TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH

TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNHTÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNHTÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNHTÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNHTÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNHTÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNHTÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNHTÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNHTÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNHTÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNHTÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNHTÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH

TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH CHƯƠNG 1: VẬT LIỆU KỸ THUẬT ĐIỆN Bài 1: VẬT LIỆU VÁCH ĐIỆN (CHẤT ĐIỆN MƠI) KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC TÍNH CỦA CHẤT CÁCH ĐIỆN 1.1 Khái niệm Phần địên thiết bị có phần dẫn điện phần cách điện Phần dẫn điện tập hợp vật dẫn khép kín mạch dòng điện chạy qua Để đảm bảo mạch làm việc bình thường, vật dẫn cần cách ly với vật dẫn khác mạch, vật dẫn mạch khác vật dẫn khơng gian Ngồi cịn phải cách ly vật dẫn với nhân viên làm việc với mạch điện Như vật dẫn phải bao bọc vật liệu cách điện Vật liệu cách điện gọi điện môi Điện môi vật liệu làm cho dịng điện nơi qui định 1.2 Tính chất cơ, lý, hoá chất cách điện Vật liệu cách điện có ý nghĩa quan trọng kỹ thuật điện vật liệu cách điện có nhiều chủng loại khác loại, đặc tính kỹ thuật cơng nghệ chế tạo có nhiếu vật liệu cách điện khác Trong trình lựa chọn vật liệu cách điện để sử dụng vào mục đích cụ thể, cần phải ý tới tính chất cách điện điều kiện bình thường xem xét tới độ ổn định tính chất tính chất hóa học, lý học, học, độ bền nhiệt, hệ số giản nở nhiệt, khả chống ăn mịn hóa học, thời gian lão hóa vật liệu v.v Vì học tìm hiểu tính chất chung loại vật liệu cách điện để tạo thiết bị chất lượng cao đảm bảo làm việc lâu dài đem lại hiệu kinh tế cao 1.2.1 Tính hút ẩm vật liệu cách điện: Các vật liệu cách điện nói chung mức độ hay nhiều hút ẩm vào bên từ môI trường xung quanh hay thấm ẩm tức cho hơI nước xuyên qua chúng Khi bị thấm ẩm tính chất cách điện vật liệu cách điện bị giảm nhiều Những vật liệu cách điện không cho nước di vào bên đăt mơI trường có độ ẩm cao bề mặt ngưng tụ lớp ẩm làm cho dòng rò bề mặt tăng, gây cố cho thiết bị điện 1.2.2.Tính chất học vật liệu cách điện Các chi tiết vật liệu cách điện thiết bị điện vận hành tác động điện trường phảI chịu tác động phụ tải học định Vì chọn vật liệu cách điện cần phải xem xét tới độ bền vật liệu khả chịu đựng củ chúng mà không bị biến dạng a) Độ bền chịu kéo, chịu nén uốn Các dạng đơn giản phụ tảI tĩnh học: nén, kéo uốn nghiên cứu sở quy luật giáo trình sức bền vật liệu Trị số độ bền chịu kéo (σk), chịu nén (σn), uốn (σn), đo kG/cm2 hệ SI N/m2, (1 N/m2 ≈ 10-5 kG/cm2) Các vật liệu kết cấu khơng đẳng hướng (vật liệu có nhiều lớp, sợi v.v có độ bền học phụ thuộc vào phương tác dụng tải trọng theo hướng khơng gian khác có độ bền khác Đối với vật liệu như: thủy tinh, sứ, chất dẻo v.v độ bền uốn có trị số bé Ví dụ: thủy tinh, thạch anh có độ bền chịu nén σn = 20.000 kG/cm2, kéo đứt chưa đến 500 kG/cm 2, người ta sử dụng vị TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH trí đỡ Ngồi độ bền phụ thuộc diện tích tiết diện ngang nhiệt độ, nhiệt độ tăng độ bền giảm b) Tính giịn: Nhiều vật liệu giịn tức có độ bền tương đối cao phụ tải tĩnh lại dễ bị phá hủy lực tác động bất ngờ đặt vào Để đánh giá khả vật liệu chống lại tác động phụ tảI động người ta xác định ứng suất dai va đập Polietylen có ứng suất dai va dập cao σvđ > 100kG.cm/cm2, với vật liệu gốm micalếch khoảng (2÷ 5) kG.cm/cm2 Việc kiểm tra độ giịn độ dai va đập quan trọng vật liệu cách điện trang bị điện máy bay c)Độ cứng: Độ cứng vật liệu khả bề mặt vật liệu chống lại biến dạng gây nên lực nén truyền từ vật có kích thước nhỏ vào Độ cứng xác định theo nhiều phương pháp khác nhau: Theo thang khoáng vật thang thập phân quy ước độ cứng Nếu ta quy ước hoạt thạch đơn vị thạch cao có độ cứng 1,4; apatit 44, thạch anh 1500; hoàng ngọc (topa) 5500; kim cương 5.000.000 d) Độ nhớt: Đối với vật liệu cách điện thể lỏng nửa lỏng dầu, sơn, hỗn hợp tráng, tẩm, dầu biến áp v.v độ nhớt đặc tính học quan trọng Có ba khái niệm độ nhớt chất lỏng sau: - Độ nhớt động lực học (η) hay gọi hệ số ma sát bên chất lỏng - Độ nhớt động học (v) tỉ số độ nhớt động lực học chất lỏng mật độ nó: η v= (1.1) ρ Trong đó: + ρ mật độ chất lỏng + η độ nhớt động lực học chất lỏng - Độ nhớt tương đối theo Angle: độ nhớt đo tỉ số thời gian chảy từ nhớt kế Angle 200ml chất lỏng (ở nhiệt độ thí nghiệm cho trước) 1.2.3 Độ bền nhiệt Khả vật liệu cách điện chi tiết chịu đựng không bị phá hủy thời gian ngắn lâu dài tác động nhiệt độ cao thay đổi đột ngột nhiệt độ gọi độ bền nhiệt vật liệu cách điện Độ bền nhiệt vật liệu cách điện vô thường xác định theo điểm bắt đầu biến đổi tính chất điện Ví dụ như: tgδ tăng rõ rệt hay điện trở suất giảm Đại lượng độ bền nhiệt đánh giá trị số nhiệt độ (đo 0C) xuất biến đổi tính chất Độ bền nhiệt vật liệu cách điện hữu thường xác định theo điểm bắt đầu biến dạng học kéo uốn Đối với điện mơi khác xác định độ bền nhiệt theo đặc tính điện Nâng cao nhiệt độ làm việc cách điện có ý nghĩa quan trọng Trong nhà máy điện thiết bị điện việc nâng cao nhiệt độ cho phép ta nhận cơng suất cao kích thước khơng đổi, giữ ngun cơng suất giảm kích thước, trọng lượng giá thành thiết bị Theo quy định IEC (hội kỹ thuật điện quốc tế) vật liệu cách điện phân theo cấp chịu nhiệt sau đây: (Bảng 1.1) BẢNG 1.1: PHÂN CẤP VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN THEO ĐỘ BỀN NHIỆT TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH Ký hiệu cấp chịu Nhiệt độ làm việc lớn nhiệt cho phép (0C) Y 90 A 105 E 120 B 130 Ký hiệu cấp chịu nhiệt P H C Nhiệt độ làm việc lớn cho phép (0C) 155 180 >180 * Các vật liệu cách điện tương ứng với cấp chịu nhiệt cho bảng 1.2 BẢNG 1.2: CÁC CẤP CHỊU NHIỆT CỦA VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN Cấp cách Nhiệt độ cho Các vật liệu cách điện chủ yếu điện phép ( C) Y 90 Giấy, vải sợi, lụa, phíp, cao su, gỗ vật liệu tơng tự, không tẩm ngâm vật liệu cách điện lỏng Các loại nhựa như: nhựa polietilen, nhựa polistirol, vinyl clorua, anilin A 105 Giấy, vải sợi, lụa ngâm hay tẩm dầu biến áp Cao su nhân tạo, nhựa polieste, loại sơn cách điện có dầu làm khơ, axetyl, gỗ dán, êmây gốc sơn nhựa dầu E 120 Nhựa tráng polivinylphocman, poliamit, eboxi Giấy ép vải có tẩm nha phenolfocmandehit (gọi chung bakelit giấy) Nhựa melaminfocmandehit có chất độn xenlulo, têctơlit Vải có tẩm poliamit Nhựa poliamit, nhựa phênol - phurol có độn xenlulo, nhựa êboxi B 130 Nhựa polieste, amiăng, mica, thủy tinh có chất độn Sơn cách điện có dầu làm khơ, dùng cá phận khơng tiếp xúc với khơng khí Sơn cách điện alkit, sơn cách điện từ nhựa phênol Các loại sản phẩm mica (micanit, mica màng mỏng) Nhựa phênol-phurol có chất độn khống Nhựa eboxi, sợi thủy tinh, nhựa melamin focmandehit, amiăng, mica, thủy tinh có chất độn F 155 Sợi amiăng, sợi thủy tinh khơng có chất kết dính Bao gồm micanit, êpoxi poliête chịu nhiệt, silíc hữu H 180 Xilicon, sợi thủy tinh, mica có chất kết dính, nhựa silíc hữu có độ bền nhiệt đặc biệt cao C Trên 180 Gồm vật liệu cách điện vơ túy, hồn tồn khơng có thành phần kết dính hay tẩm Chất vật liệu cách điện oxit nhơm florua nhơm Micanit khơng có chất kết dính, thủy tinh, sứ Politetraflotilen, polimonoclortrifloetilen, ximăng amiăng v.v + Sự giản nở nhiệt: Sự giản nở nhiệt vật liệu cách điện vật liệu khác thường quan tâm sử dụng vật liệu cách điện Tên vật liệu BẢNG 1.3: HỆ SỐ GIÃN NỞ DÀI THEO NHIỆT ĐỘ αl.106 (độ-1) Ghi TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH - Thủy tinh - Sứ cao tần - Steatit - Phênolfoocmalđêhit chất dẻo có độn khác - Tấm chất dẻo clorua polivinyl - Polistirol - Polietilen 0,55 4,5 25 ÷ 70 Chất vơ Chất hữu 70 60 ÷ 80 100 Các điện mơi vơ có hệ số giản nở dài theo nhiệt độ bé tiết chế tạo từ vật liệu vơ có kích thước ổn định nhiệt độ thay đổi Ngược lại, vật liệu cách điện hữu hệ số giản nở dài có trị số lớn gấp hàng trăm lần so với vật liệu cách điện vô Khi sử dụng điều kiện nhiệt độ thay đổi cần ý đến tính chất vật liệu để tránh trường hợp xấu xẩy 1.2.4 Tính chất hóa học vật liệu cách điện Chúng ta phải nghiên cứu tính chất hóa học vật liệu cách điện vì: - Độ tin cậy vật liệu cách điện cần phải đảm bảo làm việc lâu dài: nghĩa khơng bị phân hủy để giải sản phẩm phụ khơng ăn mịn kim loại tiếp xúc với nó, khơng phản ứng với chất khác (khí, nước, axit, kiềm, dung dịch muối v.v ) Độ bền tác động vật liệu cách điện khác khác - Khi sản xuất chi tiết gia cơng vật liệu phương pháp hóa cơng khác nhau: dính được, hịa tan dung dịch tạo thành sơn Độ hòa tan vật liệu rắn đánh giá khối lượng vật liệu chuyển sang dung dịch đơn vị thời gian từ đơn vị thời gian tiếp xúc vật liệu với dung mơi Độ hịa tan chất có chất hóa học gắn với dung mơi chứa nhóm ngun tử giống phân tử Các chất lưỡng cực dễ hòa tan chất lỏng lưỡng cực, chất trung tính dễ hịa tan chất trung tính Các chất cao phân tử có cấu trúc mạch thẳng dễ hịa tan so với cấu trúc trung gian Khi tăng nhiệt độ độ hịa tan tăng 1.2.5 Hiện tượng đánh thủng điện mơi Trong điều kiện bình thường, vật liệu cách điện có điện trở lớn nên làm cách ly phần mang điện với Nhưng vật liệu đặt vào mơi trường có điện áp cao mối liên kết bên vật liệu bị phá hủy làm tính cách điện Khi đó, người ta nói vật liệu cách điện bị đánh thủng Giá trị điện áp đánh thủng (Uđt) tính : (1.2) Uđt = Ebđ d Trong đó: - Ebđ: độ bền cách điện vật liệu (kV/mm) - d: độ dày vật liệu cách điện (mm) - Uđt : điện áp đánh thủng (kV) 1.2.6 Độ bền cách điện Giới hạn điện áp cho phép mà vật liệu cách điện làm việc được, gọi độ bền cách điện vật liệu TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH Độ bền cách điện vật liệu phụ thuộc vào chất vật liệu Giá trị độ bền cách điện sô vật liệu cho bảng sau: (bảng 1.4) BẢNG 1.4: ĐỘ BỀN CÁCH ĐIỆN CỦA MỘT SỐ VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN Vật liệu Độ bền cách điện Ebđ [kV/mm] 10 ÷ 25 15 ÷ 20 32,5 10 ÷ 15 50 ÷ 100 ÷ 18 15 ÷ 20 ÷ 12 Khơng khí Giấy tẩm dầu Cao su Nhựa PVC Thuỷ tinh Mica Dầu máy biến áp Sứ Cáctông Giới hạn điện áp an tồn ε 3,6 3÷ 3,12 ÷ 10 5,4 ÷ 2,5 5,5 ÷ 3,5 Như để vật liệu làm việc an tồn mà khơng bị đánh thủng điện áp đặt vào vật phải bé Uđt số lần tùy vào vật liệu khác Tỉ số điện áp đánh thủng điện áp cho phép vật liệu làm việc gọi hệ số an toàn (ε) ε= (1.3) U dt U cp Với: - Uđt: điện áp đánh thủng (kV) - Ucp: điện áp cho phép vật liệu làm việc [kV] - ε: giới hạn an toàn, phụ thuộc vào chất vật liệu 1.2 CHẤT CÁCH ĐIỆN THỂ KHÍ Vật liệu cách điện thể khí trước tiên phải nói tới khơng khí Khơng khí sử dụng rộng rãi để làm cách điện chủ yếu đường dây tải điện không, cách điện thiết bị điện làm việc khơng khí, phối hợp với chất cách điện rắn, lỏng khác Đối với cách điện máy điện, cáp điện, máy biến áp, tụ điện… q trình tẩm khơng cẩn thận có bọt khí bên Những bọt khí làm giảm chất lượng cách điện cách điện làm việc điện áp cao hay điện trường lớn bọt khí phát thành ổ phát sinh vầng quang, phát sinh nhiệt Cùng điều kiện (áp suất, nhiệt độ, độ ẩm, dạng cực, khoảng cách…) chất khí khác có cường độ điện trường khác Nếu lấy khơng khí làm đơn vị tính ta có bảng sau: Các đặc tính Khơng khí Nitơ Cácbonic Hydro tương đối N2 CO2 H2 Tỉ trọng 0,97 1,52 0,07 Nhiệt dẫn suất 1,08 0,64 6,69 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH Tỉ nhiệt 1,05 0,85 14,35 Hệ số toả nhiệt từ vật rắn sang khí 1,03 1,13 1,61 Độ bền điện 1,00 0,9 0,60 Ta thấy từ bảng số liệu chất khí so với khơng khí cường độ cách điện Song đơi nitơ dùng thay cho khơng khí để lấp đầy tụ điện khí hay thiết bị khác, có đặc tính gần giống khơng khí, đồng thời khơng chứa oxi chất gây ơxi hố vật liệu tiếp xúc với Hiện có số chất khí chủ yếu hợp chất halogen (flo, clo…) có khối lượng phân tử tỉ trọng cao, lượng iơn hố lớn, có cách điện lớn hẳn so với khơng khí Trong kỹ thuật điện khí H2 khí nhẹ có đặc tính truyền dẫn nhiệt tốt nên làm mát cho máy thay cho khơng khí máy điện công suất lớn, làm giảm tổn thất ma sát roto với chất khí quạt gió gây Khi dùng H làm chậm hoá già chất cách điện hữu dây quấn loại trừ khả hoả hoạn trường hợp ngắn mạch bên máy điện cải thiện điều kiện làm việc chổi than Làm mát hyđro cho phép tăng công suất hiệu suất làm việc máy điện, người ta chế tạo máy phát nhiệt điện máy bù đồng cơng suất lớn làm mát khí hyđro Nhưng khí hyđro dễ kết hợp với oxy theo tỉ lệ định tạo thành hợp chất dễ nổ Do đó, để tránh xa nguy hiểm khơng khí lọt vào cần phải trì áp suất may cao áp suất khí khơng để hyđro tiếp xúc với khí (khí hyđro làm việc theo chu trình kín) Hiện người ta cịn dùng khí trơ argon, nêon… thuỷ ngân để làm dụng cụ chân khơng bóng đèn Khí trơ có độ bền điện thấp Hê li chất khí có độ bền điện thấp nhất, nhỏ 17 lần đồ bền điện so với khơng khí TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH 1.3 CHẤT CÁCH ĐIỆN THỂ LỎNG (dầu máy biến áp) 1.3.1 Dầu máy biến áp Trong số vật liệu thể lỏng dầu biến áp sử dụng rộng rãi vào kỹ thuật điện Nó có hai chức chính: Một là, dầu lấp đầy lỗ xốp vật liệu cách điện gốc sợi khoảng trống dây dẫn cuộn dây, cuộn dây với vỏ máy biến áp, làm nhiệm vụ cách điện tăng độ bền cách điện lớp cách điện lên nhiều Hai là, dầu có nhiệm vụ làm mát, tăng cường nhiệt tổn hao công suất dây quấn lõi thép máy biến áp sinh Một lĩnh vực khác sử dụng dầu máy biến áp làm cách điện dập tắt hồ quang điện đầu cực máy cắt dầu điện áp cao, dầu biến áp tạo điều kiện làm nguội dòng hồ quang nhanh chóng dập dịng hồ quang Người ta dùng dầu máy biến áp làm cách điện làm mát số điện kháng, biến trở thiết bị khác Đặc tính quan trọng dầu máy biến áp độ bền điện Chỉ cần lượng nhỏ nước lẩn vào làm giảm nhiều Do để làm phải lọc dầu qua máy lọc nén, lọc dầu phương pháp ly tâm… Tốc độ hoá già dầu tăng lên trường hợp sau: Khi có khơng khí lọt vào, tượng hố già dầu gắn liền với tượng ơxi hố dầu ơxi khơng khí Đặc biệt hoá già nhanh tiếp xúc với ozon Khi nhiệt độ làm việc tăng Khi có tiếp xúc dầu với số kim loại (đồng, sắt, chì…) chất khác chất xúc tác tượng hố già Khi có tác dụng ánh sáng Khi có tác dụng cường độn điện trường cao Nếu khơng tách phần tượng hoá già nhanh Để tách người ta dùng số chất hấp phụ, chất khơng hút nước mà cịn hút chất cực tính Hoặc lắp đặt lọc xiphơng nhiệt, lọc làm việc nhờ đối lưu dầu, nhờ ta lọc tạp chất chất hấp phụ TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH 1.3.2 Dầu tụ điện Dầu tụ điện dùng để tẩm tụ điện giấy tụ điện động lực dùng để bù công suất cho hệ thống điện Khi cách điện giấy tụ điện tẩm dầu điện trở cách điện độ bền tăng lên Do đó, làm giảm kích thước, trọng lượng giá thành Do điều chế từ dầu mỏ nên có đặc tính giống dầu máy biến áp 1.3.3 Dầu cáp điện Dầu cáp điện dùng việc sản xuất cáp điện lực để tẩm giấy cách điện cáp làm cho độ bền cách điện tăng lên Dầu cách điện dùng cáp điện áp cao 110, 220kV Dầu cáp điện có nhiều loại khác Để tẩm cáp điện có chứa dầu loại vỏ chì nhơm làm việc điện áp cao 110kV cao hơn, người ta dùng dầu nhớt tẩy giải phóng hết loại khí hồ tan vào dầu Nhờ có thiết bị bổ sung đặc biệt nên thời gian vận hành áp suất dầu cáp phải trì mức độ định (1-3 at), loại trừ khả hình thành bọt khí dầu TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH 1.3.4 Điện môi lỏng tổng hợp Trong thời gian gần người ta điều chế nhiều vật liệu cách điện lỏng tổng hợp có vài tính chất tốt dầu mỏ cách điện Sau đay số vật liệu điển hình: 1.3.4.1 Hyđro bon hoá: nhận từ hydro bon khác cách cho nguyên tử clo thay nguyên tử hyđro số phân tử chúng (hoặc tồn bộ) Sản phẩm clo hố sử dụng rộng rãi nhất, phân tử C 12H10(H5C6-C6H5) gồm có gốc fênyl Những đifênyl clo hố gồm có gốc chung C 12H10-Cln phân tử cực tính 1.3.4.2 Silíc hữu và flo hữu cơ: Những chất lỏng silíc hữu có tổn hao điện môi nhỏ, độ hút ẩm thấp độ bền nhiệt cao Chất lỏng silíc hữu dùng để tẩm làm cách điện tụ điện thiết bị khác làm khoảng nhiệt độ từ âm 600C đến +1000C, hổn hợp polietilxilơxan có cấu trúc mạch thẳng: (C2H5)3-Si-O-((-C2H5)2-Si-O-)n-Si-(C2H5)3 cấu trúc mạch vòng ((C2H5)2-Si-O-)n với trị số n =7 Chất lỏng flo hữu có nhiều loại dùng thực tế, chúng có tổn hao điện môi nhỏ, độ hút ẩm nhỏ không đáng kể độ bền nhiệt cao Một số chất lỏng làm việc nhiệt độ 2000C cao Nó có ưu điểm hồn tồn khơng cháy có độ bền chịu hồ quang cao, đắc tiền 3.1 Khái niệm 3.2 Đặc tính dầu máy biến áp và phạm vi ứng dụng Trong số vật liệu cách điện thể lỏng dầu biến áp ứng dụng nhiều vào kỹ thuật điện Dầu máy biến áp có hai chức chính: - Lấp đầy lổ xốp vật liệu cách điện gốc sợi khoảng trống dây dẫn cuộn dây, cuộn dây vỏ máy biến áp làm nhiệm vụ cách điện tăng độ bền cách điện lớp cách điện lên nhiều - Dầu máy biến áp có nhiệm vụ làm mát, tăng cường nhiệt tổn hao cơng suất dây quấn lỏi thép máy biến áp sinh ra, đồng thời ứng dụng quan trọng khác dầu máy biến áp sử dụng làm cách điện dập tắt hồ quang điện đầu cực máy cắt dầu, điện áp cao, dầu máy biến áp tạo điều kiện làm nguội dòng hồ quang nhanh chóng dập tắt hồ quang Người ta cịn dùng dầu máy biến áp làm cách điện làm mát số kháng điện, biến trở thiết bị điện khác Dầu biến áp có nhứng ưu nhược điểm sau: + Ưu điểm: - Có độ bền cách điện cao, trường hợp dầu chất lượng cao đạt tới 160 kV/cm (trị số hiệu dụng) - Hằng số điện mơi ε = 2,2 ÷ 2,3, tương đương nửa chất cách điện thể rắn - Sau bị đánh thủng, khả cách điện dầu phục hồi trở lại sau nhiều lần bị đánh thủng phần dầu bị cháy bị phân hủy mặt hóa học - Có thể thâm nhập vào khe rãnh hẹp, vừa cách điện vừa có tác dụng làm mát rường hợp có dịng chảy mạnh - Có thể sử dụng làm mơi trường dập tắt hồ quang điện - Điện trở suất lớn: (1014÷ 1015 )Ω.cm, - Nhiệt độ làm việc chế độ dàI hạnlà (90 ÷ 95)0C dầu khơng bị hóa già nhiều + Nhược điểm TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH - Các tính điện dầu máy biến áp biến đổi lớn dầu bị bẩn, nhạy cảm với độ ẩm lớp dầu mặt có tính chất hút ẩm - Ở nhiệt độ cao cịn giới hạn cho phép dầu có thay đổi hóa học, thay đổi có hại tạo bọt dầu làm giảm độ nhớt giảm tính cách điện dầu - Dễ cháy, cháy phát sinh khói đen, hơI dầu bốc lên hịa lẫn với khơng khí tạo thành hỗn hợp nổ - Tốc độ hóa già tăng lên có khơng khí lọt vào, nhiệt độ làm việc tăng, có tác dụng ánh sáng có tác dụng cường độ điện trường cao BẢNG 1.5: TIÊU CHUẨN ĐỘ BỀN ĐIỆN CỦA DẦU BIẾN ÁP Đối với thiết bị có điện áp làm việc, kV thấp 35 110 220 330 cao Điện áp phóng điện dầu kV/2.5 mm, khơng nhỏ Đối với dầu Đối với dầu vận hành 25 20 30 25 40 35 50 45 Chất cách điện hữu 4.1 Khái niệm Từ xa xưa người biết sử dụng vật liệu hữu tự nhiên gỗ, tre, da, sợi thực vật v.v để phục vụ sống sinh hoạt hàng ngày Với phát triển khoa học công nghệ, ngày vật liệu hữu - vật liệu polyme đưa vào sử dụng để sản xuất sản phẩm mở rộng hoạt động người Polyme gọi hợp chất hữu cao phân tử chất có khối lượng phân tử lớn (khơng nhỏ 104 phân tử), phân tử gồm nhóm nguyên tử gọi mắt xích me Mỗi mạch phân tử bị thay đổi chất thấp chất phân tử ban đầu – monome Khi điều chế polyme phân tử monome nối lại với tạo thành phân tử dài cao phân tử mà nguyên tử nối lại liên kết đồng hóa trị 10 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH 10 11 12 Hợp kim nhôm manhe AlMg3 Kẽm Chì 100 110 - 100 - 60 3,5 - - 24 - - 38 (ở -1830C) 45 Bảng 3.2 giới thiệu độ bền dẻo va đập số thép kim loại đen kim loại màu nhiệt độ khác Đối với nhà thiết kế sử dụng vật liệu điện lạnh, nhiệt độ làm việc cho phép vật liệu loại đại lượng có ý nghĩa Nó trả lời nhanh chóng đâu giới hạn nhiệt độ ứng dụng vật liệu Các tài liệu tham khảo đưa giới hạn có độ sai lệch lớn Nói chung giới hạn nhiệt độ ứng dụng phụ thuộc vào nhiều yếu tố phụ thuộc vào kiểu mạng tinh thể, thành phần hóa học, phương pháp sản xuất, phương pháp sử lí nhiệt vật liệu tính chất độ lớn tải vật liệu sai lệch số lieeujlaf đương nhiên, số liệu tính chất vật lí sai lệch Bảng 5.3 tập hợp vài số liệu giới hạn nhiệt độ ứng dụng số vật liệu hai tải tĩnh động Bảng 3.3 NHIỆT ĐỘ ỨNG DỤNG CHO PHÉP MỘT SỐ VẬT LIỆU Ở HAI LOẠI TẢI ĐỘNG VÀ TĨNH Vật liệu Giới hạn nhiệt độ ứng dụng, 0C loại tải Động Tĩnh Không sử dụng -30 Khơng sử dụng -30 ÷ -70 -160 -180 ÷ -200 -160 -180 ÷ -200 -20 -40 ÷ -120 -10 ÷-20 -30 ÷-100 Gang xám Thép đúc (khơng phải hợp kim) Thép đúc austenit crômniken Đồng đúc Nhơm đúc Thép xây dựng nhóm 3* theo TGL7960 (st34, 42, 52-3) Các hợp kim đồng (đồng thau, Không hạn chế nhiệt độ đồng thau niken sắt, đồng thau niken kẽm) (*) Tùy theo độ bền dẻo va đập Không hạn chế nhiệt độ Các lợi thép đúc autenit, ống thép khơng hàn, thép xây dựng nhóm loại tĩnh có giới hạn nhiệt độ ứng dụng thay đổi Giới hạn cao hay thấp cịn tùy thuộc vàođộ bền dẻo va đập vật liệu Độ bền dẻo va đập mẫu thử gang phải đạt 30Nm/cm Ngồi cịn cần ý đến chiều dầy vách thiết bị Qua bảng 5.3 rõ ràng nhiệt độ thấp, đặc biệt kỹ thuật cryô, máy thiết bị phải sử dụng vật liệu nhôm, đồng, niken, hợp kim chúng thép hợp kim autenit crơm niken Chúng khơng có giới hạn nhiệt độ sử dụng loại tĩnh động Khi sử dụng vật liệu nhiệt độ thấp, nhà thiết kế phải ý đến độ giãn nở nhiệt vật liệu, kể giãn nở tải nén tải kéo mà khơng đề cập đến Hình 5.3 biểu diễn độ giãn nở nhiệt số kim loại 50 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH Trên hình 5.3a ta thấy chì có độ giãn nở nhiệt cao sau đế nhôm, đồng, niken cuối thép xây dựng thép tơi thấm cacbon (đường cong 2) Hình 5.3b biểu diễn co ngót chiều dài tương đối phạm vi nhiệt độ từ đến 2730K lấy điểm T = 2730K làm mốc so với hình 5.3a đường cong hình 5.3b có thứ tự ngược lại, lên phải chì (ở đay khơng thể hiện) sau đến nhơm, đồng niken Các đường cong số biểu diễn cho thép hợp kim 36% niken, số cho thép xây dựng thông dụng, số cho thép hợp kim cao không gỉ, số cho đồng bạch (hợp kim gồm 60% đồng, 25% niken, 15%kẽm) Khả dẫn nhiệt, dẫn điện nhiệt dung tính chất vật lí quan trọng vật liệu cần thiết cho tính tốn thiết kế máy thiết bị lạnh Tính chất dẫn điện vật liệu kim loại nhiệt độ thấp vấn đề quan tâm nghiên cứu đặc biệt Tóm lại, vật liệu kim loại sử dụng kỹ thuật lạnh sắt, đồng, nhôm hợp kim chúng Xét đến quan hệ nhiều thành phần: vật liệu kim loại – phi kim loại – môi chất – dầu bôi trơn - ẩm sản phẩm thứ cấp, nói phần lớn vật liệu phù hợp, có số vật liệu cần thận trọng cần loại bỏ với môi chất lạnh cụ thể vật liệu kim loại sử dụng bình thường nhiệt độ 500C, từ nhiệt độ - 500C trở xuống cần phải ý đến độ bền vật liệu, đặc biệt biến dạng giòn độ bền dẻo va đập Vật liệu phi kim Vật liệu phi kim loại sử dụng kỹ thuật lạnh chủ yếu gồm cao su, amiăng, chất dẻo, thủy tinh gốm… Chúng sử dụng làm đệm kín vật liệu điện, cách nhiệt Ngoài thủy tinh cịn sử dụng làm kính quan sát mức dầu máy nén, mức gas… chất dẻo dùng làm gioăng, đệm kín, màng cách điện sécmăng Các vật liệu cách điện cho động cơ, cho phận tiếp điện, cho dây dẫn… sử dụng dạng tấm, dạng sợi dạng sơn phủ 2.1 Độ bền hóa học Mơi chất lạnh amoniac mơi chất lạnh vô khác không tác động ăn mòn vật liệu phi kim loại chế tạo máy Nhưng sử dụng vật liệu phi kim loại vịng tuần hồn mơi chất lạnh frn cần đặc biệt thận trọng Các frn hịa tan làm trương phồng đệm kín vật liệu hữu Những vật liệu vô tự nhiên thủy tinh, gốm, amiăng thường trộn với chất có tính đàn hồi làm đệm kín Bảng 5.4 giới thiệu độ trương phồng chất đàn hồi môi chất hydro cascbon gốc halogen (các môi chất lạnh freôn) khả ứng dụng chúng Trong vịng tuần hồn mơi chất lạnh cịn có thêm dầu bôi trơn sản phẩm thứ cấp Theo kết thử nghiệm, dầu sản phẩm thứ cấp tác động làm cho ăn mòn nhanh phản ứng phá hủy vật liệu hữu xẩy phát triển với tốc độ lớn Bảng 3.4 ĐỘ TRƯƠNG PHỒNG CỦA MỘT SỐ VẬT LIỆU ĐÀN HỒI TRONG MÔI CHẤT LẠNH HYĐRÔ CACBON GỐC HALOGEN (FRN) Mơi chất lạnh Cao su tổng hợp Cao su Ghi Công thức tự nhiên Ký hiệu (1) (2) (3) hóa học R40 CH3Cl 26 22 35 20 R30 CH2Cl2 34 37 52 26 R20 CHCl3 45 43 54 32 51 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH R10 R21 R22 R23 R11 R12 R13 R13B1 R113 R114 R115 CCl4 CHCl2F CHClF2 CHF3 CCl3 CCl2F2 CClF3 CBrF3 C2Cl3F3 C2Cl2F4 C2ClF5 43 34 23 1 17 35 28 25 17 0 0 11 48 26 2 1 0 41 49 0,5 21 3 1,5 0 2 2 2 (1) Cao su tổng hợp trùng hợp từ clobutadien (neopren cloropen) (2) Cao su tổng hợp trùng hợp từ butadien acrylnitril (Perbunan Buna N) (3) Cao su tổng hợp trùng hợp từ butadien acrylnitrit (Buna S) hoàn tồn phù hợp Ít phù hợp hạn chế, ví dụ R22 khơng phù hợp với cao su tổng hợp R11 không phù hợp với cao su tự nhiên, cao su tổng hợp (1) (3) R113 sử dụng hạn chế với cao su tự nhiên Thích hợp, sử dụng Nói chung độ trương phồng < 10 phù hợp < 20 >10 hạn chế sử dụng > 20 không phù hợp, sử dụng Nhiều thử nghiệm tiến hành để thử nghiệm nghiên cứu ăn mòn, hòa tan trương phồng vật liệu đàn hồi môi chất lạnh freôn Đồng thời tác động dầu bôi trơn, sản phẩm thứ cấp vịng tuần hồn tác động nhiều thành phần vịng tuần hồn xem xét nghiên cứu Vì ngồi dầu mơi chất lạnh cịn có ẩm, khơng khí, bụi bẩn, cặn bẩn, vẩy hàn, oxit kim loại… Các chất tham gia phản ứng khác làm chất xúc tác để tạo chất ăn mịn sản phẩm có hại khác Hình 5.8 mơ tả mơ hình đơn giản phản ứng xảy vịng tuần hồn mơi chất lạnh Các axit vô keo dầu bùn dầu oxi hóa, tạo axit keo Sa khống kin loại, chất phân li hữu phân li tạo sa khống Các liên kết oxi hóa ăn mịn oxi hóa Mơi chất lạnh Dầu bơi trơn Khơng khí ẩm Vật liệu chế 52 tạo máy, cặn bẩn kim loại, vô hữu Các keo hóa dầu, axit, khơng khí khơng ngưng - lão hóa dầu - Phân hủy mơi chất - Các phản ứng tạo khí lạ Các khí lạ, axit phân hủy mơi chất thủy phân Cặn kim loại, chất phân li hữu cơ, muối phân hủy ăn mòn TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH Hình 5.8 Mơ hình đơn giản phản ứng xảy vịng tuần hồn mơi chất lạnh Những mơi chất có hại cho hệ thống lạnh cần thải khỏi vịng tuần hồn mơi chất lạnh Ở hệ thống lạnh trung bình lớn, dầu bơi trơn định kì thay thế, khí khơng ngưng tụ xả định kì kkhoir hệ thống, trục trặc môi chất dễ ràng điều chỉnh sửa chữa hệ thống lạnh kín, cơng tác bão dưỡng tương tự thực Chính việc làm hệ thống lạnh kín đặc biệt coi trọng Chất lượng môi chất lạnh dầu bơi trơn nạp vào hệ thống kín cần có lượng tốt để hạn chế phản ứng có hại cho hệ thống 2.2 Tính chất vật lí và học Giống vật liệu kim loại, tính chất vật lí học vật liệu phi kim loại phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ tùy theo loại vật liệu Tính chất lí thủy tinh gốm phụ thuộc vào nhiệt độ Độ giãn nở nhiệt hai vật liệu nhỏ Độ bền phá hủy, độ bền uốn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường đến – 40 0C nghiên cứu kĩ Các kết cho thấy chúng tăng nhiệt độ giảm phụ thuộc vào tốc độ biến dạng Độ bền phá hủy tăng gấp hai lần hạ nhiệt độ từ 20 0C xuống – 1900C Cần thận trọng đưa vật thử trở lại nhiệt độ thường Tốc độ tăng nhiệt độ không lớn Thủy tinh dùng làm chi tiết chế tạo máy đặc biệt làm mắt dầu, mắt gas, mức longrkees chi tiết không chịu va đập Thủy tinh làm ổ trượt đạt độ biến dạng nhỏ cho phép Những loại vật liệu có nguồn gốc hữu có trị số độ bền nhỏ trừ loại chất dẻo gia cứng sợi thủy tinh vài loại chất dẻo rắn sử dụng kĩ thuật cryo Tuy nhiên tính chất độ bền học vật liệu dẻo khơng có ý nghĩa quan trọng vật liệu kim loại Nói chung, độ bền kéo, nén uốn chất dẻo tăng nhiệt độ giảm, độ bền dẻo va đập giảm Tuy nhiên tính chất chất dẻo mềm, chất dẻo cứng vật liệu đàn hồi có nhiều điểm khác Bắt đầu từ nhiệt độ - 200C ÷ -300C, độ dẻo giảm đáng kể thay vào độ cứng độ giòn Các vật liệu đàn hồi giảm đến nhiệt độ nghiền nhỏ gia cơng khí Ví dụ nhúng vật liệu đàn hồi cao su, phớt, len… vào khơng khí lỏng nitơ lỏng sơi, vật liệu hóa cứng giịn thủy tinh Tính chất “giịn lạnh” phụ thuộc vào nhiệt độ tính chất quan trọng vật liệu đàn hồi Riêng loại chất dẻo flour có tính đàn hồi tương đối ổn định phụ thuộc vào nhiệt độ nhiệt độ giảm Bỏi chất dẻo loại có độ đàn hồi lớn tính chất học tương đối ổn định so với vật liệu chất dẻo khác Khối lượng riêng vật liệu dẻo nhỏ nhiều so với vật liệu kim loại khối lượng rieeng polyetylen 0,93; PVC 1,35; PTFE 2,1; cao su tổng hợp Buna 0,92 ÷1,4 g/cm3 Hệ số giãn nở nhiệt vật liệu dẻo lớn hon kim loại Các giá trị nằm khoảng 0,07.10-3 ÷ 0,24.10-3 l/K nhiệt độ ÷ 1000C Như co ngót tương đối hạ từ nhiệt độ môi trường đến 4K 2,4% polyetylen, 2,1% 53 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH PTFE Nghĩa trị số lớn kim loại khoảng ÷ lần Nếu sử dụng chất dẻo kết hợp với kim loại nhiệt độ thấp cần ý đến co ngót khác hai vật liệu bị rị rỉ phá hủy Tóm lại vật liệu phi kim loại ứng dụng hệ thống lạnh cần nghiên cứu thử nghiệm tính chất vật lí, hóa học học, phụ thuộc tính chất vịng tuần hồn mơi chất lạnh, dầu bơi trơn sản phẩm phụ, đặc biệt môi chất lạnh frn Các vật liệu dẻo có khả chống ăn mòn tốt cần đặc biệt ý đến tính lão hóa nhanh độ mài mịn lớn chúng VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT CƠ BẢN 3.1 Nhiệm vụ vật liệu cách nhiệt Những không gian hệ thống cần trì nhiệt độ khác với môi trường chung quanh cần cách nhiệt Cách nhiệt để bảo vệ mơi trường có nhiệt độ thấp nhiệt độ bên ngồi gọi cách nhiệt lạnh Ln ln có dịng nhiệt chuyển động từ mơi trường có nhiệt độ cao đến mơi trường có nhiệt độ thấp qua vách cách nhiệt Riêng cách nhiệt lạnh, ngồi dịng nhiệt cịn có dịng ẩm (hơi nước) chuyển động từ ngồi mơi trường có nhiệt độ cao vào phịng lạnh Vì cách nhiệt lạnh có hai nhiệm vụ chính: + Hạn chế đến mức tối ưu (kinh tế nhất) dòng nhiệt thẩm thấu qua vách bao che cách nhiệt từ ngồi vào phịng lạnh + Tránh ngưng ẩm bề mặt bên vách ngăn cách nhiệt độ ẩm định tuổi thọ hiệu cách nhiệt Vật liệu cách nhiệt thường dùng vật liệu đắt tiền Đối với kho bảo quản lạnh đông từ -10 đến -400C chi phí cách nhiệt chiếm khoảng 25 ÷ 40% tổng giá thành cơng trình Cách nhiệt dầy, đầu tư ban đầu tăng công suất lạnh cần thiết giảm, chi phí vận hành nhỏ Ngược lại, cách nhiệt mỏng chi phí ban đầu nhỏ cơng suất lạnh cần thiết tăng chi phí vận hành tăng Chiều dày cách nhiệt tối ưu chiều dày cách nhiệt dẫn đến tổng chi phí cho dơn vị lạnh nhỏ Ta đánh giá ý nghĩa cách nhiệt lạnh qua phép tinh sau: Dòng nhiệt thẩm thấu qua vách vào buồng lạnh tỉ lệ thuận với hiệu nhiệt độ hai bên vách: qv ≈ Δt = Tu – T*0 qv: dòng nhiệt thẩm thấu vào phịng tính theo đơn vị thể tích Tu: nhiệt độ môi trường T*0: nhiệt độ buồng lạnh Để gữ nhiệt độ phòng lạnh phải dùng máy lạnh để thải hết dịng nhiệt ngồi Nhiệt độ thấp, tiêu tốn lượng cho đơn vị lạnh tăng Từ khoảng +100C đến – 1000C tỉ số lượng tiêu tốn (công nén) suất lạnh 1/90 = 1/ε tỉ lệ thuận với CΔt2 Như qv/ε = lv tỉ lệ thuận với Δt3 Cơng nén riêng cho đơn vị thể tích buồng lạnh lv tăng theo số mũ lập phương hiệu nhiệt độ Nghĩa Δt tăng gấp đơi cơng nén u cầu máy lạnh tăng gấp lần với điều kiện ban đầu Trong nhiều trường hợp cách nhiệt, số lượng vật liệu cách nhiệt bù cho chất liệu vật liệu cách nhiệt 3.2 Những yêu cầu vật liệu cách nhiệt Do tính chất đặc biệt cách nhiệt lạnh, vật liệu địi hỏi phải có tính chất sau đây: 54 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH - Có hệ số dẫn nhiệt nhỏ trở nhiệt lớn - Không hút nước độ hút nước nhỏ - Có độ thấm ẩm cao - Có độ bền học đủ lớn, dẻo dai trơ với băng giá - Có hình dáng hình học cố định - Có khối lượng riêng nhỏ - Khơng cháy - Khơng có phản ứng tác động với hóa chất - Khơng bắt mùi khơng có mùi vị lạ - Khơng ăn mịn khơng gây ăn mịn bề mặt kim loại bề mặt cách nhiệt - Không phát triển ký sinh trùng, mấm, mốc, vi trùng - Không bị loại gặm nhấm phá hoại - Tuổi thọ vật liệu cách nhiệt phải bền lâu, không bị lão hóa, thối, hỏng, mục - Phải rẻ tiền, dễ kiếm, dễ gia công chế biến, thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp ráp, sửa chữa, có độ tin cậy cao, khơng địi hỏi bảo dưỡng đặc biệt Vật liệu cách nhiệt đáp ứng nhu cầu coi vật liệu cách nhiệt lý tưởng Thực tế khơng có vật liệu cách nhiệt lý tưởng mà có vật liệu có ưu nhược điểm định Chính lý đó, cần phải chọn vật liệu cách nhiệt với ứng dụng cụ thể Các vật liệu phải phát huy ưu điểm hạn chế nhược điểm theo ý đồ người thiết kế 3.3 Một số vật liệu cách nhiệt thường dùng a, Khơng khí Có hệ số dẫn nhiệt nhỏ áp suất khí λ =0,025W/mK Đây giới hạn mà vật liệu cách nhiệt xốp đạt Để tạo vật liệu cách nhiệt có khả dẫn nhiệt nhỏ cần phải tìm chất khí có hệ số dẫn nhiệt nhỏ khơng khí Một số bọt xốp Polyurethan đạt hệ số dẫn nhiệt nhỏ khơng khí sử dụng số freon có λ nhỏ hình7.1 Để tránh khuếch tán nước khơng khí loại bọt xốp thường bọc kín vật liệu khơng thấm ẩm Khơng khí ẩm có khả truyền nhiệt lớn nhiều khơng khí khơ Vì bị ẩm khả cách nhiệt vật liệu giảm rõ dệt Bởi cách nhiệt lạnh đôi với cách ẩm b, Các chất vô tự nhiên Các vật liệu cách nhiệt chất vô tự nhiên như: gốm, thủy tinh, amiăng thường gia công thành sản phẩm hay bán sản phẩm trước sử dụng dạng tấm, sợi, bơng loại thủy tinh, xỉ, thủy tinh bọt, sợi amiăng, sợi gốm c, Các chất hữu tự nhiên Các chất hữu tự nhiên như: chấu, sơ dừa, mùn cưa làm vật liệu cách nhiệt lạnh Tuy nhiên cần có biện pháp chống chuột, chống mối, chống ẩm d Các chất hữu nhân tạo Các vật liệu cách nhiệt chế tạo từ chất hữu sử dụng nhiều điện lạnh, chúng có khả cách nhiệt tốt, sản xuất với quy mô công nghiệp, ổn định mặt chất lượng, kích thước, dễ gia cơng lắp ghép ứng dụng kinh tế lớn Các vật liệu có ý nghĩa là: Polytyrol, polyurethan, polytylen, nhựa feron nhựa ure phocmadehit Xốp stiropo , polyurethan, sử dụng rộng rãi để cách nhiệt buồng lạnh nhiệt độ tới -1800C Bọt xốp sử dụng nhiều cơng trình điều hịa 55 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH khơng khí làm cách nhiệt cho vật liệu cách nhiệt không 800C Bọt xốp dễ cháy Gần người ta nghiên cứu bọt xốp khó cháy chộn với phụ gia chống cháy Polyurethan gần ưa chuộng để cách nhiệt phòng lạnh, quầy lạnh, tủ lạnh đường ống hệ thống lạnh Nó có ưu điểm độ bền đảm bảo, dễ chế tạo tạo bọt không cần phải nhiệt thường chế tạo thành sẵn để lắp ghép cho buồng lạnh khác Khả cách nhiệt polyurethan tốt Do sử dụng fereon R11 chất tạo bọt Tuy nhiên người ta tìm cách tạo mơi chất khác để thay R11 chất gây thủng tầng ozon Bảng tính chất số vật liệu cách nhiệt Vật liệu ρ kg/m3 λ W/mK µ Bọt xốp styropo Bọt xốp Polyurethan Bọt xốp nhựa ure Bọt xốp PVC Bọt xốp nhựa phenol Bọt thủy tinh Lie Các loại sợi khóa Polyetylen Bột pherit Bột acroxit Alfol nhiều lớp Wellit nhiều lớp 10-60 30-50 0,03-0,04 0,023-0,03 10-15 40-60 30-60 130-150 150-350 20-250 35 35-100 60-80 1-8 40-100 tmax0C 40-150 30-60 σ nén N/cm2 10-25 15-30 0,035 0,03-0,04 0,035-0,04 1,5-3,5 150-300 30-50 30-50 20-40 120 70 150 0,05-0,06 0,04-0,05 0,035-0,05 0,033 0,03-0,05 0,023-0,03 0,023-0,05 0,04-0,06 ∞ 70 430 3-20 1-7 3000 25-35 110 80 120 DẦU BÔI TRƠN 4.1 Nhiệm vụ Dầu bôi trơn sử dụng hệ thống lạnh máy nén Nhiệm vụ chủ yếu dầu bôi trơn là: - Bôi trơn chi tiết chuyển động máy nén, bề mặt ma sát, giảm ma sát tổn thất ma sát gây Riêng máy nén máy giãn nở oxi khơng có dầu bơi trơn khí nén, dầu gây cháy nổ nguy hiểm giãn nở, nhiệt độ hạ đột ngột dầu bị đông cứng - Làm nhiệm vụ tải nhiệt từ bề mặt ma sát pittong, xilanh, ổ bi, ổ bạc… vỏ máy để tỏa môi trường, đảm bảo nhiệt độ vị trí khơng q cao - Chống rị rỉ mơi chất cho cụm bịt kín đệm kín cổ trục - Giữ kín khoang nén máy nén trục vít 4.2 Yêu cầu với dầu bôi trơn hệ thống lạnh Dầu bôi trơn nằm máy nén dầu tham gia vào vịng tuần hồn mơi chất lạnh, qua tất thiết bị phụ hệ thống Chính dầu kỹ thuật lạnh có u cầu khắt khe - Có đặc tính chống mài mịn chống sây sát bề mặt tốt 56 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH - Có độ nhớt thích hợp đảm bảo bơi trơn chi tiết - Có độ tinh khiết cao, khơng chứa thành phần có hại hệ thống lạnh ẩm, axit, lưu huỳnh, không hút ẩm - Nhiệt độ bốc cháy phải cao, cao nhiều so với cuối trình nén -Nhiệt độ đông đặc phải thấp, thấp nhiều so với nhiệt độ sau tiết lưu dàn bay - Nhiệt độ lưu động phải thấp nhiệt độbay để đảm bảo tuần hoàn hệ thống hồi dầu dễ dàng máy nén (nếu dầu hịa tan vào mơi chất lạnh, việc tuần hồn dầu dễ dàng) - Khơng tạo lớp trở nhiệt bề mặt troa đổi nhiệt trường hợp dầu phải hịa tan hồn tồn vào môi chất - Không làm giảm nhiệt độ bay hơi, qua làm giảm suất lạnh, trường hợp dầu khơng hịa tan vào mơi chất lạnh - Khơng dẫn điện, có độ cách điện cao carowr pha pha lỏng đặc biệt sử dụng cho hệ thống lạnh kín nửa kín - Không gây cháy nổ - Không phân hủy phạm vi nhiệt độ vận hành (thường từ -60 đến 150 0C, đặc biệt cho máy lạnh ghép tầng đến -800C chí -1100C) - Khơng tác dụng với mơi chất lạnh, với vật liệu chế tạo máy vô hữu cơ, dây điện, sơn cách điện dây quấn động cơ, với vật liệu hút ẩm để tạo sản phẩm có hại hệ thống lạnh, có hại cho động máy nén - Tuổi thọ phải cao bền vững, đặc biệt hệ thống lạnh kín, làm việc liên tục 20 đến 25 năm ngang với tuổi thọ lốc tủ lạnh - Phải không độc hại - Phải rẻ tiền dễ kiếm Trong thực tế tất nhiên tìm loại dầu bơi trơn lí tưởng đáp ứng đầy đủ yêu cầu (các yêu cầu nhiều mâu thuẫn nhau), ta tìm loại dầu cho trường hợp ứng dụng cụ thể phát huy ưu điểm khắc phục nhược điểm 4.3 Phân loại và ký hiệu dầu bôi trơn Dầu kỹ thuật lạnh chia làm hai nhóm dầu khống dầu tổng hợp Ngồi cịn nhóm phụ dầu khống có phụ gia tổng hợp - Dầu khống: cá loại dầu khống khơng có cơng thức hóa học cố định mà hỗn hợp nhiều thành phần gốc hydrocacbon từ dầu mỏ Hiện dầu khoáng sử dụng rộng rãi hệ thống lạnh - Dầu tổng hợp: dầu tổng hợp sản suất từ chất khác polyclycol, loại este, silicol dầu tổng hợp gốc hydrocacbon So với dầu khống, dầu tổng hợp có chất lượng bôi trơn tốt hỗn hợp với môi chất lạnh, nhiệt độ đông đặc thấp hơn, mài mòn chi tiết thấp giá thành cao - Dầu khống có phụ gia tổng hợp: để cải thiện số tính chất dầu khống, người ta cho thêm vào dầu khoáng số chất phụ gia tổng hợp Ví dụ, thêm thành phần phụ gia để tăng độ nhớt, chống oxi hóa, chống tượng sủi bọt, hạ nhiệt độ đông đặc, tăng nhiệt độ bốc cháy Trên thực tế sử dụng hỗn hợp dầu khoáng dầu tổng hợp phải thận trọng hỗn hợp khơng phát huy đặc tính yêu cầu mà lại tăng thêm nhược điểm Chính vậy, phải tiến hành thử nghiệm thận trọng trước sử dụng Đã có nhiều trường hợp bổ sung dầu bơi trơn 57 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH loại khác vào máy nén gây trục trặc nghiêm trọng toàn hệ thống bôi trơn, dẫn đến cháy động cơ, cháy bề mặt ma satsvaf ổ bạc, ổ bi - Dầu este loại dầu đặc biệt dùng cho mơi chất freon khơng có clo 4.4 Các tính chất Độ nhớt Độ nhớt dầu bôi trơn thông số quan trọng định chất lượng việc bôi trơn, giảm tổn thất ma sát, giảm độ mài mòn thiết bị, tăng cường độ kín cho cụm bịt đầu trục, cho đệm kín, cho khoang hút máy nén trục vít Để đảm bảo độ bơi trơn bình thường cho máy nén đại có tốc độ cao, độ nhớt dầu 100 0C khơng nhỏ 6÷7 mm2/s Khi máy nén làm việc với cường độ cao hơn, độ nhớt phải đạt 8÷10 mm2/s Độ nhớt dầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhiệt độ, độ hòa tan dầu vào môi chất lạnh, áp suất làm việc phụ thuộc vào gốc dầu Dầu khoáng napten cho tiêu độ nhớt thấp Dầu khống parafin có tiêu độ nhớt cao Dầu tổng hợp có tiêu độ nhớt cao Độ nhớt dầu giảm nhiệt độ tăng, giảm mạnh hòa tan với môi chất lạnh Khối lượng riêng Khối lượng riêng dầu lạnh nằm khoảng 0,87 đến 1,01 g/cm 3, phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất hàm lượng cacbua hydro thơm Khối lượng riêng dầu ảnh hưởng đến làm việc hệ thống lạnh Nhiệt độ đông đặc và nhiệt độ lưu động Nhiệt độ đông đặc nhiệt độ dầu hóa đặc Nhiệt độ lưu động nhiệt độ mà dầu khả lưu động thiết bị đường ống, bỏa đảm vịng tuần hồn dầu bôi trơn hệ thống lạnh Thường nhiệt độ lưu động cao nhiệt độ đông đặc từ đến 50C Nhiệt độ đông đặc dầu giảm tăng hàm lượng napten, giảm hàm lượng cacsbua hydro thơm parafin Nhiệt độ đơng đặc dầu khống giảm độ nhớt giảm Nhiệt độ bốc cháy Nhiệt độ bốc cháy phụ thuộc vào có mặt nhóm dễ bay dầu Yêu cầu nhiệt độ bốc cháy dầu khoáng từ 160 đến 180 0C trở lên Dầu bốc cháy hệ thống lạnh nhiệt độ bốc cháy cao chứng tỏ ổn định dầu cao Độ axit Độ axit dầu hàm lượng KOH dầu tonhs miligam KOH gam dầu Yêu cầu độ axit không 0,03 đến 0,05 mg KOH gam dầu Độ axit thể qua độ pH Độ pH dầu lạnh phải đạt 6,5÷7 Hàm lượng nước và tính hút ẩm dầu Nước hịa tan dầu, nhiên dầu lạnh có tính hút ẩm Tính hút ẩm tăng nhiệt độ tăng Nước hịa tan dầu khống Tốc độ hút ẩm dầu phụ thuộc vào loại dầu Nước dù với lượng nhỏ cịn sót lại gây nhiều trục trặc hệ thống lạnh làm giảm chất lượng, lão hóa dầu gây phản ứng với dầu mơi chất lạnh tạo chất ăn mịn có hại khác Dầu lạnh lí tưởng dầu khơng chứa nước Trong thực tế, lượng nước dầu lạnh không vượt 10 đến 60 phần triệu khối lượng theo lượng dầu nạp vào máy lạnh R12, R22, R502 Do dầu có tính chất hấp thụ nước cao nên phải cẩn thận bảo quản dầu Tốt phải đựng đầy có nắp kín khơng cho dầu tiếp xuxcsvowis khơng khí 58 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH Sức căng bề mặt Sức căng bề mặt dầu ảnh hưởng đến chất lượng bôi trơn chống mài mòn chúng Sức căng bề mặt dầu phụ thuộc vào nhiệt độ (giảm nhiệt độ tăng), vào loại dầu, vào độ hòa tan, vào mơi chất lạnh (giảm nhanh hịa tan vào môi chất lạnh) định độ nhớt dầu (sức căng bề mặt cao, độ nhớt dầu cao) Trong khoảng nhiệt độ từ -20 đến 1000C sức căng bề mặt dầu khoáng gốc cacsbua hydro thay đổi từ 25 ÷ 34.10-3N/m Điểm anilin Điểm anilin định nghĩa nhiệt độ tới hạn hòa tan dầu vào anilin, để tạo dung dịch đồng Thực tế, điểm anilin sử dụng để đánh giá hàm lượng hydro cacbua thơm Điểm anilin phụ thuộc vào phân tử lượng (tỉ lệ thuận, cao phân tử lượng cao) thành phần dầu (cao thành phần hydro cacbua thơm lớn) Trong kỹ thuật lạnh, điểm anilin dùng để đánh giá tính ổn định hịa tan dầu mơi chất lạnh Hàm lượng asfal (nhựa đường, hắc ín ) Các chất asfal có dầu khoáng dầu hydro cacbua Đây thành phần có hại làm giảm chất lượng dầu, tạo lắng cặn, làm giảm tính ổn định dầu, lão hóa dầu, tạo chất có hại ăn mịn thiết bị Trong dầu lạnh có chất lượng cao, hàm lượng hắc ín khơng vượt q 0,3 ÷0,5 % 10 Tính ổn định nhiệt Tính ổn định nhiệt dầu đặc trưng cho khả bảo tồn cho tính chất lí học hóa học dầu chống lại phá hủy oxi hóa nhiệt độ cao Tính ổn định nhiệt biểu qua nhiều tiêu như: Hàm lượng hắc ín, asfal phải nhỏ, nhiệt độ bắt cháy cao, nhiệt độ sơi cao Dầu khống parafin có tính ổn định nhiệt cao Để nâng cao tính ổn định nhiệt, người ta cho thêm vào dầu lạnh phụ gia chống oxi hóa 11 Hình dạng và mầu sắc Hình dạng dầu đặc trưng cho suất không suất quan sát qua chiều dầy định Dầu lạnh phải có độ suất cao Sự khơng suất chứng tỏ dầu chất lượng có hàm lượng nước cao (tạo nhũ tương), có chất keo khơng hịa tan chất lạ lơ lửng dầu Mầu sắc dầu tiêu để dánh giá chất lượng dầu Dầu chất lượng cao phải có độ sáng cao có mầu sáng vàng cao Tuy nhiên mầu dầu phụ thuộc vào thành phần dầu Dầu khoáng hydro cacbua có hàm lượng hydro cacbua thơm cao có mầu tối Khi làm việc hệ thống lạnh, ngàu dầu sẫm lại Mầu dầu đặc trưng cho oxi hóa thời gian sử dụng hệ thống lạnh Thường giới hạn cho phép mầu sắc dầu khoáng dầu hydro cacbua, quy định sử dụng cho hệ thống lạnh làm việc với R12, R22, R502 ÷ 4,5 12 Sự sủi bọt Sự sủi bọt tiêu chuẩn đánh giá thích hợp dầu máy lạnh Trong hệ thống lạnh kín nửa kín sủi bọt dầu làm cho máy làm việc nề dầu lọt vào đường hút để vào xilanh máy nén Mếu dầu vào nhiều gây va đập thủy lực, gây cố máy, làm cháy động cơ, suất lạnh giảm nhiệt độ bay tăng 59 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH Sự sủi bọt dầu phụ thuộc vào chế độ làm việc máy lạnh (áp suất cacte thấp, sủi bọt mạnh), vào độ hịa tan dầu mơi chất lạnh (độ hòa tan lớn, sủi bọt nhiều) Sự sủi bọt phụ thuộc vào loại dầu Người ta thử sủi bọt dầu tinh khiết cách thổi khí qua cầu có khoan nhiều lỗ ngâm dầu Giảm sủi bọt cách thêm phụ gia chống sủi bọt nhiên phụ gia làm giảm chất lượng dầu nên khối lượng phụ gia phải hạn chế đến mức thấp 13 Nhiệt dung riêng Nhiệt dung riêng loại dầu lạnh nằm khoảng 1,6 ÷ 2,2 kj/kg.K Nhiệt dung riêng phụ thuộc vào nhiệt độ thường từ -60 ÷ +1200C giá trị nhiệt dung riêng thay đổi khoảng ± 0,5% Nhiệt dung riêng dầu tiêu quan trọng để đánh giá dầu 14 Độ dẫn điện Độ dẫn điện dầu tính chất quan trọng đánh giá chất lượng dầu, đặc biệt máy lạnh frn kiểu kín nửa kín Vì động bố trí nằm vỏ máy nén nên dầu phải có độ cách điện cao, điện áp xuyên thủng lớn, để đảm bảo động làm việc an tồn Do có tính cách điện cao nên dầu lạnh freôn dễ nhầm lẫn với dầu biến Hằng số điện môi dầu lạnh nằm khoảng 2,26 dầu tổng hợp 2,17 15 Độ dẫn nhiệt Hệ số dẫn nhiệt dầu tương đối nhỏ Nếu bám thành lớp bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt, dầu trở thành lớp cách nhiệt Hệ số dẫn nhiệt dầu nằm khoảng λ = 0,10 đến 0,16 W/mK Hệ số dẫn nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ, tử -600C đến +1200C giảm đến 20% Trong hệ thống lạnh λ lớn thuận lợi cho trình trao đổi nhiệt, nhiên λ khơng đóng vai trò quan trọng việc đánh giá chất lượng dầu 16 Tính bơi trơn và tính chất mài mịn Tính chất bơi trơn dầu đặc trưng khả chống lại swjbaof mòn ma sát chống sây sước bề mặt Tính chất bơi trơn phụ thuộc vào loại dầu, độ nhớt, sức căng bề mặt tính chất khác dầu Để thử nghiệm đánh giá tính bơi trơn , người ta sử dụng nhiều chi tiết khác như: Hệ số ma sát, đại lượng mài mịn mơi chất, đường kính vết mài mòn, tải trọng phá vỡ lớp dầu bao bọc bề mặt làm việc, công suất ma sát vận hành không tải thiết bị thử nghiệm tiêu khác Để cải thiện chất lượng bơi trơn chống mài mịn dầu, cho vào dầu lượng nhỏ chất phụ gia Lượng phụ gia không làm ảnh hưởng xấu đến tính ổn định dầu với mơi chất lạnh Thường sử dụng cho dầu lạnh chất phốtphát tricrezol Cùng với mục đích cải thiện chất lượng dầu bôi trơn, người ta sử dụng hỗn hợp dầu lạnh Tất nhiên phải có thử nghiệm thật nghiêm túc trước sử dụng hỗn hợp 17 Tính ổn định với môi chất lạnh Yêu cầu dầu phải ổn định bền vững háo học với mơi chất lạnh, khơng phản ứng hóa học với môi chất lạnh làm xúc tác tạo phản ứng phá hủy dầu, môi chất lạnh tạo hóa chất có hại vịng tuần hồn mơi chất lạnh Có nhiều phương pháp thử nghiệm tính ổn định dầu với môi chất lạnh Qua thử nghiệm, mơi chất lạnh có tính ổn định cao với dầu xếp theo thứ tự: RC308, R115, R502, R13, R22, R23, R12, R13B1, R11a, R500, R113, R11 R12b Sự không ổn định dầu với môi chất lạnh đặc trưng chủ yếu qua hàm lượng axit 60 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH HCl độ phân hủy môi chất lạnh Độ ổn định phụ thuộc vào loại dầu: dầu parafin ổn định dầu napten Một số hydro cacbua làm giảm tính ổn định dầu, hỗn hợp với mơi chất lạnh có thành phần flo Thành phần lưu huỳnh hắc ín làm giảm tính ổn định dầu, chúng thúc đẩy trình tráng đồng, thành phần chúng khơng phép vượt q 0,2 ÷ 0,3% 3.5 Bảng chọn dầu bôi trơn máy lạnh Bài 2: VẬT LIỆU CÁCH ẨM, HÚT ẨM 1.VẬT LIỆU CÁCH ẨM 1.1 Công dụng 1.2 Phân loại 1.3 Các vật liệu cách ẩm thường dùng Vật liệu cách nhiệt lạnh – bảo ôn lạnh Các loại vật liệu cách nhiệt lạnh, bảo ôn dùng để cách nhiệt lạnh cho hệ thống đường ống điều hòa, kho trữ lạnh kho mát, phòng lạnh, phịng sạch, buồng cấp đơng ngành chế biến thực phẩm, dược phẩm, bệnh viện… Các sản phẩm cách nhiệt lạnh đa dạng, phong phú chủng loại, mẫu mã chất lượng Bông thủy tinh cách nhiệt Bông thủy tinh (Glasswool) làm từ sợi thuỷ tinh tổng hợp chế xuất từ đá, xỉ, đất sét Thành phần chủ yếu thuỷ tinh chứa Aluminum, Silicat canxi, oxit kim loại…; khơng chứa Amiang; có tính cách nhiệt, cách âm, cách điện cao, khơng cháy, mềm mại có tính đàn hồi tốt Trong cách nhiệt, bảo ôn lạnh, thủy tinh chủ yếu ứng dụng kết hợp với giấy bạc để làm ống mềm bảo ơn hệ thống đường ống điều hịa Nhiệt độ chịu từ -4oC đến 350oC Sản phẩm có giá thành từ 17.000 – 45.000 đồng/m2 theo tỷ trọng Chi tiết thông số kĩ thuật sản phẩm thủy tinh Báo giá thủy tinh Túi khí cách nhiệt Túi khí cách nhiệt cấu tạo lớp màng nhôm nguyên chất bề mặt xử lý oxi hoá, phủ lên nhựa tổng hợp Polyethylen chứa túi khí Đặc tính phản xạ lớp màng nhôm cao cộng với độ dẫn nhiệt lớp túi khí thấp tạo khả cách nhiệt hiệu cho sản phẩm này, ngăn 95-97% nhiệt xạ bên ngồi, ngăn chặn q trình hấp thụ nhiệt vào mùa hè nhiệt vào mùa đơng Chênh lệch nhiệt độ mặt sản phẩm khoảng từ 50-70% Tùy chất lượng mà giá thành dao động từ 19.000 – 35.000 đ/m2 Xốp PE – OPP bảo ôn – chống ẩm Tấm mút xốp PE-OPP cấu tạo lớp PE thổi bọt khí bề mặt dán màng OPP (màng nhôm, mặt bạc) qua xử lý chống oxi hố, có chức cách nhiệt, chống ẩm, chuyên dùng để chống ẩm lót ván sàn cho sàn gỗ khách sạn, building…; chống ẩm cho nhà xưởng sản xuất, nhà kho, văn phịng khu cơng nghiệp, khu chế xuất…; bảo ôn cách nhiệt cho hệ thống điều hồ phịng lạnh… Chênh lệch nhiệt độ mặt sản phẩm khoảng từ 80-99% Giá sản phẩm từ 15.000 – 55.000 đ/m2 dựa vào độ dày quy cách sản phẩm (1 hay mặt bạc) Xốp XPS cách nhiệt – chống thấm Tấm cách nhiệt cách âm XPS Foam (Extruded Polystyrene) vật liệu cách nhiệt sử dụng từ lâu xây dựng dân dụng, công nghiệp công cộng Khả cách nhiệt sản phẩm thể việc tiết kiệm điện tiêu thụ hàng năm từ 61 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH 343 – 344Kwh/m2 (với sản phẩm xốp XPS có độ dày từ 15-18cm) Ưu điểm bật sản phẩm độ cứng học vượt trội so với vật liệu cách nhiệt thông thường, chịu nén chịu áp lực cao Với độ bền ổn định môi trường ẩm ướt (không thấm nước), xốp XPS vật liệu lý tưởng cho cách nhiệt lạnh, kho lạnh, kho bảo ôn Hơn nữa, việc sử dụng XPS đảm bảo yêu cầu vệ sinh cao nhất, với đặc tính chống ẩm mốc Giá thành tương đương với chất lượng, sản phẩm xốp XPS có giá khoảng 110.000 – 220.000đ/m2 tùy theo độ dày Giấy bạc bảo ôn – cách nhiệt Giấy bạc lớp nhôm dày, xuất xứ từ Trung Quốc, Thái Lan, Malaysia, Hàn Quốc…; loại phụ kiện dùng để bọc cách nhiệt đường ống bảo ôn, cách nhiệt trần, vách, mái cơng trình… Giấy bạc bọc ngồi bơng cách nhiệt để tăng độ bền cho ống gió mềm, ống bảo ơn hệ thống thơng gió, điều hịa khơng khí cho cơng trình Tác dụng sản phẩm giấy bạc là: - Cách nhiệt: ngăn chặn nhiệt lượng xuyên qua, bảo ôn tiết kiệm lượng - Chống cháy tốt, đảm bảo an toàn kiểm định theo tiêu chuẩn chống cháy ASTM E84, AS1530 - Ngăn chặn ẩm xâm nhập chống thấm nước (đối với loại mặt bạc) Báo giá giấy bạc bảo ôn – cách nhiệt Cao su lưu hóa bảo ơn – chống rung Cao su lưu hóa (Nitrile Rubber), chế tạo từ chất dẻo nhẹ có tính đàn hồi cao sử dụng cho lĩnh vực cách nhiệt, bảo ôn, chống rung Với cấu trúc lỗ tổ ong gần kề liên kết nhau, bề mặt kín sản phẩm có khả chống ngưng tụ sương hệ thống lạnh tốt, bền với độ ẩm, nước, tia UV Sản phẩm cách nhiệt có dạng ống, định hình, dạng phẳng chuẩn dạng cuộn Cao su lưu hóa sản phẩm có tiêu chuẩn cao, khơng có chất CFC, HCFC O.D.P Cao sưu lưu hóa có độ dày: 10mm, 15mm, 20mm, 25mm, 30mm…; kích thước: 1m x 10m VẬT LIỆU HÚT ẨM 2.1 Công dụng Vật liệu hút ẩm hệ thống lạnh có nhiệm vụ sau: - Hút ẩm giữ lại axit, chất lạ có hại sinh q trình vận hành máy lạnh, “sấy khô” môi chất lạnh, loại trừ tác hại ẩm hệ thống lạnh gây cho dầu bôi trơn chi tiết máy thiết bị - Chống tắc ẩm hệ thống lạnh freôn Trong hệ thống lạnh, vật liệu hút ẩm thường dạng hạt sử dụng phin sấy - phin sấy lọc 2.2 yêu cầu vật liệu hút ẩm Căn vào chức vật liệu hút ẩm hệ thống lạnh, vật liệu hút ẩm phải đáp ứng yêu cầu sau: - có khả hút ẩm cao tính theo lượng ẩm hút đơn vị khối lượng áp suất riêng áp suất nước thấp - Có khả hút loại axit khí lạ có hại sinh q trình vận hành hệ thống lạnh - Khả hút ẩm sản phẩm có hại khơng phụ thuộc vào nhiệt độ phạm vi nhiệt độ vận hành - Có khả tái sinh dẽ ràng nhờ nhiệt hóa chất 62 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH - Không tác dụng với môi chất lạnh, dầu bôi trơn, ẩm sản phẩm phụ vật liệu chế tạo máy vô hữu để tạo hóa chất có hại khác - Khơng làm chất xúc tác cho phản ứng có hại hệ thống lạnh - Có hình dáng cố định, không bị tơi rã theo môi chất lạnh làm tắc phận tiết lưu đường ống - Rẻ tiền, dễ kiếm Trong thực tế khơng có vật liệu hút ẩm lý tưởng Người ta phải chọn vật liệu hút ẩm cho trường hợp ứng dụng để phát huy ưu điểm hạn chế nhược điểm chúng 2.3 Phân loại a Các chất hấp thụ rắn Đó chất rắn hút ẩm theo liên kết học gọi chất hấp thụ (hay gọi hấp thụ rắn) như: Silicagen SiO 2, đất sét hoạt tính Al 2O3, Zeolit, (silicat nhôm, Kali, Natri, canxi) Các chất hấp thụ dùng để hút ẩm cho tất loại mơi chất lạnh đặt đường lỏng đường hệ thống b Các chất hấp thụ ẩm Các chất có liên kết hóa học với nước, hệ thống tạo tinh thể ngậm nước hyderat Quá trình gọi q trình hấp thụ Các chất thuộc nhóm hay gặp là: sunphatcanxi CaSO4; cloruacanxi CaCl2; Mg(ClO4)2 c Các chất hút ẩm qua phản ứng hóa học Các chất CaO; BaO; P2O5 có tác dụng hóa học với nước hệ thống lạnh để tạo thành chất 2.4 Các vật liệu hút ẩm thường dùng a Zeolit Dùng hệ thống lạnh có công thức Na 12(AlO2)12(SiO2)12 ký hiệu 4A hay A4 dùng cho môi chất fereon R12; R22 Hiện người ta chế tạo loại Zeonit có diện tích bề mặt lớn đến 800m2/g với kích thước lỗ A Zeolit có khả hấp thụ ẩm tốt chịu ảnh hưởng nhiệt độ Vì sử dụng nhiều hệ thống lạnh freon Khả hấp thụ lớn gấp lần Silicagel Các phin sấy Zeolit đặt cạnh máy nén, giàn ngưng hay bình chứa cao áp mà không sợ nhiệt độ cao Về nguyên tắc, bão hịa Zeolit tái sinh phục hồi, khả hấp thụ lạnh cách gia nhiệt độ 450-5000C Tuy nhiên thực tế Zeolit làm việc hệ thống lạnh bị nhiễm dầu nên tái sinh mà thay phin b Silicagel Cùng với Zeolit, silicagel chất rắn hấp thụ ẩm, dùng cho hệ thống lạnh fereon Silicagel có ký hiệu SiO2 dạng xốp khơng định hình, kích thước lỗ khơng cố định, diện tích riêng bề mặt khoảng 500m2/g Khả hấp thụ silicagel giảm nhiệt độ tăng đến 40-50 0C Vì khơng bố trí phin sấy silicagel gần thiết bị có nhiệt độ cao giàn ngưng, máy nén lạnh hay bình cao áp Khả hấp thụ silicagel tái sinh sấy tới nhiệt độ 120-2000C vòng 12h Tuy Zeonit hiệu tái sinh hạn chế, nên thay cần thiết c Các chất hút ẩm khác 63 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH Đất sét hoạt tính có cấu trúc tương tự, có khả hút ẩm loại axit, bazơ Hiện người ta nghiên cứu để sử dụng đất sét hoạt tính làm chất hút ẩm hệ thống lạnh Các chất lỏng hấp thụ ẩm thực tế không sử dụng hút ẩm hệ thống lạnh nhiều nhược điểm tính chất cơ, hóa, lý Các chất có phản ứng hóa học với nước có hiệu tưởng cao tác dụng hóa học với chúng, chúng lại tạo chất nên thực tế dùng hệ thống lạnh Vơi sống CaO, Bazơ oxit tạo loại a xít gây ăn mịn thiết bị, làm lão hóa phá hủy dầu bôi trơn, phá hủy sơn cách nhiệt, cách điện máy nén 64 ... cách điện tần số cao nhiệt độ cao 19 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH Bài 2: VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN 2.1 Vật liệu dẫn điện 2.1.1 Khái niệm Vật liệu dẫn điện vật chất mà trạng thái bình thường có điện tích... khoảng điện trở suất vật dẫn điện môi Loại vật liệu P (Ω.cm) Loại điện dẫn 37 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH Dẫn điện 10-6 – 10-3 Điện tử -4 +10 Bán dẫn 10 – 10 Điện tử -9 +18 Điện môi 10 – 10 Điện. .. Nhằm để tránh ẩm, tăng điện áp đánh thủng… 12 TÀI LIỆU VẬT LIỆU ĐIỆN LẠNH Vật liệu cách điện dạng xơ Vật liệu sơ vật liệu mà toàn chủ yếu cấu tạo phần tử nhỏ dài Các vật liệu sơ có ưu điểm rẻ