1. Ưu và nhược điểm:
Ưu điểm
- Đun nóng bằng dòng điện có thể tạo được nhiệt độ rất cao đến 3200oC mà các phương pháp khác không thực hiện được;
- Dễ điều chỉnh nhiệt độ chính xác;
- Hiệu suất truyền nhiệt cao đến 95%.
Nhược điểm
- Thiết bị phức tạp;
- Giá thành cao.
2. Thiết bị đun nóng bằng điện:
a) Lò đun nóng bằng điện dùng điện trở:
Lò đun nóng bằng điện trở có 2 dạng:
- Lò đun nóng bằng điện trở trực tiếp;
- Lò đun nóng bằng điện trở gián tiếp.
Cấu tạo lò điện trở đốt nóng gián tiếp (Hình 1) gồm nồi đun nóng (1); bao quanh có lớp lót gạch chịu lửa (2), nếu nhiệt độ đốt nóng dưới 400oC thì không cần gạch chịu lửa; trong các khe của các lớp lót này có đặt các dây điện trở (4);
Điện trở có thể ở dạng tấm hoặc dây, vật liệu chế tạo bằng hợp kim 30 - 80% niken, 20%Cr, 0,5 - 50% Fe. Kích thước của các vòng dây xoắn điện trở phải chọn thích hợp để hạn chế sự phản xạ tương hỗ giữa các vòng dây và đảm bảo độ bền của dây.
Thiết bị đun nóng bằng điện trở có khả năng đun nóng được đồng đều và dễ điều chỉnh nhiệt độ chính xác bằng cách thay đổi điện thế của nguồn điện hoặc đóng mở dòng điện đi vào từng phần của điện trở; nhiệt độ đun nóng có thể đạt từ 1000 - 1100oC nhưng giá thành đầu tư cao.
Nhiệt lượng cần đun nóng được xác định bằng phương trình cân bằng nhiệt lượng như sau:
Trong đó:
G: Là lượng dung dịch cần đun nóng, (kg/s)
C: Nhiệt dung riêng của dung dịch, (J/kg.oC);
Qtt: Nhiệt mất mát ra môi trường, (W);
t1, t2: Nhiệt độ vật liệu trước và sau khi đun nóng, (oC).
b) Lò đun nóng bằng điện cảm ứng:
Sơ đồ cấu tạo đun nóng bằng dòng điện cảm ứng (Hình 2) gồm thiết bị đun nóng (1) là thân hình trụ, xung quanh có cuốn dây dẫn (2) hình xoắn ốc. Khi dòng điện xoay chiều đi qua dây dẫn, trên vỏ thiết bị sẽ xuất hiện dòng điện xoay chiều và có rác dụng đun nóng thiết bị.
c) Lò đun nóng bằng dòng điện cao tần:
Thiết bị đun nóng bằng dòng điện cao tần có cấu tạo gồm hai tấm kim loại được nối với nguồn điện xoay chiều, vật liệu đun nóng được đặt ở giữa của hai bản cực kim loại.
Phương pháp này được ứng dụng để đun nóng các chất điện môi, chất bán dẫn, các loại chất dẻo hay gỗ.
Dưới tác dụng điện trường của dòng xoay chiều, các phân tử có cực của chất điện môi sẽ bị dao động tương ứng với tần số của dòng điện làm tiêu hao một phần năng lượng để khắc phục trở lực ma sát, do đó phần điện năng biến thành nhiệt năng để đun nóng vật liệu.
Phương pháp đun nóng bằng dòng điện có tần số cao có độ đồng đều cao, nhanh chóng, có thể điều chỉnh dễ dàng, có thể hoàn toàn tự động được, thường dùng dòng điện có tần số từ 0,5.106 - 100.106 Hz./.
VnFT.net
