PHẠM VĂN TRÍ - NGUYỄN NGUYÊN AN NGUYỄN OUỐC UY LÒ DIEN TRO QUYEN1 2 NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM VĂN TRÍ - NGUYÊN NGUYÊN AN NGUYÉN QUỐC UY LÒ ĐIỆN TRỞ QUYEN1 NHA XUAT BAN BACH KHOA HA NOI LO DIEN TRO’ QUYEN 1 NHA XUAT BAN BACH KHOA HA NOI S6 1 Dai Cé Viét — Hai Ba Trung — Hà Nội VPGD: Ngõ 17 Ta Quang Bitu — Hai Ba Trung — Ha N6i DT: 024.vn Chịu trách nhiệm xuất bản điện tử: Giám đốc — Tổng biên tập: TS. BÙI ĐỨC HÙNG Biên tập: VŨ THỊ HÀNG Trình bày: VŨ THỊ HÀNG Thiết kế bìa: DƯƠNG HOÀNG ANH Xuất bản phẩm điện tử được đăng tải tại địa chỉ website: nxbbachkhoa.vn Dinh dang: PDF Dung luong: 35 MB Số ĐKXB: 2923-2023/CXBIPH/32-52/BKHN ISBN: 978-604-471-420-2 Sé QDXB: 886/QD-DHBK-BKHN ngay 24/10/2023 Số QĐPH: 944/QDPH-DHBK-BKHN ngay 03/11/2023 LỜI NÓI ĐẦU Lò điện là thiết bị điện-nhiệt biến điện năng thành nhiệt năng dùng trong công nghiệp và trong dân dụng. Trong công nghiệp, lò điện được sử dung dé nung hoặc nấu luyện các vật liệu, các hợp kim khác nhau. Trong công nghiệp nhẹ và thực phẩm, lò điện được dùng để sấy, gia nhiệt trong các dây chuyền sản xuất bánh, kẹo,.
Trong dân dụng, lò điện được sử dụng pho biến, cấu trúc và chức năng của lò điện rất đa dạng: bếp điện, nồi cơm điện, bình đun nước siêu tốc, các máy sưởi điện, máy sấy,. Ở các nước phát triển, lò điện tiêu thụ tới 25% năng lượng điện được sản xuất ra [3]. So với các lò công nghiệp sử dụng nhiên liệu, thì lò điện có nhiều ưu điểm: Có khả năng tạo được nhiệt độ cao và rất cao do nhiệt năng có thế được tập trung trong một thể tích không gian nhỏ; tốc độ gia nhiệt cao; năng suất lò lớn; nung đồng đều nhiệt, nung chính xác; dễ điều chỉnh và khống chế nhiệt độ; lò bảo đảm được độ kín, nên lò có thể làm việc trong môi trường chân không, trong môi trường có khí bảo vệ, kim loại bị cháy hao Ít; có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa; ít bụi, ít khói và ít tiếng ồn. Cuốn sách “Lò điện trở” được biên soạn cho sinh viên ngành Nhiệt, ngành Điện, ngành Vật liệu, ngành Hóa học, ngành Chế biến và bảo quản thực phẩm.
Sách được sử dụng dé tính toán và thiết kế các thiết bị điện- nhiệt, đồng thời cũng được sử dụng cho các cơ sở sản xuất và các Viện nghiên cứu khi tính toán và thiết kế thiết bị điện-nhiệt. Cuốn sách sử dụng những kiến thức của Kỹ thuật điện và Kỹ thuật nhiệt để xây dựng cơ sở lý thuyết và xác lập các công thức cơ bản của khoa học về lò điện. Sách hướng dẫn cụ thể trình tự tính toán, thiết kế một lò điện trở nói chung và một nhánh dây điện trở nói riêng, có nhiều ví dụ minh họa, giúp cho người học và người đọc dễ tiếp thu và có thê tính toán và thiết kế ngay được. Tập thể tác giả tham gia biên soạn: PGS.
Phạm Văn Trí: Chương l, chương 2, chương 3, chương 4. Nguyễn Nguyên An: Chương 8, chương 9. Nguyễn Quốc Uy: Chương 5, chương 6, chương 7. Trong quá trình biên soạn không thể tránh khỏi thiếu sót, chúng tôi rất mong các đồng nghiệp và bạn đọc góp ý đề sách được hoàn thiện hơn.
Mọi góp ý xin gửi về: Ban Biên tập — Nhà xuất bản Bách khoa Hà Nội. Trân trọng cảm ơn! CÁC TÁC GIÁ MỤC LỤC LOLMOL GAY. Lò điện và đặc điểm của lò điện.--ccccccccrrrtrrirrrrrrrirrrrrrie 9 Innvu ae. Đặc điểm của lò điện.
Các phương pháp biến đổi điện năng thành nhiệt năng. Phương pháp điện trỞ. Phương pháp cảm ứng điện từ. Phương pháp hồ quang điện.
Phương pháp nung điện mÔi. Phương pháp plasma. Sơ đồ phân loại lò điện.--- 2-2 x+2E++Ex+ExzExerxerrrrrxee l6 Chương 2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ LĨNH VỰC SỬ DỤNG CỦA LÒ ĐIỆN TRO 2.
Nguyên lý làm việc của lò điện trở. Phân loại lò điện trở và lĩnh vực sử dụng .- --‹--cc+ccc<xs+s 18 2. Phân loại theo phương pháp toả nhiỆt. Phân loại theo nhiệt độ làm việc của buồng HỒ.
Phân loại theo công nghỆ. Phân loại theo chế độ nhiệt. Những công thức cơ bản dùng đề tính các thông số điện 0ì 8o 2901509000011. Thuật ngữ về nhánh dây điện trở.
Ký hiệu các thông số hình học và các thông số điện cua mot nhatih day diGi tO cesses cme 21 2. Thiết lập các công thức tính toán các kích thước cơ bản của dây điện trỞ. - --- -c k1 HH TH HT ng HH kg 22 Chương 3. CÁU TẠO VÀ CÁC CHI TIẾT CỦA LÒ ĐIỆN TRỞ ENe cố.LL nn HH 11111111111 1111111111111 11 11H HH 29 3.
Khối xây đáy lò và tường lò. -- 2-2 5++E2+EEt2EE2EEtEEZEErrkrrrrsree 33 1 6,0. Các chỉ tiết kim loại chịu ¡U01 7. Kim loại chịu nóng và kim loại bền TIỐNĐ.
Phân loại thép hợp kim cao. Chọn hợp kim theo điều kiện chịu TỐNG. Chọn hợp kim theo điều kiện bền nóng. Vật liệu và cấu trúc của dây điện trở (điện trở nung).
Vật liệu để chế tạo dây điện trở (điện trở nung). Cau tạo của điện trở nung và bố trí điện trở trong lò. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG TINH TOAN DEN - NHET CUA DAY DEN TRO 4. Công suất bề mặt riêng của dây điện trở.
Công suất bề mặt riêng của dây điện trở lý tưởng. Công suất bề mặt riêng của dây điện trở thực. Nhiệt độ của dây điện trở và công suất bề mặt riêng l0) ;án001158 VN. Nhiét d6 ctha day Gién tr.
Công suất bề mặt riêng của tường lò có đặt dây điện trở. Xác định thời gian phục vụ cua dây điện trở kim loại. Khái niệm thời gian phục vụ của dây điện trở kim loại. Tính thời gian phục vụ của dây điện trở kim loại.
Suất tiêu hao hợp kim dây điện trở. Khái niệm về suất tiêu hao hợp kim dây điện trở. Tính toán suất tiêu hao hợp kim dây điện trở. TÍNH TOÁN DÂY ĐIỆN TRO LAM VIEC O CHE DO DAN NHIET 5.
Khái niệm chung.---- --- 6 12kg TH TH HH ng rệp 98 5. Vai trò của dây điện trở trong lò điện trở. Những số liệu ban đầu cần biết khi tính dây điện trở 5. Những phương pháp tính dây điện trở.
Tính công suất bề mặt riêng của dây điện trở làm việc ở chế độ. tive Hit dân HHIỆĂ:sesonaBrosnbiditdsDEDGSEDAISGESIESLEIESTDSEESEREIENSIGERSĐĐGA 100 5. Tính công suất bề mặt riêng của dây điện trở đặt tại giữa các phiên phăng băng gôm (đặt đôi xứng). Tính công suất bề mặt riêng của dây điện trở đặt không đối xứng trong các phiên phăng băng gôm.
Tính công suất bề mặt riêng của dây điện trở xoắn lò xo, đặt đông tâm với ông kim loại, giữa độn gôm. Tính công suất bề mặt riêng của dây điện trở xoắn lò xo, đặt kín trong các tâm gÔm. Tính công suất bề mặt riêng dây điện trở của lò ống Vải lỗ THÚP s.csp-gi2S0 S6 00400008033) 00243811G1SĐLDAAE3%66101591351. Trật tự tính toán dây điện trở làm việc ở chế độ dẫn nhiệt.
Các số liệu ban đầu. Tính toán dây điện trở làm việc ở chế độ dẫn nhiệt. LÒ ĐIỆN VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA LÒ ĐIỆN 1. Lò điện Lò điện là thiết bị nhiệt, ở đó điện năng được biến đối thành nhiệt năng.
Nhiệt năng này được sử dụng để nhiệt luyện kim loại, nung nóng, nấu chảy vật liệu. Lò điện được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp: công nghiệp luyện kim; công nghiệp thuỷ tỉnh và gốm sứ; công nghiệp thực phẩm.1: Mot s6 hinh anh vé 16 dién a) Lò điện trở nhiệt luyện; b) Lò điện trở nung gốm, sứ.1: Một số hình ảnh về lò điện (tiếp) e) Lò điện trở nướng bánh; d) Lò điện trở nấu kẽm; e) Lò điện trở đáy di động; 8) Lò điện trở nấu chảy nhôm. Đặc điểm của lò điện - Có khả năng tạo được nhiệt độ cao do nhiệt năng được tập trung trong một thể tích nhỏ (có khả năng nâng entanpy đạt giá trị cao ¡ [kJ/m’]). - Do lò có nhiệt độ cao nên tốc độ nung lớn và năng suất lò cũng lớn.
- Đảm bảo nung đều, nung chính xác, dễ điều chỉnh và khống chế nhiệt độ. 10 - Lồ đảm bảo được độ kín, nên lò có thể làm việc trong môi trường chân không hoặc trong môi trường có khí bảo vệ, vì vậy kim loại bị cháy hao ít. - Có khả năng cơ khí hóa, tự động hóa. - Đảm bảo điều kiện vệ sinh môi trường: ít bụi, ít khói và ít tiếng ồn.
Tuy lò điện có nhiều ưu điểm so với các lò nhiên liệu, nhưng cần lưu ý rằng: Điện năng là dạng năng lượng quý, đắt tiên. Người vận hành lò điện phải có chuyên môn và phải được tập huấn, đào tạo: 12. CÁC PHƯƠNG PHÁP BIẾN ĐỔI ĐIỆN NĂNG THÀNH NHIỆT NĂNG 1. Phương pháp điện trở Phương pháp điện trở dựa trên định luật Joule-Lence: Khi dong điện chạy qua dây dẫn, thì trên dây dẫn sẽ tỏa ra một lượng nhiệt.
Lượng nhiệt này được tính theo công thức: Q=R.1) I od _ SU R - Điện trở của dây dẫn [O ]. I - Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn [A]. + - Thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn [s]. Các lò điện làm việc theo nguyên tắc này, được gọi là lò điện trở.
Lò điện trở lại được phân thành lò điện trở tác dụng trực tiếp và lò điện trở tác dụng gián tiếp. ® Lò điện trở tác dụng trực tiếp (hình 1.2a) Lồ điện trở tác dụng trực tiếp là lò điện trở mà trong lò này, dòng điện chạy trực tiếp qua vật được gia công nhiệt. Vật nung vừa là vật được gia công nhiệt và cũng chính là dây điện trở. Đặc điểm của lò này: Tốc độ nung 11 vật nhanh vì nhiệt tỏa trực tiếp trong vật nung.
Các vật nung phải có tiết diện đông đêu. Nếu tiết diện không đồng đều thì nhiệt độ sẽ không đồng đều, nhiệt độ cao nhất xảy ra tại vị trí có tiết điện bé nhất. @ Lò điện trở tác dụng gián tiếp (hình 1.2b) Lò điện trở tác dụng gián tiếp là lò điện trở mà trong lò này, dòng điện chạy qua dây điện trở và tỏa nhiệt ở dây điện trở. Dây điện trở nóng lên và tỏa nhiệt cho vật nung được đặt gần bằng truyền nhiệt bức xạ hoặc truyền nhiệt đối lưu khi có môi chất thổi qua.
Trong thực tế, người ta thường sử dụng lò điện trở tác dụng gián tiếp.2: Nguyên lý làm việc của lò điện trở a) Nung nồng trực tiếp; b) Nung nóng gián tiếp. 1 - Câu dao điện; 4 - Vật liệu được nung nóng trực Hiếp; 2 - Biến thế điện; 3 - Dây điện trở: 3 - Đầu cấp điện; 6 - Vật liệu được nung nóng gián tiếp.