din s phõn b nhit t b mt vo sõu vt nung ch nung tụi b mt ch nung b mt Za < XK, vic nung núng ton b dy XK l s dn nhit ca vt nung tụi u im ca nung tụi b mt l cụng sut dựng cho sõu Za nh, nh ú gim c cụng sut mỏy phỏt, thun tin cho ch to Hỡnh cụng sut hu ớch t l vi phn gch chộo tn s thp hn qui nh vic thc hin nung tụi khụng thc hin c vỡ thm sõu ca dũng s rt ln, nng lng nhit khụng m bo nhit nung tụi phng phỏp cm ng thc hin c c nung tụi b mt c nung tụi sõu- õy l u im ca phng phỏp ny, lũ in tr khụng thc hin c nung tụi sõu Chn tn s nung tụi Tn s nung tụi c chn theo s kt hp vi kinh nghim hnh.Tu theo phng thc nung tụi l b mt hay nung tụi sõu m a cỏc giỏ tr c th Trong cỏc thit b nung tụi u cú bng giỏ tr cho tng phng thc õy a nhng giỏ tr mang tớnh vớ d; Tn s chn phi phự hp vi dy nung tụi Za theo: t Za = 5030 àf Vy nờn tng tn s dy nung tụi Za gim v ngc li Vi nung tụi sõu cú th chn theo: 10 4.105 < f < ( Hz) X K2 XK Vi nhng vt n gin dng tr, ng kớnh d (mm) cn nung tụi xuyờn sut c tr thỡ chn: 3.106 f = ( Hz) d vi XK(mm) 84 d (mm) Vi nung tụi b mt tn s xỏc inh theo khong: 4.106 f> ( Hz) XK Vi nhng vt n gin ( mt phng, dng tr) xỏc nh theo 5.10 f= ( Hz) X K2 Vi nhng chi tit phc chn tn s theo 5.106 f= ( Hz) XK Ngoi s dng cỏc thit b nung tụi tỡm c s tay ti liu hng dn Đ Tớnh cụng sut mỏy phỏt cp ngun in ỏp cp cho cun cm ng Cụng sut mỏy phỏt Pn tớnh theo P.S Pn = cos Vi : P - mt cụng sut b mt phớa cun cm ng S- din tớch b mt cun cm ng - hiu sut thng t 0,50 0,87 cos - h s cụng sut, h s cos rt thp t 0,1 0,3 in ỏp :cp cho cun cm ng nung tụi thng chn theo s kt hp vi kinh nghim; a khong chn: U = ( 50 250 ) V Vi nung tụi b mt: U = ( 50 100 ) V Nõng cao h s cụng sut cho cun cm ng Cun cm ng cú h s cụng sut cos thp cos = 0,1 0,3 bi vy bt buc phi nõng cao h s cụng sut Tr s ca t in C dựng nõng cao h s cụng sut c tớnh theo: P C = 2n ( tg1 tg2 ) U Vi Pn cụng sut ca ngun , W U ỏp trờn cun cm ng, V = f - ; f- tn s dũng cm ng tg1 - t h s cụng sut trc nõng cao cos1 tg2 - t h s cụng sut trc nõng cao cos2 C- tr s t in , F 85 Cỏc b t in c u song song vi cun cm ng Đ Cỏc loi lũ luyn kim theo phng phỏp cm ng Hin luyn kim, sn xut st thộp xõy dng, thộp hp kim, ch to mỏy thng dựng lũ cm ng Xột hai loi lũ ph bin: Lũ mỏng ( lũ cú lừi thộp) U Hỡnh Trờn hỡnh - cu to lũ mỏng 1- Lừi thộp 2- Cun cm ng 3- Mỏng 4- Thộp hp kim Nh cú lừi thộp, t thụng lừi ln nh ú dũng cm ng thộp ln, to c nhit cao, tc nung chy cao Loi lũ ny dựng ph bin cho thộp hp kim Lũ ni ( lũ khụng cú lừi thộp) Lũ ni khụng cú lừi thộp, t thụng bin thiờn qua kim loi nh hn lũ mỏng, nhit thp hn nhng ớt chu tỏc ng ca lc in ng, nhit quỏ cao nh ú thộp ớt b ph phm, ớt b chỏy, phự hp luyn kim loi cú giỏ tr U 86 Hỡnh Hỡnh 2- cu to lũ ni 1- V lũ 2- Cun cm ng 3- Thộp hp kim Đ Ngun ỏp cung cp cho cun cm ng Ngun ỏp cho cun cm ng ũi hi phi cú tn s cao hn nhiu tn s dũng in cụng nghip 50 Hz ng thi phi iu chnh c v lm vic n nh cỏc thit b nung tụi v luyn kim im qua mt s ngun ỏp c s dng phng phỏp cm ng nh sau: Mỏy phỏt tn s cao: l mỏy phỏt ng b vi roto cú s ụi cc t p, tn s f ca dũng in phỏt l: np f = ( Hz) 60 n- s vũng quay ca roto Khi tng s ụi cc t p s tng tn s f Nhng s ụi cc t p cng b hn ch kt cu ca mỏy Do ú tn s ca loi mỏy phỏt ny hn ch f 800 Hz loi mỏy phỏt ny trc dựng lũ luyn kim Mỏy phỏt in cm ng Tn s ca mỏy phỏt in cm ng f xỏc nh theo: nZ f= ( Hz) 60 vi n- tc quay ca roto Z - s rng ca roto Khi tng s rng Z ca roto tng tn s f Mỏy phỏt in cm ng lm vic vi tn s f < KHz Cỏc loi mỏy phỏt in quay trờn cú nhc im l hiu sut thp, kớch thc ln, hnh bo hnh khú Ngy vi k thut in t cụng sut phỏt trin ngi ta to ngun ỏp cú hiu sut cao, lm vic n nh, khụng ting n cựng vi nhiu tớnh nng u vit khỏc Sau õy xem xột mch in t cụng sut nh vy B bin i tn s tnh 87 Cuộn cảm ứng CCƯ L BA T2 T4 T6 C T1 T3 T7 T5 FX Biến áp xung BAX T8 Hỡnh Hỡnh 1- s nguyờn lý ca b bin i tn s tnh l mch in t cụng sut, cp in ỏp cho cun cm ng ca lũ luyn kim Cú th trỡnh by nguyờn lý lm vic ca mch hỡnh nh sau: t bin ỏp ngun ba pha BA a ỏp thớch hp vo b chnh lu dựng Tiristor T1, T2, T3 , T4, T5, T6 b trớ nh hỡnh Ngun ỏp t b chnh lu qua lc L a vo b nghch lu, to ỏp v tn s cp cho cun cm ng, ỏp cp cho cun cm ng khong 50 250 V, tu thuc trng hp c th B nghch lu lm vic nh sau: thi im u phỏt xung b phỏt xung FX m tiristor T7, dũng qua T7 vo bin ỏp xung BAX np t C Qua BAX ỏp cp cho cun cm ng CC thi im sau, phỏt xung m T8, dũng qua T8 qua BAX ng thi C phúng in qua T7 qua T8 lm úng T7 Thi im tip theo li tip tc li t u Tn s dũng in cun cm ng CC quyt nh bi tn s phỏt xung ca b FX Tn s dũng cun cm ng dựng mch in t cụng sut hin gii hn khong 30 KHz Vi tn s ú thớch hp cho lũ luyn kim Vi lũ nung tụi chi tit mỏy yờu cu phi cú tn s ti hng trm KHz bi vi mch in t cụng sut khụng ỏp ng c, ngi ta thit k mch in t tn s cao dựng ốn in t Mỏy phỏt dựng ốn in t tn s cao Trong phng phỏp cm ng tu theo tn s dũng in cun cm ng cú th phõn thnh: - Tn s thp l tn s cụng nghip 50 Hz - Tn s trung, khong t 150 10000 Hz - Tn s cao khong t 60 KHz 100 MHz Vi dũng in cú tn s t 150 500 Hz nhn c t nhng mỏy phỏt ng b, cn tn s cao hn na thỡ dựng mỏy phỏt cm ng thi gian ny k thut in t cụng sut phỏt trin cỏc mỏy phỏt ng b tn s cao v mỏy phỏt cm ng c thay th bi nhng b bin i tn s tnh c thc hin bng Tiristor v mỏy bin ỏp, nh ó trỡnh by trờn Dũng in cun cm ng tn s cao t 60 KHz tr lờn ch cú th thc hin c nh mỏy phỏt dựng ốn in t Cỏc mỏy phỏt dựng 88 ốn in t c s dng vi nhiu mc ớch khỏc k thut gia cụng nhit nh nung tụi b mt, nu luyn hp kim BA BAX CL Đ CCƯ V K1 K2 Hỡnh Hỡnh l s mụ t mỏy phỏt dựng ốn in t BA- bin ỏp ngun CL- chnh lu - ốn in t BAX- bin ỏp xung CC- cun cm ng V- vt nung tụi K1, K2- cỏc h s phn hi Cỏc mỏy phỏt dựng ốn in t c cụng nghip ch to vi cụng sut ti 250 KW hoc cao hn ỏp ng yờu cu CHNG VIII PHNG PHP H QUANG Đ1 H quang v nhng c tớnh ca h quang in H quang in ú l hin tng phúng in n nh mụi trng hi tm loi hoc khớ, nú c c trng bi mt cao ca dũng in Bn cht ca h quang H quang ú l s chuyn ng ca dũng in mụi trng b ion hoỏ khụng kốm theo s phõn cc, cng bi vy h quang c to bng dũng mt chiu v dũng xoay chiu Dũng in h quang c c trng bng mt cao ca nng lng nhit truyn cho vt c nung núng nh s tng tc ca cỏc ion trng in v s bc x hng ngoi rt ln ca ct h quang Ct h quang cú nhit rt cao, cú th t t 5000 0C n 12000 0C Bi vy h quang cú th nung chy c nhng kim loi, hp kim cng nht S kớch thớch to h quang bt u tip xỳc cỏc in cc ngn mch Ti ni tip xỳc ca in cc v vt ( chi tit ) s sinh nng lng nhit rt ln lm cho kim loi ti ú bt u cú s núng chy Khi a in cc tỏch chi tit cỏc liờn kt kim loi núng chy b kộo theo, lỳc ú tit din ca chỳng gim xung nhit tng lờn Tip tc 89 kộo in cc thờm na thỡ s xy s bay hi ca kim loi v cỏc phn t khớ Cỏc ion dng chuyn ng v katụt cũn cỏc in t v ion õm chuyn ng v anụt, chớnh thi im ny h quang xut hin Dũng cỏc in tớch c gia tc trng in chỳng c truyn ng nng v bn phỏ vo cỏc in cc chỳng nung núng cỏc in cc Katụt c truyn nng lng nh hn anụt bi vy nhit katụt thp hn anụt Vớ d in cc bng than katụt cú nhit khong 2500 3500 0C, vi in cc kim loi katụt cú nhit 2300 2400 0C Sau ó to c h quang, h quang c n nh l nh s ion hoỏ, phỏt x in t cỏc in cc v cỏc va chm to ng nng ln to phỏt x th cp tng cng cỏc ht mang in, ion, in t Nng lng to quỏ trỡnh ú lm tng nhit v bc x di dng hng ngoi, cc tớm v nhng tia khụng nhỡn thy Đ ng dng v phõn loi h quang ng dng ca h quang Vi s to nhit ln trờn ct h quang, in cc, tớnh cht ny c dựng hn v nu chy kim loi lũ h quang trc tip Vi bc x tia hng ngoi rt ln, dựng tớnh cht ny lũ h quang giỏn tip Vi vic to bc x nhỡn thy, dựng thp sỏng dựng ốn pha, ốn hi ng Vi tớnh cht bc x cc tớm mnh, dựng nh mỏy phỏt phỏt tia cc tớm Song thc t khụng dựng h quang lm mỏy phỏt tia cc tớm vỡ hiu sut thp Phõn loi h quang Phõn loi h quang c thc hin theo mt s cỏch nh sau: a H quang dng h: h quang loi ny din khụng khớ b H quang dng kớn: h quang tn ti lp bo v c H quang mụi trng khớ bo v Phõn loi theo tớnh cht dũng in gm cú: a H quang dũng mt chiu b H quang dũng xoay chiu mt pha c H quang dũng xoay chiu ba pha u im ca h quang dũng mt chiu l n nh, cht lng h quang tt hn dũng xoay chiu Khi hn bng dũng mt chiu thng phõn thnh cc thun v cc ngc 90 Cc thun l a cc õm ca ngun vo que hn Vt hn c ni vi cc dng ca ngun Do anụt to nhit lng ln hn katụt vy cn thit cho núng chy phn kim loi b mt vt hn Cc ngc l a cc õm ca ngun vo vt hn, cc dng ca ngun ni vi que hn Sau õy núi ti mt s ng dng ca phng phỏp h quang luyn kim v hn in Đ Cỏc loi lũ h quang in s dng luyn kim Lũ in h quang trc tip hỡnh h quang c to gia in cc ni vi ỏp ba pha v trc tip vi qung hoc kim loi in cc bng than, t thng ng Do h quang trc tip gia in cc v qung cho nờn to c nhit rt cao u im ca loi lũ in trc tip l to c nhit cao, nng sut cao Nhc im l to x nhiu mũn cỏc in cc gõy nờn, nhit cao lm chỏy kim loi nhiu Hỡnh 1 in cc V lũ H quang Qung Lũ in h quang giỏn tip Lũ ny in cc t nm ngang nh hỡnh , cỏch qung mt khong H quang to gia in cc vi nhit lng ln truyn cho qung ch yu bng bc x Nh ú nhit i vi qung khụng quỏ cao so vi lũ trc tip, nh ú trỏnh c chỏy kim loi v to x ớt 91 Nhc im l in cc t ngang nờn dựng loi in cc kớch thc nh Bi vy cụng sut ca loi lũ ny khụng ln Hỡnh in cc V lũ H quang Qung 3.Lũ in h quang in tr Loi ny cú ba in cc ni vo ngun ba pha c nhỳng ngp vo qung H quang c to thnh lũng qung, ngoi nng lng cũn c to dũng in chy gia cỏc in cc Loi lũ ny cú hiu sut v nng sut cao Cỏc loi lũ in h quang ch yu c dựng lũ nu luyn qung A B C Hỡnh in cc V lũ H quang Qung kim loi 92 Đ Hn in bng h quang ng dng: H quang hn, rt ph bin sn xut, xõy dng, sa chaBi vy u im v thit b khụng phc tp, tit kim nguyờn vt liu so vi cỏc phng phỏp gia cụng khỏc, cú bn c hc cao, giỏ thnh h, nng sut cao Yờu cu i vi ngun hn h quang to c h quang hn in ngun hn cú ý ngha quyt nh, sau õy a mt s yờu cu chớnh i vi ngun hn nh sau: a Yờu cu trc tiờn l ngun hn phi m bo c n nh h quang Mun vy in ỏp khụng ti phi ln to h quang Sau õy l tr s in ỏp to h quang ca ngun mt chiu v xoay chiu: +) Vi ngun mt chiu: ỏp to h quang U0 = ( 30 55 ) V Trong ú cũn ph thuc vo vt liu ca in cc - Vi in cc kim loi: U0 = ( 30 40 ) V - Vi in cc than: U0 = ( 45 55 ) V + )Vi ngun in xoay chiu: ỏp to h quang U0 = ( 50 60 ) V Tr s gii hn trờn ca ỏp to h quang xỏc nh da vo an ton, thng dao ng khong ( 60 70 ) V Khi mỏy bin ỏp hn, vi dũng hn t 2000 A tr lờn ỏp cng khụng vt quỏ 90 V b m bo an ton cho th hn, thit b hn ch lm vic cng nh ngn mch Bi s dũng ngn mch phi tho món: I = n = 1,2 ữ 1,4 I đm - b s dũng ngn mch I dũng ngn mch (A ) Im dũng hn nh mc (A) c Ngun hn phi c cụng sut ln d Ngun hn phi cú kh nng iu chnh in ỏp Khi thc hin hn vi cỏc i tng vt hn cú dy, mng khỏc nhau, cn iu chnh dũng hn, que hn Dũng hn ph thuc ng kớnh que hn theo biu thc kinh nghim sau: Ih = ( 40 60 ) d Ih dũng hn (A); d- ng kớnh que hn ( mm) Vic iu chnh dũng hn thc hin bng iu chnh in ỏp ngun e c tớnh hn (c tớnh vụn ampe ) ca thit b hn phi m bo s n nh ca h quang c tớnh hn ú l ng biu din quan h gia in ỏp trờn u U ca ngun hn v dũng in hn I: U = f ( I) quan h ny cũn gi l c tớnh ngoi 93 m bo n nh ca h quang hn, c tớnh hn phi dc Vớ d cú c tớnh ngoi ca ngun hn nh hỡnh ú l ng c tớnh dc U U = f(I) c U b Iđm a In I I Hỡnh Gi s ti thi im a hỡnh q, chm que hn (in cc ) vo vt hn, s xy ngn mch, dũng ngn mch In xut hin tng ng im a- dũng ln lm ti tip xỳc núng chy a que hn vt hn, s xut hin h quang v in ỏp gia que hn v vt hn tng lờn theo ng U = f( I) ti im b cú h quang n nh V dũng in xỏc nh l nh mc Im Khi cú s thay i ct h quang, quỏ trỡnh hn to lm cú thay i ỏp h quang U ln, song nh c tớnh dc nờn dũng hn vi s thay i I nh m bo h quang trỡ n nh hỡnh In Mt khỏc c tớnh ngoi dc, bi s dũng in = khụng I đm In = 1,2 ữ 1,4 an ton cho th hn ln m bo c qui nh = I đm Khi khụng thc hin c yờu cu = 1,2 ữ 1,4 ngun hn phi chu quỏ ti ln, cht lng hn kộm v khụng an ton cho th hn kim loi chỏy n Ngoi ng c tớnh ngoi dc, cũn cú c tớnh ngoi cng v tng, c dựng hn cú bo v v mụi trng cú khớ bo v, hn t ng Đ iu chnh dũng in hn 94 Vt hn cú dy khỏc nhau, vi dy, mng khỏc dũng in hn cn c iu chnh hp lý Mun vy ngun hn phi trang b c cu iu chnh theo cp hoc iu chnh trn ( vụ cp ) dũng hn Nh ó núi trờn to c c tớnh hn (c tớnh ngoi ) dc, cn cú ri in ỏp Vic to in ỏp ri cú th thc hin ch to ngun ỏp, vớ d vi ngun ỏp l mỏy bin ỏp, thỡ cn ch to tng in ỏp ngn mch hoc bng cỏch mc thờm in khỏng ( cun dõy) ni tip vi ngun Trong mi trng hp phng trỡnh c tớnh hn (c tớnh ngoi ) cú dng: (1) U = U0 I Ztđ U0- in ỏp lỳc khụng ti ca ngun Un - in ỏp ngun cú dũng hn I dũng in hn Zt - tng tr tng ng, bao gm tng tr ngun v tng tr ca cun khỏng ni thờm Hỡnh biu din c tớnh hn iu chnh dũng hn bng cỏch thay i in ỏp ngun khụng ti U01, U02 , U03 tng ng vi in ỏp hn lm vic l U cú dũng iu chnh I1, I2, I3 U U U01 U0 U02 U03 U U I I1 I2 I I1 I3 Hỡnh I2 I3 Hỡnh Hỡnh iu chnh dũng hn bng cỏch thay i tng tr ca cun khỏng ni tip vi ngun Trong tng tr Zt cựng vi mi thay i ca Zt cú ng c tớnh hn khỏc v ng vi in ỏp lm vic U cú dũng in hn I1, I2, I3 Đ Ch lm vic ca ngun hn v h s tip in 95 Thit b hn lm vic ch ngn hn lp li: thi gian lm vic di nht ca mỏy hn l thi gian hn ht mt que hn ký hiu l lv , thi gian ngh ngn nht l thi gian thay que hn v mi h quang kớ hiu l n Vi mỏy hn t ng thi gian lm vic di nht l hn ht mt lụ que hn Mỏy hn lm vic n nh tho iu kin nng lng, lm vic to Q1 bng nng lng to mụi trng xung quanh Q2 mt chu kỡ lm vic, vit c: Q1 = Q2 Vi Q1 = I R lv - nhit lng to thi gian hn lv Q2 = K ( lv + n ) - nhit lng to mụi trng chu kỡ lm vic lv + n ; lv - thi gian lm vic n - thi gian ngh K- h s c trng cho ch to nhit ca ngun hn Coi gn ỳng K = const vit c biu thc sau: I R lv = K ( lv + n ) (1) Chia biu thc (1) cho R ( lv + n ) cú: lv K I2 = = const (2) lv + n R lv = TĐ gi l h s tip in ca ngun hn h quang t : lv + n Thng tớnh vo phn trm: TĐ%= lv 100% (3) lv + n T% l thụng s ghi ti liu hng dn s dng cỏc mỏy hn h quang Quan h gia dũng in hn I v h s tip in T% T biu thc (2) ta suy quan h gia dũng in hn v h s tip in l: I đm TĐ%đm = I TĐ% (4) Trong ú: Im l dũng hn nh mc T% ml h s tip in nh mc ng vi Im I- l dũng in hn khỏc nh mc T% - l h s tip in ng vi dũng hn I Khi mỏy lm vic di hn tc giỏ tr T% = 100% T biu thc (4) mỏy hn lm vic khỏc nh mc vi h s tip in l T% thỡ dũng hn phi chn theo: 96 T Đ%đm (5) T Đ% V ngc li a mỏy hn lm vic vi dũng in I khỏc nh mc thỡ h s tip in T% chn theo : I đ2m T Đ đm T Đ% = (6) I2 I = I đm Đ7 Mt s ngun in hn V hn bng h quang thc t ph bin mt s ngun hn nh sau: Mỏy bin ỏp hn T ng c mỏy phỏt mt chiu Mch in t cụng sut Mỏy bin ỏp hn h quang dựng dũng xoay chiu mt pha v ba pha Vi loi mỏy bin ỏp hn mt pha l thit b hn dũng xoay chiu, n gin, r tin v rt ph bin, thụng dng sn xut yờu cu v cht lng mi hn khụng cao lm Vớ d hỡnh l s mỏy bin ỏp hn mt pha n gin v ph bin U U0 U = f(I) U I Hỡnh Hỡnh Mỏy bin ỏp vi s cp W1, th cp W2 nhiu ln Cun khỏng CK iu chnh C cu iu chnh Que hn H quang Vt hn Cun th cp ca mỏy bin ỏp hn cú nhiu u vi cỏc in ỏp khỏc to nờn iu chnh in ỏp nhiu cp cho ngun hn Ni thờm 97 cun khỏng vi c cu iu chnh iu chnh in khỏng ca nú, cho phộp thay i in ỏp hn, ng thi tng tng tr cú th vit c in ỏp th cp theo biu thc: U = I ZCK + I Z2 Vi : U0 ỏp th cp I dũng hn Zck - tng tr cun khỏng Z2 - tng tr cun th cp To nờn c c tớnh dc cn thit cho ch hn nh hỡnh T ng c mỏy phỏt mt chiu hn h qun mt chiu cho cht lng tt, song hin ớt ph bin mỏy hn h quang mch in t cụng sut phỏt trin Loi mỏy hn dựng mch in t cụng sut l s kt hp gia mỏy bin ỏp v mch in t cụng sut cho phộp cú th hn bng dũng mt chiu v dũng xoay chiu Hin rt ph bin k thut hn h quang, cho cht lng hn tt, nng sut cao, d s dng.Trong hn MiG, MAG, TiG, dựng c khớ, úng tu bin 98 [...]... tr thnh dn nhit Sau khi ó tớnh chn c hỡnh thc thc hin cỏch nhit, cn tớnh dy ti u Tng dy cỏch nhit lm gim tn hao nng lng, nhng li tng chi phớ v kớch thc thit b Nh vy phi tớnh c dy ti u theo bi toỏn kt hp gia mt s i lng tham gia õy a ra mt phng phỏp tớnh cỏch nhit nh sau: Ta lp quan h gia chi phớ liờn quan ti cỏch nhit vi dy cỏch nhit, t ú tỡm c dy ti u cỏch nhit C th nh sau: Tin chi phớ liờn quan... nhaunhit tr li c tớnh khỏc nhau Do ú vi tng trng hp c th phi tớnh riờng S truyn nhit trong thit b in nhit c thc hin theo cỏc phng thc c bn sau: Theo phng thc dn nhit Theo phng thc i lu Theo phng thc bc x V s kt hp gia cỏc phng thc Sau õy s xột c th tng trng hp theo tng phng thc Đ1 Mt s i lng thng s dng trong tớnh toỏn nhit ca dõy t 1 Mt cụng sut, cũn gi l cụng sut riờng b mt ca dõy t: ký hiu W Mt cụng sut