Tài liệu độc » Tài liệu kỹ thuật

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LÒ ĐIỆN TRỞ - 24 trang


Chương 1
TỔNG QUAN VỀ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LÒ ĐIỆN TRỞ.

1.1    . GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ ĐIỆN:
1.1.1.    Định nghĩa:
         Lò điện là một thiết bị biến đổi điện năng thành nhiệt năng, được sử dụng rộng rãi trong các quá trình công nghệ khác nhau và nấu luyện các vật liệu, các kim loại và hợp kim khác nhau...
-Lò điện được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kỹ thuật.
+Sản xuất thép chất lượng cao.
+Sản xuất các hợp kim phe-rô.
+Nhiệt luyện và hoá nhiệt luyện.
+Nung các vật phẩm trước khi cán, rèn đập, kéo sợi.
+Sản xuất đúc các kim loại bột.
-Trong các lĩnh vực công nghiệp khác.
           +Trong công nghiệp nhẹ và công nghiệp thực phẩm, lò điện được dùng để sấy, mạ vật phẩm và chuẩn bị vật phẩm.
           +Trong các lĩnh vực khác, lò điện được dùng để sản xuất các vật phẩm thuỷ tinh, gốm sứ, các loại vật liệu chịu lửa...
            Lò điện không những có mặt trong các ngành công nghiệp mà ngày càng được phổ biến trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của con người một cách phong phú và đa dạng: Bếp điện, nồi cơm điện, bình đun nước điện, thiết bị nung rắn, sấy điện...

1.1.2.    Ưu điểm của lò điện và các lò sử dụng nhiên liệu:
          Lò điện so với những lò sử dụng nhiên liệu có những ưu điểm sau:
-Có khả năng tạo được nhiệt độ cao.
-Đảm bảo tốc độ nung lớn và năng xuất cao.
-Đảm bảo nung đều và chính xác đo dễ điều chỉnh chế độ điện và nhiệt độ.
-Kín.
-Có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá quá trình chất dỡ nguyên liệu và vận chuyển  vật phẩm.
-Đảm bảo điều kiện lao động hợp vệ sinh, điều kiện thao tác tốt, thiết bị gọn nhẹ.
1.2.    GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ ĐIỆN TRỞ.
1.2.1. Nguyên lý làm việc của lò điện trở.
         Lò điện trở làm việc dựa trên cơ sở khi có một dòng điện chạy qua một dây dẫn hoặc vật dẫn thì ở đó sẽ toả ra theo một lượng nhiệt theo định luật Jun-Lenxơ:
Q=I2RT
Q- Lượng nhiệt tính bằng Jun(J)
I- Dòng điện tính bằng Ampe(A)
R-Điện trở tính bằng Ôm.
T-thời gian tính bằng giây(S).
Từ công thức trên ta thấy điện trở R có thể đóng vai trò:
         -Vật nung: Trường hợp này gọi là nung trực tiếp.
        -Dây nung: Khi dây nung được nung nóng nó sẽ truyền nhiệt cho vật nung bằng bức xạ, đối lưu, dẫn nhiệt hoặc phức hợp. Trường hợp này gọi là nung gián tiếp.
     Trường hợp thứ nhất ít gặp vì nó chỉ dùng để nung những vật có hình dạng đơn giản(tiết diện chữ nhật, vuông và tròn).
     Trường hợp thứ hai thường gặp nhiều trong thực tế công nghiệp. Cho nên nói đến lò điện trở không thể không đề cập đến vật liệu làm dây nung, bộ phận làm phát nhiệt của lò.
1.2.2. Những vật liệu làm dây nung:
a.    Yêu cầu của vật liệu làm dây nung:
Trong lò điện trở, dây đốt là phần tử chính biến đổi điện năng thành nhiệt năng thông qua hiệu ứng Joule. Dây đốt cần phải làm từ các vật liệu thoả mãn các yêu cầu sau:
- Chịu được nhiệt độ cao,
- Độ bền cơ khí lớn ,
- Có điện trở suất lớn(vì điện trở suất nhỏ sẽ dẫn đến dây dài khó bố trí trong lò hoặc tiết diện dây nhỏ, không bền),
- Hệ số nhiệt điện trở nhỏ (vì điện trở sẽ ít thay đổi theo nhiệt độ, đảm bảo công suất lò),
- Chậm hoá già (tức là dây đốt ít bị biến đổi theo thời gian, do đó đảm bảo tuổi thọ của lò).
Vật liệu làm dây đốt có thể là :
- Hợp kim: Cr-Ni, Cr-Al….với lò có nhiệt độ làm việc dưới 12000C;
- Hợp chất: SiC, MoSi2…với lò có nhiệt độ làm việc 12000C16000C;
- Đơn chất: Mo, W, C(graphit)…với lò có nhiệt độ làm việc cao hơn 16000C.

Bảng 1.1: Một vài thông số cơ bản của vật liệu làm dây đốt lò điện trở
Vật liệu
    Thành phần hoá học (%)
(còn lại là Fe và các chất khác)    Nhiệt độ làm việc max(oC)    Hệ số nhiệt điện trở
(.10-3/độ)    Điện trở suất 10-6m    
    Cr    Ni    Al    SiC     SiO2                
Cr-Ni
Cr-Ni
Cr-Al
Cr-Al
SiC

Graph
Mo
Ti
W    20-23
15-18
12-15
23-27    75-78
55-61    

3-5
4-6    



94.4    



3.6    1100
1000
850
1200
1500

2800
2000
2500
2800    0.035
0.1





5.1
4.0
4.3    1,15
1,10
1.26
1.25
(1000-2000)
8-13
0,052
0.15
0.05    

b.    Dây nung kim loại:
          Để đảm bảo yêu cầu của dây nung, trong hầu hết các lò điện trở công nghiệp, dây nung kim loại đều được chế tạo bằng các hợp kim Crôm-Nhôm và Crôm-Niken là các hợp kim có điện trở lớn. Còn các kim loại nguyên chất được dùng để chế tạo dây nung rất hiếm vì các kim loại nguyên chất thường có những tính chất không lợi cho việc chế tạo dây nung như:
+ Điện trở suất nhỏ.
+Hệ số nhiệt điện trở lớn.
+Bị ôxy hoá mạnh trong  môi trường khí quyển bình thường.
Dây nung kim loại thường được chế tạo ở dạng tròn và dạng băng
c.    Dây nung phi kim loại:
      Dây nung phi kim loại dùng phổ biến nhất là SiC, grafit và than.
1.2.3.    Tính toán dây đốt.
Xuất phát từ năng suất lò ta tính ra công suất lò tiêu thụ từ lưới điện. Năng suất lò:
    A=                              (1-1)
Trong đó : M - Khối lượng vật gia nhiệt (kg);
                   t – thời gian gia nhiệt(s)
    Nhiệt lượng hữu ích cần cấp cho vật gia nhiệt:
            Qhi=M.c(t20-t10), [J]                      (1-2)
Trong đó :   c-Nhiệt dung riêng trung bình của vật gia nhiệt trong khoảng nhiệt độ (t20-t10) , [J/kg.độ];
            t10, t20-Nhiệt độ lúc đầu và gia nhiệt của vật gia nhiệt [0C].
Công suất hữu ích của lò:
Phi=, [W]                   (1-3)
Công suất lò:
            Plò=, [W]                           (1-4)
Trong đó:  - hiệu suất của lò. Thông thường lò điện trở có hiệu suất =0,70,8.
Công suất đặt của thiết bị :
            P=k.Plò, [W]                           (1-5)
Trong đó :    k - Hệ số dự trữ, tính đến tình trạng điện áp lưới bị tụt thấp, do dây hoá già mà điện trở tăng lên.
            k = 1,2  1,3 đối với lò làm việc liên tục,
            k = 1,4  1,5 đối với lò làm việc theo chu kỳ.
Từ công suất  P, có thể tính gần đúng mật độ công suất dây đốt một pha. Đó là khả năng cấp nhiệt của dây đốt trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích bề mặt dây.
            Wdđ= , []                       (1-6)
Trong đó :              m – số pha.
                 Fdđ - Diện tích bề mặt(diện tích xung quanh) của dây đốt một pha [m2]. Từ công suất lò, có thể tính được kích thước dây đốt cần trang bị cho lò. Với lò có số pha đối xứng, công suất một pha sẽ là:
            Pph  = , [W]                           (1-7)
Trên quan hệ toả nhiệt, công suất dây đốt cấp nhiệt qua diện tích xung quanh Fdd nên:
            Pph=Wdd.Fdd=WddLC   
Suy ra:        
            L=                               (1-8)
Trong đó :      L – Chiều dài dây đốt [m];
                   C – chu vi tiết diện dây đốt [m].
Trên quan hệ giữa các thông số điện thì:
            Pph=
Suy ra        L=                               (1-9)     
Trong đó :     S – Diện tích tiết diện dây đốt, [m2].
Cân bằng (1-8)và (1-9), có:        
            CS=                           (1-10)
Vế trái (1-10) là các thông số về kích thước dây đốt. Thừa số đầu vế phải là các thông số về diện. Thừa số sau của vế phải nói lên quan hệ nhiệt của dây.
Dây đốt dùng trong lò điện trở có thể có tiết diện tròn hay chữ nhật và kích cỡ như bảng 1-2.

Nhiệt độ làm việc
Trong lò (0C)    Kích thước dây đốt (m.m)    
    Dây tròn
(đường kính d)    Dây chữ nhật
(kích thước a*b), a/b = m    
< 300
300 – 600
600 – 800
800 – 1000
1000 – 1100
1100 – 1200    1
2
3 – 4
4 – 5
6 – 7
7 – 8    8*1
10*1
15*1.5
20*2
25*2
25*3    
Với dây tròn:  C=d
            S=d2
Thay vào (1-10) và tìm d, có :
            d= , [m]                       (1-11)
Với dây chữ nhật :
C= 2(a+b)=2b(m+1)
                  S = ab = mb2
Thay vào (2-10) ta có:
        b =  , [m]                       (1-12)
và a = mb; thường m = 515.
Chiều dài dây sẽ tìm tiếp theo(1-9).
Khi bố trí dây trong lò, dây có thể uốn xoắn tròn (hình 1.1.a) đối với dây tròn hoặc uốn dích dắc (hình 1.1.b) đối với dây chữ nhật hay tròn.

 

Tags: tìm hiểu về cấu tạo nồi cơm điện, cấu tạo quang trở, cấu tạo và nguyên lý làm việc của điện trở, nguyên lý làm việc của điện trở, lò nung điện trở

Thuộc loại: Tài liệu kỹ thuật
Loại tài liệu:  Microsoft Word (.doc)
Gửi bởi: Guest Kích cỡ: *******
Mức phí: 20.000 vnd Lần tải: *******
Mã tài liệu: TLD13194 Ngày gửi: 17-01-2013

Hỗ trợ qua Email và Yahoo Chát

Nạp tiền bằng thẻ cào vui lòng click vào đây (Nhấn vào đây)

Email: info@tailieudoc.net  Yahoo:

Tải tài liệu này về máy chỉ với thẻ cào 20.000 VND. Vui lòng nạp thẻ tại đây

Tài liệu khác thuộc Tài liệu kỹ thuật