Luận văn Thiết kế bộ điều khiển cho động cơ

N-ớc ta đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất n-ớc. Trong đó công nghiệp là một ngành đ-ợc quan tâm hàng đầu ở n-ớc ta. Nhờ đó trong những năm gần đây ngành công nghiệp córất nhiều thành tựu đáng kể. Các nhà máy xí nghiệp mọc lên nh-nấm, cùng với đó là các khu liên hiệp, khu chế xuất. Sản l-ợng công nghiệp không ngừng đ-ợc tăng lên, chất l-ợng hàng hóa ngày càng đ-ợc nâng cao, sản phẩm đa dạng nhiều chủng loại. Đó là nhờ áp dụng khoa hoc kĩ thuật vào sản xuất. Trong đó ngành điện có vai trò rất quan trọng. Là một n-ớc đang phát triển nên các ngành điện tử tự động có vai trò rất quan trọng trong nền công nghiệp n-ớc ta. Nó có ứng dụng trong tất cả các nhà máy, xí nghiệp đều đ-ợc điều khiển một cách tự động nhờ các thiết bị điện tử, nhờ máy tính. Ngành công nghiệp phát triển không ngừng, dần dần đáp ứng đ-ợc nhu cầu của con ng-ời về vật chất và tinh thần. Song song với sự phát triển không ngừng của công nghiệp thì môi tr-ờng sống của chúng ta ngày càng bị ô nhiễm nặng nề. Trong đó vấn đềvề bụi công nghiệp cũng rất đ-ợc quan tâm. Bụi rất nguy hiểm cho sức khỏe của con ng-ời, đặc biệt là bụi nhà máy than, nhà máy xi măng, nhà máy phân đạm Chính vì vậy mà các nhà máy đều phải có hệ thông lọc bụi, để đảm bảo điều kiện làm việc của công nhân. Trong các hệ thống lọc bụi thì lọc bui tĩnh điện đ-ợc dùng chủ yếu. Trong đó bộ điều khiển cho động cơ rung gõ tr-ờng lọc bụi tĩnh điện là một bộ phận không thể thiếu trong hệ thông lọc bui tĩnh điện. Bộ điều khiển này sử dụng các thiết bị điện tử.

pdf89 trang | Chia sẻ: oanhnt | Lượt xem: 1287 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Thiết kế bộ điều khiển cho động cơ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Luận văn Thiết kế bộ điều khiển cho động cơ đồ án tốt nghiệp L−ơng Văn Học 1 Mục lục Lời mở đầu 3 Phần I: giới thiệu chung 5 Ch−ơng I: Giới thiệu về công nghệ lọc bụi 6 I. Giới thiệu chung 6 II. ứng dụng cụ thể của các thiết bị lọc bụi điện 6 III. −u, nh−ợc điểm chung của thiết bị lọc bụi điện 7 IV. Nguyên lí của việc làm sạch khí bằng điện 8 V. Cấu trúc các bộ phận chính của thiết bị lọc bụi điện 9 VI. Những quá trình chính khi làm sạch khí bằng điện 14 VII. Mức độ thu bụi theo lí thuyết 17 VIII. Các nhân tố ảnh h−ởng trong thiết bị lọc bụi điện thực tế 17 IX. ứng dụng cụ thể của ph−ơng án đối với yêu cầu lọc bụi 21 Ch−ơng II: Rơle thời gian 23 I. Rơle thời gian điện từ 24 II. Rơle thời gian kiểu thủy lực 29 III. Rơle thời gian kiểu đồng hồ 30 IV. Rơle thời gian kiểu động cơ 33 V. Rơle thời gian điện tử 37 VI. Rơle thời gian dùng vi mạch 555 42 VII. Rơle thời gian kiểu mạch số 46 Phần I: thiết kế bộ điều khiển cho động cơ 48 Ch−ơng I: Thiết kế chế tạo mạch 49 I. Các yêu cầu 49 II. Thành lập sơ đồ khối 50 đồ án tốt nghiệp L−ơng Văn Học 2 III. Khối tạo xung chuẩn 50 IV. Khối chia tần 54 V. Khối đếm thời gian một yêu cầu 62 VI. Khối logic điều khiển 74 VII. Khối chỉ thị thời gian 76 VIII. Bộ chuyển mạch 79 Ch−ơng II: Thiết kế mạch 82 I. Sơ đồ nguyên lí toàn mạch 82 II. Các linh kiện 85 III. Kết luận 86 Tài liệu tham khảo 88 đồ án tốt nghiệp L−ơng Văn Học 3 Lời mở đầu N−ớc ta đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất n−ớc. Trong đó công nghiệp là một ngành đ−ợc quan tâm hàng đầu ở n−ớc ta. Nhờ đó trong những năm gần đây ngành công nghiệp có rất nhiều thành tựu đáng kể. Các nhà máy xí nghiệp mọc lên nh− nấm, cùng với đó là các khu liên hiệp, khu chế xuất. Sản l−ợng công nghiệp không ngừng đ−ợc tăng lên, chất l−ợng hàng hóa ngày càng đ−ợc nâng cao, sản phẩm đa dạng nhiều chủng loại. Đó là nhờ áp dụng khoa hoc kĩ thuật vào sản xuất. Trong đó ngành điện có vai trò rất quan trọng. Là một n−ớc đang phát triển nên các ngành điện tử tự động có vai trò rất quan trọng trong nền công nghiệp n−ớc ta. Nó có ứng dụng trong tất cả các nhà máy, xí nghiệp đều đ−ợc điều khiển một cách tự động nhờ các thiết bị điện tử, nhờ máy tính. Ngành công nghiệp phát triển không ngừng, dần dần đáp ứng đ−ợc nhu cầu của con ng−ời về vật chất và tinh thần. Song song với sự phát triển không ngừng của công nghiệp thì môi tr−ờng sống của chúng ta ngày càng bị ô nhiễm nặng nề. Trong đó vấn đề về bụi công nghiệp cũng rất đ−ợc quan tâm. Bụi rất nguy hiểm cho sức khỏe của con ng−ời, đặc biệt là bụi nhà máy than, nhà máy xi măng, nhà máy phân đạm … Chính vì vậy mà các nhà máy đều phải có hệ thông lọc bụi, để đảm bảo điều kiện làm việc của công nhân. Trong các hệ thống lọc bụi thì lọc bui tĩnh điện đ−ợc dùng chủ yếu. Trong đó bộ điều khiển cho động cơ rung gõ tr−ờng lọc bụi tĩnh điện là một bộ phận không thể thiếu trong hệ thông lọc bui tĩnh điện. Bộ điều khiển này sử dụng các thiết bị điện tử. đồ án tốt nghiệp L−ơng Văn Học 4 Đề tài thiết kế gồm có 2 phần: Phần I: Giới thiệu chung Gồm có hai ch−ơng : Ch−ơng I : Giới thiệu về công nghệ lọc bụi Ch−ơng II: Rơle thời gian Phần II: Thiết kế bộ điều khiển cho động cơ Gồm có hai ch−ơng : Ch−ơng I : Sơ đồ và nguyên lí mạch Ch−ơng II: Thiết kế mạch điều khiển Cùng với sự cố gắng của bản thân và đ−ợc nhận sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là sự h−ớng dẫn của thầy giáo Nguyễn Quang Tuyến em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này. Em rất mong nhận đ−ợc sự góp ý, bổ sung của các thầy cô giáo và các bạn để đồ án của em đ−ợc hoàn thiện hơn. Em xin gửi tới thầy giáo Nguyễn Quang Tuyến cùng toàn thể các thầy cô giáo trong bộ môn lời cảm ơn chân thành nhất. Sinh viên L−ơng Văn Học đồ án tốt nghiệp L−ơng Văn Học 5 Phần I Giới thiệu chung đồ án tốt nghiệp L−ơng Văn Học 6 Ch−ơng I Giới thiệu về công nghệ lọc bụi I. Giới thiệu chung Ngành công nghiệp n−ớc ta ngày càng phát triển mạnh. Nó dần đáp ứng đ−ợc nhu cầu ngày càng cao của con ng−ời. Song song với sự phát triển đó thì môi tr−ờng sống của chúng ta ngày càng bị ô nhiễm nặng nề. Một trong những nguyên nhân lớn là do chất thải công nghiệp. Vì thế việc thiết kế hệ thống lọc bụi là rất cần thiết và không thể thiếu khi xây dựng nhà máy, đặc biệt là các nhà máy xi măng, nhà máy phân đạm. Hệ thống lọc bụi sẽ đảm bảo đ−ợc điều kiện làm việc cho công nhân. Nh−ng vấn đề đặt ra đối với các nhà máy là chọn hệ thống lọc bụi nào cho phù hợp với từng nhà máy cụ thể. Các ph−ơng pháp lọc bụi chủ yếu hiện nay gồm có: 1 - Lọc bụi ly tâm. 2 - Lọc bụi ẩm 3 - Lọc bụi tĩnh điện Với sự phát triển v−ợt bậc của ngành điện đặc biệt là tự động hoá xí nghiệp, thì ph−ơng pháp lọc bụi tĩnh điện là ph−ơng pháp rất hiệu quả đối với các nhà máy công nghiệp có l−ợng bụi lớn nh− nhà máy xi măng, nhà máy phân bón v.v… II. ứng dụng cụ thể của các thiết bị lọc bụi điện: Thiết bị lọc bụi kiểm YΓ: (loại nằm ngang đ−ợc sử dụng rộng rãi trong các nhà máy luyện kim: ở các lò mactanh, lò quay, lò nung đôlômit, nồi hơi. Thiết bị lọc bụi điện loại này th−ờng lọc đ−ợc khí khô ở nhiệt độ cao. Và thiết bị loại này th−ờng đ−ợc đặt ở sau hệ thống xiclôn để làm sạch bụi khô trong khí (tr−ớc khi vào thiết bị lọc bụi điện). đồ án tốt nghiệp L−ơng Văn Học 7 Thiết bị lọc bụi điện ẩm kiểu ống trụ một vùng: Thiết bị lọc bụi loại này cho thu hồi bụi tinh vì khi bụi lắng thì không có hiện t−ợng bụi quấn theo khí ra môi tr−ờng ngoài, đồng thời điện trở suất trong lớp bụi giảm. Thiết bị loại này th−ờng đ−ợc đặt ở phía ngoài x−ởng nên cần mái che thiết bị. Thiết bị lọc bụi l−ới điện 2 vùng: Thiết bị loại này có hai vùng điện tr−ờng riêng biệt, trong đó một điện tr−ờng để tích điện cho hạt bụi còn điện tr−ờng khác để lắng bụi. Nhờ đó điện tr−ờng thực hiện tốt hơn vai trò của mình. Thiết bị lọc bụi kiểu này chủ yếu làm sạch không khí có nhiệt độ đến 400C khi hàm l−ợng bụi ban đầu ≤ 10mg/m3. Với thiết bị lọc bụi này khi đ−ợc áp dụng trong công nghiệp thì có thể làm sạch khí có hàm l−ợng bụi ban đầu lớn. III. Ưu, nh−ợc điểm chung của thiết bị lọc bụi điện Ưu điểm: - Hiệu suất thu bụi cao. Hiệu suất thu bụi đạt tới 99%. Chi phí năng l−ợng thấp, chỉ cần 0,3 đến 1,8 MJ cho 1000m3 khí thải. - Có thể thu đ−ợc các hạt bụi với kích th−ớc nhỏ tới 0,1 μm và nồng độ bụi từ vài gam đến 50g/cm3. - Nhiệt độ của khí có thể đạt tới 5000C. - Thiết bị lọc bụi có thể làm việc với áp suất chân không hoặc áp suất cao. - Có thể điều khiển và tự động hoá hoàn toàn. Nh−ợc điểm: - Do các thiết bị có độ nhạy cao nên khi có sự saikhác nhỏ giữa giá trị thực tế của các thông số công nghiệp và các giá trị tiánh toán thiết kế thì hiệu quả thu bụi cũng giảm sút nhiều. - Những sự cố cơ học dù nhỏ cũng ảnh h−ởng tới hiệu quả thu bụi. - Thiết bị lọc bụi điện không đ−ợc ứng dụng để làm sạch khí có chứa các chất dễ nổ, vì trong thiết bị lọc bụi th−ờng xuất hiện các tia lửa điện. đồ án tốt nghiệp L−ơng Văn Học 8 IV. Nguyên lý của việc làm sạch khí bằng điện: Hình 1.1 Hình vẽ bên trình bày cho ta nguyên lý tích bụi và lắng bụi trong thiết bị lọc bụi điện. Khí thải cần lọc bụi đ−ợc thổi qua hệ thống hai điện cực. Điện cực nối đất gọi là điện cực lắng vì bụi đ−ợc lắng chủ yếu ở trên cực này. Điện cực thứ 2 đ−ợc gọi là điện cực quầng sáng. Điện cực này đ−ợc cung cấp dòng điện một chiều có điện thế cao, do điện thế cao nên c−ờng độ điện tr−ờng xung quanh có giá trị lớn và gây ra sự va đập ion mãnh liệt. Biểu hiện bên ngoài của sự ion hoá khi mãnh liệt là nhìn thấy một quầng sáng bao phủ quảnh điện cực này. Sự phóng điện quầng sáng xảy ra sát bề mặt điện cực quầng sáng. Sự phóng điện quầng sáng không lan rộng giữa hai điện cực mà yếu đi và tắt dần theo ph−ơng tới điện cực lắng vì đi từ điện cực quầng sáng tới điện cực lắng thì c−ờng độ điện tr−ờng yếu dần đi (điện tr−ờng giữa hai điện cực là điện tr−ờng không đều). đồ án tốt nghiệp L−ơng Văn Học 9 Các ion khí đ−ợc tạo ra chủ yếu trong vùng quầng sáng. D−ới tác động của lực điện tr−ờng các ion sẽ chuyển động về phía các điện cực trái dấu với chúng. Các ion d−ơng chuyển dịch về phía cực âm (cực quầng sáng là cực âm). Các ion âm chuyển dịch về phía cực d−ơng (cực d−ơng là cực lắng). Sự chuyển dịch dòng các ion về các điện cực tạo ra dòng điện. Dòng điện này đ−ợc gọi là dòng điện quầng sáng. Khi thổi khí thải có chứa bẩn qua không gian giữa hai điện cực thì các ion sẽ bám dính lên bề mặt của các hạt bụi và các hạt bụi trở nên mang điện cực trái dấu với điện tích chúng tính đ−ợc. Khi tới các điện cực các hạt bụi đ−ợc lắng lại trên bề mặt điện cực. L−ợng bụi đ−ợc lắng chủ yếu trên bề mặt các điện cực lắng. Trên bề mặt các điện cực quầng sáng cũng có bụi lắng lại, nh−ng l−ợng bụi này nhỏ, không đáng kể so với l−ợng bụi lắng lại ở điện cực lắng. Theo mức độ tích tụ bụi trên bề mặt điện cực ng−ời ta định kỳ rung lắc điện cực, hoặc xối n−ớc rửa điện cực và thu lấy bụi. V. Cấu trúc các bộ phận chính của thiết bị lọc bụi điện: Phụ thuộc vào các điều kiện bảo quản, thành phần, nhiệt độ, áp suất, độ ẩm của không khí, các tính chất vật lý, hoá học của bụi, yêu cầu mức độ làm sạch v.v… mà cấu tạo thiết bị lọc bụi có các kiểu khác nhau. Nh−ng cấu tạo của chúng đều có những bộ phận cấu trúc cơ bản sau: đồ án tốt nghiệp L−ơng Văn Học 10 Hình 1.2 1. Vỏ thiết bị lọc bụi điện: Th−ờng có dạng hình hộp hoặc hình trụ. Vỏ đ−ợc chế tạo bằng thép lá, bê tông gạch, các tấm chì hoặc các vật liệu khác. Chọn vật liệu phải căn cứ vào nhiệt độ của khí thải và tính ăn mòn hoá học của khí thải. Phía trong vỏ là hệ thống khung của thiết bị. Phía d−ới vỏ là các bunke chứa bụi. Vỏ phải cấu trúc thuận lợi cho việc lắp đặt và sửa chữa thiết bị. Phía ngoài vỏ đ−ợc bọc cách nhiệt. đồ án tốt nghiệp L−ơng Văn Học 11 2. Cơ cấu phân phối đều khí vào thiết bị: Vấn đề phân bố đều khí trên mặt cắt ngang dòng chảy là một yêu cầu quan trọng trong khi thiết kế và vận hành thiết bị lọc bụi điện. Để phân phối khí đồng đều trên toàn bộ tiết diện cắt ngang dòng chảy và ngăn chặn dòng khó lọt qua vùng không có tác dụng thu bụi, ng−ời ta lắp đặt cơ cấu phân phối khí. Cơ cấu phân phối khí đ−ợc đặt tr−ớc vùng thu bụi. Cơ cấu phân phối khí là hệ thống l−ới hoặc tấm có đục lỗ. Tổng tiết diện của các lỗ cho khí đi qua chiếm 35% - 45% tiết diện của tấm. Phía tr−ớc l−ới là các cánh chỉnh h−ớng dòng khí. Để thuận tiện cho việc sửa chữa và vận hành thì mỗi điện tr−ờng sẽ có một bunke chứa bụi. Cờu trúc của bunke đ−ợc chọn theo tính bám dính của bụi. Tính bám dính của bụi thay đổi đáng kể theo thời gian l−u bụi trong bunke. Sau một thời gian làm việc l−ợng bụi bám dính lớn do đó phải định kỳ tháo bụi khỏi bunke. Tuy nhiên khi tháo bunke không tránh đ−ợc việc không khí qua bunke vào thiết bị và làm giảm hiệu suất lọc bụi. Tính l−u động của bụi còn phụ thuộc vào nhiệt độ của bụi. Khi nhiệt độ giảm thì độ ẩm của khí tăng lên và bụi trở nên dính nhớt. Để bụi không dính kết và không đóng tảng, ng−ời ta đã cách nhiệt cho các bunke. Trong một số tr−ờng hợp bunke còn đ−ợc nung nóng ở phía d−ới. Khi bụi bám dính còn có thể bố trí các thanh rung trong bunke. Việc bố trí này còn đ−ợc tiến hành theo chu kỳ. Chú ý rằng: các thanh rung cần đ−ợc đặt tại vùng bụi chuyển động có hiệu quả và máy rung chỉ đ−ợc phép rung khi cửa thải bụi của bunke mở, vì nếu bụi không chuyển động đ−ợc mà máy rung cứ làm việc thì bụi sẽ bị nén chặt. 3. Điện cực lắng Chúng th−ờng có dạng ống trụ tròn có đ−ờng kính 200 ữ 300 mm, chiều dài từ 3 ữ 5 m. Đôi khi sử dụng các ống sáu có tiết diện vuông, sáu cạnh. Các điện cực lắng là các tấm phẳng nhẵn đôi khi chỉ sử dụng trong thiết bị lọc −ớt vì nếu dùng trong các thiết bị khô khi rung cơ học để tác bụi thì khó tránh khỏi bụi quấn theo khí ra ngoài. Do đó ng−ời ta th−ờng gắn thêm vào điện cực lắng các túi chứa hoặc máng chứa bụi. đồ án tốt nghiệp L−ơng Văn Học 12 4. Điện cực quầng sáng Phải có cấu trúc thích hợp để tạo ra sự phóng điện quầng sáng đều và có c−ờng độ lớn. Điện cực quầng sáng phải bền cơ học, phải cứng vững, chịu đ−ợc tác động của cơ cấu rung lắc, phải chống đ−ợc sự ăn mòn và bền ở nhiệt độ cao. Trong thiết bị thu bụi có năng suất cao thì tổng chiều dài các điện cực quầng sáng trong một thiết bị đạt tới vài kilomet, bởi vậy điện cực quầng sáng phải đơn giản về chế tạo và giá thành thấp. Ta có thể phân điện cực quầng sáng thành hai loại chính: - Nhóm 1: Các điện tực quầng sáng không có các điểm định vị phóng điện trên điện cực mà sự phóng điện phân bố đều theo chiều dài điện cực. - Nhóm 2: Các điện cực quầng sáng có các điểm phóng điện cố định phân bố dọc theo chiều dài của điện cực. Các điểm phóng điện là các mũi nhọn, các mấu nhọn phân bố trên về mặt của điện cực. Các điện cực trong nhóm 2 cho phép ta có thể tính toán đ−ợc quầng sáng theo ý muốn tuỳ thuộc sự thay đổi số l−ợng và b−ớc bố trí các điểm phóng điện, nó tuỳ thuộc chiều cao của các mũi kim phóng điện. 5. Thiết bị tạo điện áp cao Hiệu suất của thiết bị lọc bụi phụ thuộc chủ yếu vào điện áp giữa các điện cực phóng điện tích điện âm và các điện cực góp nối đất. Thông th−ờng hiệu suất gần tới giá trị tối −u (giá trị mà ở trong thiết bị lọc bụi kiểu “Riôn” để làm sạch khí công nghiệp có hàm l−ợng bụi ban đầu lớn, khi lọc để đạt đ−ợc hiệu suất cao cần phải xác định sao cho khoảng cách giữa các điện cực khoảng 50 ữ 70 mm và hiệu điện thế đặt vào giữa các điện cực khoảng 60 ữ 80 kV). Khi làm việc điện áp cần đ−ợc giữ ngay d−ới giới hạn phóng điện đánh thủng. Giá trị của điện áp phóng điện đánh thủng phụ thuộc vào các điều kiện vật lý và hoá học của các khí và mật độ bụi. Vì không thể đo đ−ợc điện áp đánh thủng tức thời, nó chỉ có thể đ−ợc xác định bởi sự đạt tới phóng điện đánh thủng. Bộ điều khiển điện áp cao làm tăng điện áp lọc bụi tới sự phóng điện đánh thủng. Sau khi xảy ra đánh thủng, điện áp bị ngắt trong một thời gian đồ án tốt nghiệp L−ơng Văn Học 13 ngắn và điện áp phụ thuộc vào dãy đánh thủng và vào mật độ đánh thủng đã lựa chọn. Nếu điện áp phóng điện đánh thủng nằm ở trên điện áp có thể đạt đ−ợc thì sự đánh thủng không thể xảy ra. 6. Phân bố điện áp cao Mỗi tr−ờng hợp có riêng chuyển mạch 3/5 điểm. Khoá này có thể thao tác từ bên ngoài rào bảo vệ của buồng điện áp cao. Nó dùng để nối thiết bị phát điện áp cao với tr−ờng nào đó, hoặc để nối tr−ờng điện nào đó với đất. 7. Khoá nối đất Tất cả các phần chịu điện áp cao của lọc bụi tĩnh điện sẽ lập tức đ−ợc nối đất nhờ khoá nối đất, khi có nguy hiểm về nổ. Khi khoá đóng t−ơng ứng hệ thống phóng điện đã đ−ợc nối đất và không có hiệu ứng vầng quang hoặc các hồ quang xảy ra trong lọc bụi. Do đó ngăn ngừa đ−ợc sự nổ của hỗn hợp khí. Nếu thiết bị không làm việc, khoá nối đất nằm ở vị trí đóng và hệ thống phóng điện là nối đất. 8. Thiết bị nối đất Tr−ớc khi đi vào bên trong bộ lọc bụi, tất cả các bộ phận chịu điện áp cao cần phải đ−ợc nối đất bằng tay ở ngay cửa kiểm tra. Điều này là rất quan trọng để bảo vệ ng−ời, chống lại việc đóng vào điện áp cao do sai lầm nào đó. Thiết bị nối đất gồm cáp nối đất, gậy nối đất, các chốt nối đất ở các cửa kiểm tra và các chốt nối đất ở các khung và các điện cực phóng điện. 9. Hệ thống cài đặt cơ khí Các cửa kiểm tra của thiết bị lọc bụi đ−ợc khoá bởi một hệ thống cài đặt cơ khí để chống lại sự mở không đ−ợc phép. Chúng chỉ có thể đ−ợc mở sau khi cắt điện áp cao và các phần chịu điện áp cao đã đ−ợc nối đất. Ng−ợc lại, điện áp cao không thể đóng vào chừng nào vài cửa kiểm tra còn mở và các phần điện áp cao còn đ−ợc nối đất. đồ án tốt nghiệp L−ơng Văn Học 14 VI. Những quá trình chính khi làm sạch khí bằng điện 1. Sự tích điện cho các hạt bụi Trong điện tr−ờng giữa hai điện cực, các hạt bụi đ−ợc tích điện là do việc hấp thụ các ion lên bề mặt hạt bụi. Quá trình tích điện của hạt bụi xảy ra chủ yếu ở bên ngoài vùng quầng sáng. Các hạt bụi vẫn có thể tích điện thêm khi mà các ion vẫn có thể tiếp tục hút bám trên bề mặt thêm lên bề mặt hạt bụi. Số ion hút bám càng nhiều thì điện tích của hạt bụi càng tăng lên, có nghĩa là c−ờng độ điện tr−ờng gây ra do điện tích đ−ợc của hạt bụi tăng lên. C−ờng độ điện tr−ờng này có h−ớng ng−ợc với c−ờng độ điện tr−ờng giữa hai điện cực. Vì vậy tốc độ chuyển động của ion tiếp theo tới hạt bụi sẽ giảm đi, nghĩa là giảm tốc độ tích điện cho các hạt bụi. Khi c−ờng độ điện tr−ờng của điện tích hạt bụi có giá trị bằng c−ờng độ điện tr−ờng ngoài thì tốc độ chuyển động của các ion tới hạt bụi sẽ bằng không có nghĩa là hạt bụi không nhận thêm các ion nữa. Lúc này ta nói hạt bụi đã đạt đ−ợc điện tích tới hạn. Với hạt bụi có kích th−ớc lớn hơn 1μ m thì điện tích tới hạn của nó tỷ lệ với c−ờng độ điện tr−ờng và tỷ lệ với bình th−ơng bán kính của hạt bụi. qth = n.e = 0,19.10.10 -9.r2.E (C) qth : Điện tích tới hạn của hạt bụi n : Số l−ợng điện tích nguyên tố hạt bụi tích đ−ợc r : Bán kính của hạt bụi E : C−ờng độ điện tr−ờng Sự tích điện của hạt bụi xảy ra rất nhanh. Đối với hầu hết bụi công nghiệp, trong những điều kiện bình th−ờng thì chỉ cần sau 1s hạt bụi đã tích đ−ợc l−ợng điện tích hơn 90% điện tích tới hạn 2. Sự chuyển động của các hạt bụi trong điện tr−ờng Trong không gian giữa điện cực lắng và điện cực quầng sáng, một hạt bụi chịu tác động bởi nhiều lực: lực điện tr−ờng, trọng lực của bản thân hạt bụi, lực cản của môi chất, lực của dòng khí quấn hạt bụi theo chiều dòng khí. Trong các lực trên thì lực điện tr−ờng và lực cản của môi chất là quan đồ án tốt nghiệp L−ơng Văn Học 15 trọng nhất. Tổng hợp lực gây ra sự chuyển động của hạt bụi về phía các điện cực mà chủ yếu là chuyển động về phía các điện cực lắng. Đối với những hạt bụi có đ−ờng kính lớn hơn 1 μ m thì tốc độ chuyển động của hạt về phía điện cực lắng tỷ lệ với kích th−ớc hạt bụi và tỷ lệ với bình ph−ơng c−ờng độ điện tr−ờng. μ= − r.E.10 W 211 (m/s) Đối với những hạt bụi có kích th−ớc nhỏ hơn 1 μ m thì tốc độ chuyển động của hạt bụi về phía điện cực lắng không phụ thuộc vào kích th−ớc của hạt bụi mà chỉ phụ thuộc vào c−ờng độ điện tr−ờng. μ= − E.10.17,0 W 11 (m/s) Các ký hiệu trong công thức: E : C−ờng độ điện tr−ờng r : Bán kính của hạt bụi μ : Hệ số nhớt động lực của khí ở điều kiện thực tế 3. Sự lắng bụ trên bề mặt của điện cực lắng 4. Đặc tính Volt – Ampe của quầng sáng Đặc tính Volt – Ampe là một trong những chỉ tiêu cơ bản của thiết bị lọc bụi điện. Khi tăng điện áp đến điện áp nào đó sẽ xuất hiện sự phóng điện quầng sáng. Mức điện áp mà ở giá trị đó bắt đầu có sự xuất hiện phóng điện quầng sáng gọi là điện áp tới hạn. Đặc tính Volt – Ampe của quầng sáng phụ thuộc đáng kể vào khoảng cách giữa các điện cực trái dấu, phụ thuộc vào hình dáng và kích th−ớc của điện cực quầng sáng. Đặc tính Volt – Ampe còn phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, tốc độ và thành phần của khí. Trong thực tế, điện thế cần để xuất hiện t−ợng quầng sáng th−ờng có giá trị lớn. Quầng sáng sẽ xuất hiện khi c−ờng độ điện tr−ờng đạt tới giá trị tới hạn. Ví dụ: ở áp suất khí quyển và nhiệt độ 200C để xuất hiện hiện t−ợng quầng sáng thì c−ờng độ điện tr−ờng tới hạn phải đạt tới 15kV/cm. đồ án tốt nghiệp L−ơng Văn Học 16 Đối với điện cực lắng dạng ống trụ rỗng và điện cực quầng sáng là sợi dây dẫn thì c−ờng độ điện tr−ờng tới hạn đ−ợc tính theo công thức: ) R. 298,0 1(.3,30E 1 th δ++δ= (kV/cm) R1 : Bán kính của điện cực quầng sáng Eth : C−ờng độ điện tr−ờng tới hạn δ : Tỷ số khối l−ợng của khí trong điều kiện làm việc và điều kiện tiêu chuẩn. Đối với hệ thống điện cực lắng dạng ống trụ và điện cự
Tài liệu liên quan