Giáo trình hình thành bộ phân tích khí dùng điện trường hoặc từ trường không đổi hay thay đổi chậm p1 pot

O LặèNG NHIT CHặNG 6 - 134 - Những thành phần này đợc di chuyển qua cột sắc ký thành những vùng riêng lẻ và theo trình tự đợc dẫn đi bằng dòng khí vận chuyển và đến bộ chuyển đổi 2 và vào thiết bị tự ghi 3, đờng cong 4 gồm những đỉnh riêng lẻ, mỗi đỉnh tơng ứng với mỗi chất thành phần nhất định. Nồng độ khối của chúng đợc xác định theo tỷ số diện tích của mỗi khoảng nhọn với diện tích của tất cả sắc phổ. 6.10. Bộ PHÂN TíCH KHí KIểU KHốI PHổ Các bộ phân tích khí tuy có nhiều loại song xét về mặt phân tích các chất có thành phần phức tạp và ứng dụng thuận tiện thì các bộ phân tích khí kiểu khối phổ có một ví trí đặc biệt quan trọng. Nguyên lý làm việc của bộ phân tích loại này là biến phân tử vật chất cần phân tích thành iôn rồi hình thành các chùm iôn chạy qua từ trờng hoặc điện trờng, tùy theo khối lợng mà các iôn sẽ tách riêng ra để tập hợp thành khối phổ đặc trng cho mỗi chất thành phần trong hỗn hợp, nồng độ của chất thành phần thì biểu thị bởi cờng độ của dòng iôn tơng ứng và tùy theo cách chia tách dòng iôn, có thể chia dụng cụ phân tích kiểu khối phổ thành 2 loại lớn : Loại tĩnh - dùng điện trờng hoặc từ trờng không đổi hoặc thay đổi chậm. Loại động - quá trình diễn ra phụ thuộc thời gian khi iôn bay trong không gian của điện trờng cao tần hoặc không gian không có từ trờng và điện trờng. Dụng cụ đợc dùng phổ biến hơn cả là loại tách iôn theo khối lợng trong từ trờng đều đi ngang. Khí phân tích đợc đa vào nguồn iôn hóa 1 gắn ở đầu bình chân không 4. Dới tác dụng của điện cực Catốt 2, các phần tử khí đợc iôn hóa và nhờ có hệ thống tập trung 3 hệ thống này đặt điện áp tăng tốc U, các phần tử iôn hóa hớng vào từ trờng đồng nhất của nam châm điện từ 5 véc tơ cảm ứng từ B của từ trờng này hớng vuông góc với mặt phẳng cắt. 2 A.B.C.D BADC D B A B D A C C ACBD 1 4 3 Giỏo trỡnh hỡnh thnh b phõn tớch khớ dựng in trng hoc t trng khụng i hay thay i chm O LặèNG NHIT CHặNG 6 - 135 - Iôn của các chất thành phần khác nhau có điện tích giống nhau nhng có khối lợng khác nhau (m i ) dới tác dụng của từ trờng chúng đợc phân chia thành những chùm riêng lẻ theo khối lợng và có quỹ đạo với các bán kính khác nhau biểu diễn theo phơng trình : r i = B e um i 2 Bằng cách thay đổi từ cảm B hoặc điện áp tăng tốc U các chùm iôn có khối lợng giống nhau tơng ứng với thành phần đo của hỗn hợp đợc đa vào bộ thu iôn 6, dòng này đợc khuếch đại nhờ bộ khuếch đại 7 rồi đa vào thiết bị tự ghi 8./. 8 1 2 3 4 5 6 7 - 163 - CHặNG 7 TUC BIN HI NặẽC NHIệU TệNG 7-1. Quaù trỗnh laỡm vióỷc cuớa tuọỳc bin nhióửu tỏửng óứ truyóửn õọỹng maùy phaùt õióỷn coù cọng suỏỳt lồùn ngổồỡi ta duỡng tuọỳc bin coù hióỷu quaớ kinh tóỳ cao. Loaỷi tuọỳc bin nhổ vỏỷy õổồỹc chóỳ taỷo nhióửu tỏửng vồùi kióứu xung lổỷc vaỡ phaớn lổỷc. Trong nhổợng tuọỳc bin hồi nổồùc hióỷn õaỷi nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt cuớa tuọỳc bin laỡ 1000 ữ1600 kJ/kg. Do õọỹ bóửn cuớa kim loaỷi hióỷn nay nón khọng thóứ cho pheùp ngổồỡi ta chóỳ taỷo tuọỳc bin mọỹt tỏửng, coù hióỷu quaớ cao, vồùi nhióỷt giaùng lồùn nhổ vỏỷy õổồỹc. Thỏỷt vỏỷy, tọỳc õọỹ ồớ õỏửu ra khoới ọỳng phun trong õióửu kióỷn ỏỳy laỡ 1500 ữ 2000 m/s. Do õoù õóứ tuọỳc bin mọỹ t tỏửng laỡm vióỷc vồùi hióỷu quaớ kinh tóỳ cao, thỗ tọỳc õọỹ voỡng cuớa caùnh quaỷt trón õổồỡng kờnh trung bỗnh vồùi tyớ sọỳ tọỳc õọỹ u/ca = 0,65 phaới laỡ 1000 ữ1100m/s. óứ baớo õaớm õọỹ bóửn cho rọto vaỡ caùnh quaỷt vồùi tọỳc õọỹ voỡng nhổ thóỳ thổỷc tóỳ laỡ khọng thóứ õổồỹc. Ngoaỡi ra sọỳ M trong doỡng hồi trong trổồỡng hồỹp naỡy laỡ 3 ữ 3,5. Vỗ thóỳ tọứn thỏỳt soùng trong doỡng laỡ rỏỳt lồùn. Bồới vỏỷy, tỏỳt caớ caùc tuọỳc bin lồùn cho ngaỡnh nng lổồỹng vaỡ caùc ngaỡnh kinh tóỳ khaùc õóửu õổồỹc chóỳ taỷo nhióửu tỏửng. Hỗnh 7-1 bióứu thở sồ õọử cỏỳu taỷo cuớa tuọỳc bin xung lổỷc nhióửu tỏử ng. Trong nhổợng tuọỳc bin ỏỳy, hồi giaợn nồớ tuỏửn tổỷ trong caùc tỏửng, hồn nổợa nhióỷt giaùng cuớa tỏửng chố laỡ mọỹt phỏửn nhoớ cuớa nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt toaỡn tuọỳc bin. Cho nón tọỳc õọỹ voỡng cuớa caùnh quaỷt trong tuọỳc bin nhióửu tỏửng laỡ 120 ữ250m/s ( õọỳi vồùi phỏửn lồùn caùc tỏửng cao aùp vaỡ trung aùp) vaỡ õaỷt tồùi 350 ữ 450m/s (õọỳi vồùi caùc tỏửng cuọỳi cuớa tuọỳc bin ngổng hồi). Quaù trỗnh giaợn nồớ hồi dióựn ra trong ọỳng phun. Bọỹ phỏỷn cuớa tuọỳc bin bao gọửm baùnh tộnh vaỡ õộa tióỳp theo coù mang caùnh õọỹng (taỷo thaỡnh daợy caùnh õọỹng) Hỗnh. 7.1 Sồ õọử mỷt caùt phỏửn chaớy cuớa tuọỳc bin Xung lổỷc nhióửu tỏửng 1- Truỷc tuọỳc bin 2- Caùnh hổồùng 3- ng phun 4- Caùnh õọỹng 5- Thỏn tuọỳc bin 6,7- Hồi cheỡn - 164 - õổồỹc goỹi laỡ tỏửng tuọỳc bin xung lổỷc. Baùnh tộnh cuớa hai tỏửng kóử nhau taỷo thaỡnh buọửng, bón trong coù baùnh õọỹng. Trong nhióửu tuọỳc bin ngổồỡi ta aùp duỷng phỏn phọỳi hồi bũng ọỳng phun. Tỏửng thổù nhỏỳt laỡm vióỷc vồùi õọỹ phun hồi thay õọứi khi lổu lổồỹng hồi thay õọứi. Tỏửng naỡy õổồỹc goỹi laỡ tỏửng õióửu chốnh vaỡ vồùi nhióỷt giaùng tờnh toaùn beù thỗ õổồỹc chóỳ taỷo dổồùi daỷng tỏửng õồn xung lổỷc, coỡn vồùi nhióỷt giaùng lồùn thỗ õổồỹc chóỳ taỷo dổồùi daỷng tỏửng tọỳc õọỹ keùp. Trong tuọỳc bin nhióửu tỏửng nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt toaỡn phỏửn tổỡ traỷng thaùi hồi ban õỏửu tồùi aùp suỏỳt ồớ ọỳng thoaùt õổồỹc phỏn phọỳi cho caùc tỏửng nọỳ i tióỳp nhau. Vỗ thóỳ, nhióỷt giaùng cuớa tổỡng tỏửng chố laỡ mọỹt phỏửn cuớa toaỡn nhióỷt giaùng chung maỡ thọi. Hồi dỏựn vaỡo tuọỳc bin chaớy qua van stop vaỡ caùc van õióửu chốnh. Doỡng chaớy ỏỳy coù tọứn thỏỳt, nón aùp suỏỳt cuớa hồi P o trổồùc daợy ọỳng phun cuớa tỏửng õióửu chốnh coù thỏỳp hồn aùp suỏỳt trổồùc van stop (~ 4 ữ 6%). Trong daợy ọỳng phun cuớa tỏửng thổù nhỏỳt hồi giaợn nồớ tổỡ aùp suỏỳt P o õóỳn aùp suỏỳt P 1 , vỗ thóỳ tọỳc õọỹ khi doỡng chaớy ra khoới daợy ọỳng phun seợ tng õóỳn C 1 . Phỏửn õọỹng nng chuớ yóỳu C 1 2 /2 cuớa doỡng hồi õi qua daợy caùnh õọỹng cuớa tỏửng õióửu chốnh seợ bióỳn thaỡnh nng lổồỹng quay cuớa rọto tuọỳc bin, vaỡ khi ra khoới daợy caùnh õọỹng tọỳc õọỹ C 1 cuớa doỡng hồi coỡn khọng õaùng kóứ. Cổù nhổ vỏỷy, hồi tióỳp tuỷc giaợn nồớ trong nhổợng tỏửng tióỳp theo, cho õóỳn khi õaỷt õổồỹc aùp suỏỳt P k ồớ ọỳng thoaùt tuọỳc bin. Trong caùc tỏửng cao aùp vaỡ trung aùp cuớa tuọỳc bin xung lổỷc cho pheùp õóứ õọỹ phaớn lổỷc khọng lồùn. Trong caùc tỏửng haỷ aùp õọỹ phaớn lổỷc tng lón. Mọ men quay trón truỷc tng dỏửn tổỡ tỏửng trổồùc õóỳn tỏửng sau do cọỹng caùc mọ men quay maỡ doỡng taỷo nón trong tỏửng. Mọmen tọứng M tổồng ổùng vồùi cọng suỏỳt tọứng P . Vồùi tỏửn sọỳ quay tuọỳc bin truyóửn cho rọto maùy phaùt õióỷn coù cọng suỏỳt : P = 10 -3 M kW. Mọ men ỏm khọng lồùn ồớ õỏửu truỷc phờa trổồùc do chi phờ cọng suỏỳt õóứ truyóửn õọỹng bồm dỏửu õỷt trong caste cuớa palió trổồùc xaùc õởnh. - 165 - Quạ trçnh gin nåí håi trãn gin âäư i-s ca túc bin xung lỉûc nhiãưu táưng âỉåüc biãøu thë trãn hçnh 7.2. Quạ trçnh gäưm cọ nhỉỵng quạ trçnh näúi tiãúp ca cạc táưng riãng l, trong âọ trảng cúi ca táưng trỉåïc l trảng thại âáưu ca táưng sau. Nhỉỵng táưng hả ạp âỉåüc thỉûc hiãûn våïi âäü phn lỉûc låïn åí âỉåìng kênh trung bçnh. Trong khi håi gin nåí v gim ạp sút, thãø têch riãng ca håi tàng lãn. Âãø cho håi âi qua âỉåüc phi tàng dáưn tiãút diãûn ra ca dy äúng phun v cạnh âäüng, ch úu bàòng cạch tàng âỉåìng kênh ca táưng v chiãưu cao cạnh quả t. Våïi säú táưng låïn phi bäú trê cạc táưng áúy trong hai hồûc nhiãưu thán mạy. Trãn Hçnh 7.3 trçnh by så âäư cáúu tảo pháưn chy ca túc bin phn lỉûc nhiãưu táưng. Nãúu trong túc bin phn lỉûc cọ phán phäúi håi bàòng äúng phun, thç táưng thỉï nháút (táưng âiãưu chènh) âỉåüc chãú tảo kiãøu xung lỉûc. Båíi vç táưng âiãưu chènh lm viãûc våïi âäü phun håi khäng ton pháưn nãn âäü phn lỉûc khäng låïn. Sau táưng âiãưu chènh l cạc táưng phn lỉûc. ÅÍ âáy bao giåì cng thỉûc hiãûn phun håi ton pháưn. Cạnh âäüng ca cạc táưng phn lỉûc âỉåüc ghẹp trỉûc tiãúp trãn tang trủc, cn cạnh äúng phun thç ghẹp vo thán túc bin hay l ghẹp vo v ng cạnh. Nãúu ghẹp cạnh äúng phun vo bạnh ténh v làõp cạnh âäüng lãn âéa trong túc bin phn lỉûc, thç s tàng lỉûc dc trủc tạc dủng lãn räto lãn nhiãưu, lm tàng kêch thỉåïc ca túc bin v náng giạ thnh ca túc bin lãn. x = 1 , 0 o t i o h c h i s i NT k i k p p o p 1 p ' p " Hçnh. 7.2 Quạ trçnh bnh trỉåïng håi trong Túc bin xung lỉûc nhiãưu táưng trãn âäư thë i-s . cụ phân tích kiểu khối phổ thành 2 loại lớn : Loại tĩnh - dùng điện trờng hoặc từ trờng không đổi hoặc thay đổi chậm. Loại động - quá trình diễn ra phụ thuộc thời gian khi iôn bay trong không. quan trọng. Nguyên lý làm việc của bộ phân tích loại này là biến phân tử vật chất cần phân tích thành iôn rồi hình thành các chùm iôn chạy qua từ trờng hoặc điện trờng, tùy theo khối lợng mà. gian của điện trờng cao tần hoặc không gian không có từ trờng và điện trờng. Dụng cụ đợc dùng phổ biến hơn cả là loại tách iôn theo khối lợng trong từ trờng đều đi ngang. Khí phân tích đợc