Giáo trình Vật liệu điện lạnh (Nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí Trung cấp).

B� XÂY D�NG SỞ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỈNH HÀ NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM GIÁO TRÌNH MÔN HỌC VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH NGHỀ KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP NGHỀ Ban hàn[.]

SỞ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỈNH HÀ NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP NGHỀ Ban hành kèm theo Quyết định số: 234 /QĐ – CĐN ngày tháng năm 2020 Trường Cao Đẳng Nghề Hà Nam Hà Nam, năm 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo nhằm phục vụ cho giáo viên sinh viên Trường Cao Đẳng Nghề Hà Nam Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm Dựa theo giáo trình này, giảng dạy cho trình độ ngành/nghề khác nhà trường LỜI GIỚI THIỆU Khoa điện Trường Cao đẳng nghề Hà Nam tham gia biên soạn giáo trình đào tạo phục vụ cho giảng viên, giáo viên giảng dạy học tập, thực tập học sinh, sinh viên nghề Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Trong tài liệu mơn học Vật liệu điện lạnh đóng vai trị quan trọng việc đào tạo hình thành kỹ cho học viên, sinh viên theo học nghề Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Khi biên soạn, nhóm biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao Nội dung giáo trình biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 30 gồm có: Chương 1: Vật liệu kỹ thuật điện Chương 2: Vật liệu kỹ thuật lạnh Trong trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học cơng nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiên thức cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tơi có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy, cô giáo, bạn đọc để tác giả hiệu chỉnh hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà Nam, ngày tháng năm 2020 Tham gia biên soạn Trần Nhữ Mạnh MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Mã môn học: MH 11 Mục tiêu môn học: Nội dung môn học: MỞ ĐẦU Mã chương: MH 11 Tầm quan trọng kiến thức vật liệu điện lạnh chuyên ngành kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Các tài liệu phục vụ cho việc học tập môn học Đối tượng, nội dung phương pháp nghiên cứu môn học CHƯƠNG 1: VẬT LIỆU KỸ THUẬT ĐIỆN Mã chương: MH 11 - 01 Vật liệu cách điện (chất điện môi) 1.1 Khái niệm đặc tính chất cách điện 1.2 Chất cách điện thể khí 1.3 Chất cách điện thể lỏng 10 1.4 Chất cách điện hữu 11 1.5 Sơn êmay cách điện 12 1.6 Vật liệu cách điện dạng xơ 13 1.7 Vật liệu cách điện dạng dẻo 14 1.8 Vật liệu cách điện từ Mica 15 1.9 Sứ cách điện 16 Vật liệu dẫn điện 17 2.1 Khái niệm đặc điểm vật liệu dẫn điện 17 2.2 Đồng 18 2.3 Nhôm 19 2.4 Một số kim loại dẫn điện khác 20 2.5 Các hợp kim có điện trở suất cao 21 2.6 Dây dẫn làm dây quấn máy điện (dây điện từ) 22 2.7 Vật liệu bán dẫn 24 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU KỸ THUẬT LẠNH 27 Mã chương: MH 11-02 27 Vật liệu kỹ thuật lạnh 27 1.1 Vật liệu kim loại 27 1.2 Vật liệu phi kim 30 1.3 Vật liệu cách nhiệt 33 1.4 Dầu bôi trơn 35 Vật liệu cách ẩm, hút ẩm 38 2.1 Vật liệu cách ẩm 38 2.2 Vật liệu hút ẩm 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Vật Liệu điện lạnh Mã mơn học: MH 11 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Mơn học bố trí sau học xong môn học chung vẽ kỹ thuật, vẽ điện, sở nhiệt lạnh điều hịa khơng khí - Tính chất: Là mơn học sở - Ý nghĩa vai trị mơn học: Cùng với phát triển điện năng, Vật liệu điện ngày phát triển đa dạng phong phú, có tác dụng tích cực việc nâng cao suất, an toàn hiệu sử dụng điện Môn học Vật liệu điện nhằm trạng bị cho học viên kiến thức : Vật liệu cách điện, vật liệu dẫn điện, vật liệu dẫn từ Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: + Trình bày kiến thức vật liệu kỹ thuật điện vật liệu kỹ thuật nhiệt lạnh + Xác định ứng dụng vật liệu sử dụng kỹ thuật điện kỹ thuật lạnh - Về kỹ năng: + Nghiêm túc tìm hiểu đặc tính vật liệu để sử dụng mục đích - Năng lực tự chủ trách nhiệm + Rèn luyện tư duy, tăng cường kỷ luật ý thức lao động Nội dung môn học: MỞ ĐẦU Mã chương: MH 11 Giới thiệu: Vật liệu điện lạnh mơn học bắt buộc bố trí sau học xong môn học chung Mục tiêu: - Biết kiến thức vật liệu kỹ thuật điện vật liệu kỹ thuật nhiệt lạnh - Lựa chọn vật liệu để lắp đặt sửa chữa hệ thống điện lạnh - Nghiêm túc tìm hiểu đặc tính vật liệu để sử dụng mục đích Nội dung chính: Tầm quan trọng kiến thức vật liệu điện lạnh chuyên ngành kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí + Kỹ thuật điện lạnh ngành khoa học nghiên cứu, thiết kế, chế tạo ứng dụng hệ thống điện, hệ thống lạnh điều hịa khơng khí + Tuổi thọ, độ tin cậy, giá vận hành, hiệu kinh tế thiết bị phụ thuộc nhiều vào vật liệu chế tạo vật liệu phụ Bởi việc sử dụng loại vật liệu chế tạo, vật liệu thay thế, vật liệu phụ quan trọng + Giáo trình vật liệu điện lạnh nhằm trang bị cho học sinh - sinh viên kiến thức cở loại vật liệu dùng ngành Các tài liệu phục vụ cho việc học tập mơn học - Giáo trình Vật liệu điện lạnh, Khoa Điện tử - Điện lạnh, Trường CĐN KTCN - Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ Kỹ thuật Lạnh sở NXB giáo dục Hà Nội, 1996 - Nguyễn Đức Lợi, Vũ Diễm Hƣơng, Nguyễn Khắc Xuân, Vật liệu kỹ thuật nhiệt kỹ thuật lạnh, NXB Giáo dục 2000 - Đinh Văn Kha, Vật liệu bôi trơn, NXB KHKT, 2011 - Nguyễn Đức Lợi, Vật liệu k thuật nhiệt lạnh, NXB Bách khoa, 2012 - Nguồn tài liệu từ internet… Đối tượng, nội dung phương pháp nghiên cứu mơn học - Chương trình dùng giảng dạy cho nghề Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí trình độ Cao đẳng Trung cấp CHƯƠNG 1: VẬT LIỆU KỸ THUẬT ĐIỆN Mã chương: MH 11 - 01 Giới thiệu: Vật liệu cách điện chất điện mơi chất dùng để thực cách điện cho phần dẫn điện chi tiết thiết bị điện Chƣơng giới thiệu vật liệu cách điện, vật liệ dẫn điện… Mục tiêu: - Cung cấp cho học sinh, sinh viên kiến thức cơ, lý, hoá tính tác dụng vật liệu cách điện; - Cung cấp cho học sinh, sinh viên kiến thức cơ, lý, hố tính tác dụng vật liệu dẫn điện đồng thời giúp học sinh nắm đƣợc phạm vi ứng dụng vật liệu dẫn điện Nội dung chính: Vật liệu cách điện (chất điện mơi) 1.1 Khái niệm đặc tính chất cách điện 1.1.1 Khái niệm - Vật liệu cách điện chất điện mơi chất dùng để thực cách điện cho phần dẫn điện chi tiết thiết bị điện - So với vật liệu dẫn điện vật liệu cách điện có điện trở lớn nhiều - Đặc tính chất điện mơi khả tạo nên điện trường lớn tích luỹ đƣợc lượng điện 1.1.2 Phân loại chất điện môi - Theo trạng thái vật thể chất điện mơi gồm: chất khí, lỏng rắn - Theo chất hóa học,chất điện môi đƣợc chia ra: chất vô hữu - Theo khả chịu nhiệt chất điện môi đƣợc phân thành cấp: Y, A, E, B, F, H, C 1.1.3.Tính chất chung vật liệu cách điện * Tính hút ẩm + Hút ẩm: Là khả hút ẩm từ mơi trƣờng xung quanh - Tác hại:tăng dịng điện rị, tổn hao điện mơi giảm điện áp phóng điện - Biện pháp khắc phục: thực sơn phủ bề mặt điện mơi + Tính thẩm thấu: khả cho nước xuyên qua vật liệu - Lượng ẩm m thời gian  qua mặt phẳng S (cm2) lớp vật liệu cách điện có chiều dày h (cm), tác dụng hiệu số áp suất nước P1 P2 (mmHg) hai phía bề mặt vật liệu đƣợc tính theo cơng thức sau: Trong đó:  độ thấm ẩm vật liệu + Tác hại: tương tự nhƣ tính hút ẩm + Tính dính ước: Khả hình thành màng ẩm bề mặt vật liệu bề mặt vật liệu đặt mơi trường có độ ẩm cao - Tác hại: tăng dòng điện rò giảm đáng kể điện áp phóng điện - Biện pháp khắc phục: thực sơn phủ bề mặt điện mơi * Tính học - Độ bền kéo, nén uốn điện môi khác nhiều Độ bền phụ thuộc nhiều vào tiết diện mẫu vật liệu Ví dụ: sợi thuỷ tinh đường kính giảm độ bền học tăng, đƣờng kính giảm tới 0,01 mm đạt đƣợc giới hạn bền nhƣ dây đồng Độ bền học giảm nhiệt độ tăng - Tính giịn: khả bề mặt vật liệu chống lại tải học động - Độ cứng: biểu thị khả bề mặt vật liệu chống lại biến dạng gây nên lực nén truyền từ vật liệu có kích thước bé - Ngoài chất lỏng nửa lỏng nhƣ: dầu, sơn, hỗn hợp chất tráng, tẩm độ nhớt đặc tính quan trọng * Tính chất hố học khả chịu phóng xạ điện môi - Khi làm việc lâu dài, khơng bị phân huỷ để giải sản phẩm phụ khơng bị ăn mịn kim loại tiếp xúc với nó, khơng phản ứng với chất khác nhƣ nƣớc axít - Khi sản xuất chi tiết dùng hố chất khác nhƣ: Chất kết dính, chất hồ tan, điện mơi khác * Hiện tượng đánh thủng điện môi độ bền cách điện - Khi cường độ điện trƣờng cao giới hạn độ bền cách điện chất điện mơi, xảy đánh thủng điện mơi Đánh thủng q trình phá hoại chất điện mơi, điện mơi tính chất cách điện chỗ bị đánh thủng - Trị số điện áp lúc xảy đánh thủng điện môi gọi điện áp đánh thủng (Uđt) trị số cƣờng độ điện trƣờng tƣơng ứng gọi độ bền cách điện chất điện môi (Eđm) - Độ bền cách điện chất điện môi xác định theo công thức: Eđt = U dt / d [kV/mm] Trong đó: d: chiều dày chất điện mơi chỗ đánh thủng, mm * Độ bền điện - Đặc trƣng giá trị điện áp lớn đặt vào bề mặt vật liệu mà vật liệu đảm bảo tính cách điện - Các yếu tố ảnh hƣởng tới độ bền điện chủ yếu nhiệt điện Ngồi cịn phụ thuộc vào khoảng cách áp suất Nếu áp suất giảm độ bền điện lớn, áp suất tăng độ bền điện nhỏ * Tính chịu nhiệt - Đánh giá khả chịu nóng vật liệu cách điện chi tiết chịu nhiệt không bị hƣ hại thời gian ngắn nhƣ lâu dài dƣới tác dụng nhiệt độ cao thay đổi đột ngột nhiệt độ đƣợc gọi độ bền chịu nóng - Đối với điện mơi vơ cơ: Độ bền chịu nóng đƣợc xác định nhiệt độ mà điện mơi bắt đầu có thay đổi tính chất điện - Đối với điện mơi hữu cơ: Độ bền chịu nóng xác định nhiệt độ mà bắt đầu có biến đổi mặt học 1.2 Chất cách điện thể khí * Khơng khí + Khơng khí phổ biến khắp nơi, thường tham gia vào thiết bị điện giữ vai trò vật liệu cách điện hổ trợ thêm cho vật liệu cách điện rắn, lỏng Tuy nhiên việc tồn bọt khí vật liệu cách điện rắn, khoang rỗng cuộn dây máy điện thiết bị điện tẩm không kỹ làm xấu chất lượng cách điện * Nitơ + Đôi dung thay khơng khí để lấp đầy tụ điện khí, nhƣ trường hợp khác, có đặc tính cách điện gần giống với khơng khí, lại khơng có chứa 02 chất gây tác dụng oxy hóa vật liệu tiếp xúc với * Elaga (SF6) + Elaga nặng khơng khí lần, nhiệt độ sơi – 640C, nhiệt độ bình thƣờng nén tới 20at khơng hóa lỏng Elaga khơng độc, chịu tác dụng hóa học, khơng bị phân hủy bị đốt nóng tới 8000 C, sử dụng tụ điện, cáp, máy cắt,…một cách có kết * Hydrơ + Đó chất khí nhẹ, có đặc tính thuận lợi để dùng làm mơi trường làm mát thay cho khơng khí Sự làm mát máy điện cải thiện nhiều ta sử dụng hyđrơ Dùng hyđrơ thay cho khơng khí giảm nhiều tổn thất công suất ma sát roto với chất khí quạt gió gây ra, tổn hao gần tỷ lệ với tỷ trọng chất khí + Do khơng có tác dụng ơxy hóa ơxy khơng khí nên dùng hyđrơ làm chậm hóa già chất cách điện hữu dây quấn máy điện loại trừ khả hỏa hoạn trường hợp bị ngắn mạch bên máy điện Sau điều kiện làm việc chổi điện cải thiện môi trƣờng hyđrơ Do làm nguội hyđrơ cho phép tăng công suất ... điểm công nghệ chế tạo sản phẩm chất dẻo (chủ yếu đƣợc ép nóng) + Chất độn thường dạng bột, dạng xơ, dạng (bột gỗ, xơ bông, xơ vải, xơ amiăng, xơ thuỷ tinh), chúng làm giảm đáng kể giá thành vật... 15 + Sluddinit: - Sản xuất cách nung mica vụn qua xử lý hóa học thu đƣợc chất nhờn kết hợp với bột giấy tạo thành giấy mica Đem giấy ép lại với với chất kết dính tạo sản phẩm goi Sluddinit -