Cân bằng pha là gì

Tóm tắt nội dung tài liệu

Nội dung chính Show

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động điện 3 pha
Cấu tạo về điện 3 pha
Đấu điện 3 pha hình tam giác
Đấu điện 3 pha hình ngôi sao
Nguyên nhân mất cân bằng trong điện 3 pha
Giải pháp việc mất cân bằng trong điện 3 pha
Sử dụng ổn áp 3 pha
Điều chỉnh lại dòng điện ở từng pha

CHƯƠNG 4 LÝ THUYẾT CÂN BẰNG PHA 4.1. Một số khái niệm a. Pha 4.1. Một số khái niệm • Pha là tập hợp những phần đồng 4.2. Điều kiện cân bằng pha thể của hệ, có cùng thành phần hóa học và tính chất vật lý, hóa học ở 4.3. Qui tắc pha Gibbs mọi điểm, các pha được phân cách nhau bởi bề mặt phân chia pha . • Số pha được ký hiệu là f. 4.4. Giản đồ pha và các qui tắc pha 1 2 4.1. Một số khái niệm 4.1. Một số khái niệm b. Hợp phần c. Số cấu tử • Số cấu tử: là số hợp phần tối thiểu đủ để tạo nên hệ (xác định trạng thái của hệ). • Hợp phần:Là các chất( Đơn chất • Số cấu tử ký hiệu là k.( k ≤ r) hoặc hợp chất) tạo thành hệ, mỗi • Hệ không có phản ứng hoá học: k = r hợp phần đều có thể tách khỏi hệ và • Hệ có phản ứng hoá học: k < r tồn tại độc lập ngoài hệ. • Có thể áp dụng quy tắc sau: k = r – q Trong đó q là số phương trình liên hệ nồng độ giữa các cấu • Số hợp phần: là tổng số các chất có tử và do điều kiện ban đầu quyết định. Số phương trình này trong hệ, ký hiệu là r. phải độc lập với nhau. 3 4 1
Ta có thể áp dụng công thức: 4.1. Một số khái niệm c = Σ (thông số trạng thái) - Σ (phương trình liên hệ) d. Bậc tự do  Ví dụ: Trạng thái của một khí lý tưởng được xác định bởi 3 thông số: T, P và V, nhưng giữa chúng lại có mối quan hệ: PV = nRT •Bậc tự do (hay độ tự do) của một nên bậc tự do: c = 3 -1 = 2 hệ là số thông số nhiệt động độc  Hệ có c = 0 gọi là hệ vô biến tức là không có thông số lập đủ để xác định hệ ở thời điểm trạng thái nào độc lập. cân bằng.  Hệ có c = 1 gọi là hệ nhất biến tức là chỉ có một thông số trạng thái độc lập, các thông số khác là phụ thuộc. •Ký hiệu bậc tự do là c.  Hệ có c = 2 gọi là hệ nhị biến có nghĩa là chỉ có hai thông •Tổng quát: c ≥ 0 số trạng thái độc lập các thông số trạng thái khác là phụ thuộc. 5 6 4.2. Điều kiện cân bằng pha 4.3. Qui tắc pha Gibbs Các pha muốn tồn tại cân bằng với nhau thì  Quy tắc pha Gibbs: C = k – f + n với n là số thông số tác động lên hệ phải có những điều kiện sau đây:  Thông thường 2 thông số đó là nhiệt độ và áp suất  Nhiệt độ của các pha phải như nhau. là hằng số nên : C = k – f + 2 β Tα =T =...=T κ  Nếu nhiệt độ là hằng số hoặc áp suất là hằng số thì:  Áp suất tác động các pha phải bằng nhau. C=k–f+1 β Pα =P =...=P κ  Qui tắc pha Gibbs là một trong những định luật tổng  Hoá thế của mỗi cấu tử trong các pha phải bằng quát nhất áp dụng cho mọi cân bằng pha, nó cho μ α =μ β =...=μ κ 1 1 1 phép định tính mối quan hệ của những thông số nhau μ α =μ β =...=μ κ nhiệt động trong các quan hệ cân bằng dị thể và từ 2 2 ---------- 2 đó tìm ra các mối quan hệ định lượng giữa các 7 μ α =μ β =...=μ κ 8 thông số này. k k k 2
Bài tập ví dụ: 4.4. Giản đồ pha và các qui tắc pha Ví dụ 1: Vận dụng quy tắc pha Gibbs, xác định số bậc tự do  Giản đồ pha còn gọi là biểu đồ trạng thái là đồ thị mô tả sự phụ thuộc giữa các thông số trạng thái của hệ nằm trong cân bằng pha. của hệ gồm hỗn hợp NH4Cl, NH3 và HCl khi:  Một giản đồ pha bao gồm các đường, các mặt và các vùng. – Nhiệt độ rất thấp. – Các đường dùng mô tả sự phụ thuộc giữa hai thông số, – Nhiệt độ khá cao. – Các mặt trong không gian ba chiều mô tả sự phụ thuộc của ba thông số nhiệt động – Đun nóng. – Các vùng trên giản đồ pha mô tả những hệ có số lượng và dạng các pha xác định nằm cân bằng với nhau. Ví dụ 2: Giải thích vì sao hệ KCl - NaCl - H2O là hệ 3 cấu tử trong khi đó hệ KCl - NaBr - H2O lại là hệ 4 cấu tử.  Giản đồ pha là công cụ đắc lực để nghiên cứu định tính cũng như định lượng các quá trình chuyển pha, từ đó tính toán các thiết bị trong dây chuyền công nghệ hóa học. 9 10 4.4.1. Cách biểu diễn các thông số nhiệt 4.4.1. Cách biểu diễn các thông số nhiệt động trên giản đồ pha động trên giản đồ pha a. Các thông số nhiệt độ, thể tích hay áp suất b. Biểu diễn thành phần của hệ 2 cấu tử  Trong hệ hai cấu tử, ta dùng một đoạn thẳng được chia thành  Đối với các thông số này ta dùng phương 100 phần như nhau. pháp biểu diễn thông thường trên trục số.  Trong một số trường hợp, khi giá trị của thông số thay đổi trong một khoảng khá rộng thì có thể biểu diễn chúng dưới dạng nghịch  Thành phần của các cấu tử trên giản đồ pha thường dùng là đảo hay logarit của nó. phần mol xi, phần trăm khối lượng yi%( Hay % mol)  Biểu thức quan hệ: xA + xB = 1 hay y1 + y2 = 100%. 11 12  Khi điểm biểu diễn của hệ càng gần cấu tử nào thì hàm lượng của cấu tử đó càng lớn. 3
4.4.1. Cách biểu diễn các thông số nhiệt 4.4.1. Cách biểu diễn các thông số nhiệt động trên giản đồ pha động trên giản đồ pha c. Biểu diễn thành phần của hệ 3 cấu tử c. Biểu diễn thành phần của hệ 3 cấu tử  Thành phần  Ba đỉnh của tam giác là ba điểm hệ của các cấu tử của hệ 3 cấu nguyên chất A, B và C (100%). tử thường  Ba cạnh của tam giác AB, AC và BC biểu diễn thành phần của hệ hai cấu tử. được biểu  Các điểm trong tam giác ABC biểu diễn thành phần diễn bằng của hệ ba cấu tử.Thành phần mỗi cất tử được xác định theo pp Gibbs hoặc Bozebom một tam giác 13 đều : 14 c. Biểu diễn thành phần của hệ 3 cấu tử c. Biểu diễn thành phần của hệ 3 cấu tử  Phương pháp Gibbs:  Phương pháp Bozebom:  Tổng các k/cách hạ từ 1 điểm bất kỳ trong tam giác  Tổng độ dài các đoạn thẳng song song với các cạnh xuống các cạnh bằng đường cao tam giác. xuất phát từ 1 điểm bất kỳ trong tam giác bằng cạnh  Thành phần của mỗi cấu tử được xác định bằng tỷ lệ tam giác. của đoạn thẳng vuông góc hạ từ điểm biểu diễn  Thành phần của hệ xác định bằng cách chiếu điểm xuống cạnh đối diện của cấu tử đó với đường cao h. hệ song song với cạnh đối của đỉnh để biểu diễn Ví dụ điểm P có thành phần ? thành phần của cấu tử đó. Pa Pb Pc Ví dụ điểm P có: %A  100%; %B  100% %C  100% 15 h h h 16 %A  40%; %B  40% %C  20% 4
4.4.2. Các quy tắc của giản đồ pha c. Biểu diễn thành phần của hệ 3 cấu tử a. Quy tắc liên tục: Với cách biểu diễn như trên, ta có nhận xét:  Quy tắc: Các đường hoặc  Những điểm nằm trên cùng một đường thẳng song song các mặt trên giản đồ pha với cạnh của tam giác thì tất cả điểm ấy đều có cùng thành phần của cấu tử đối diện với cạnh đó. biểu diễn sự phụ thuộc  Những điểm nằm trên đường thẳng đi qua một đỉnh của giữa các thông số nhiệt tam giác thì có cùng tỷ lệ thành phần của 2 cấu tử ứng với hai đỉnh kia. động của hệ sẽ liên tục nếu  Khi tăng lượng tương đối của một cấu tử (ví dụ thêm cấu trong hệ không xảy ra sự tử đó vào hệ) thì điểm hệ chung sẽ di chuyển trên đường thẳng đi qua đỉnh biểu diễn cấu tử ấy và chạy về phía biến đổi chất, sự thay đổi 17 đỉnh. 18 số pha hoặc dạng các pha. 4.4.2. Các quy tắc của giản đồ pha 4.4.2. Các quy tắc của giản đồ pha b. Quy tắc đường thẳng liên hợp c. Quy tắc đòn bẩy Trong điều kiện đẳng nhiệt và đẳng áp, nếu hệ phân chia  Nếu có ba hệ liên hợp H1, H2 và H thì lượng thành hai hệ con (hay được tạo thành từ hai hệ con) thì điểm tương đối của chúng được tính theo quy tắc đòn biểu diễn của ba hệ này phải nằm trên cùng một đường thẳng, bẩy như sau: đường thẳng này gọi là đường thẳng liên hợp. 19 20 5
4.4.2. Các quy tắc của giản đồ pha d. Qui tắc khối tâm Bài tập:  Đây là trường hợp mở rộng của qui tắc đòn bẩy. Ví dụ 3: Cho hệ H, H1, H2 như hình vẽ, hệ H có  Nếu một hệ gồm n hệ con thì điểm biểu diễn của nó phải khối lượng 100g. Tính thành phần và khối lượng nằm ở khối tâm vật lý của đa giác có đỉnh là các điểm của từng hệ. biểu diễn của n hệ con.  Ví dụ: Hệ H gồm ba hệ con là H1, H2 và H3 Hệ K = hệ H1 + hệ H2 g1 H2K  g2 H1K Hệ H = hệ K + hệ H3 gK g1  g2 HH3   21 g3 g3 KH 22 Bài tập 1: Bài tập 2: Một hệ H gồm 3 cấu tử A, B và C có khối lượng Một hỗn hợp 40% phenol trong nước phân thành là 100g. Hệ H được phân thành 3 pha có các thành hai lớp. Lớp thứ nhất chứa 70% phenol và 30% phần tương ứng như sau: nước, lớp thứ hai chứa 3% phenol và 97% nước. Xác định khối lượng mỗi lớp, nếu lượng %A %B %C hỗn hợp tổng cộng là 1kg. Hệ H 40 20 40 Pha H1 70 10 20 Pha H2 20 60 20 Pha H3 20 20 60 23 24 Hãy tính khối lượng của từng pha (hệ con). 6

Page 2

YOMEDIA

Một số khái niệm, điều kiện cân bằng pha, qui tắc pha Gibbs, giản đồ pha và các qui tắc pha là những nội dung chính trong bài giảng chương 4 "Lý thuyết cân bằng pha". Mời các bạn cùng tham khảo nội dung bài giảng để nắm bắt nội dung chi tiết.

05-10-2015 600 64

Download

Lưới điện 3 pha thường được sử dụng trong hệ thống nhà máy xí nghiệp. Lưới điện này được dùng với mục đích giảm tiêu hao điện năng trong sản xuất. Nhưng khi làm với năng suất lớn như vậy, sẽ rất dễ gặp vấn đề mất cân bằng pha trong lưới điện 3 pha .Vậy để giải quyết vấn đề này, hãy theo dõi bài viết dưới đây nhé.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động điện 3 pha

Có rất nhiều yếu tố gây ảnh hưởng đến việc mất cân bằng trong điện 3 pha. Để biết rõ được các nguyên nhân vấn đề, ta hãy đi sâu vào tìm hiểu những khái niệm cơ bản nhé

Cấu tạo về điện 3 pha

Về cấu tạo điện 3 pha giống loại 1 pha với 3 dòng điện chạy song song và 1 dây trung tính. Vậy hệ thống điện 3 pha gồm 3 dây nóng cùng 1 dây lạnh ( dây trung tính). Với độ lệch giữa các pha với 1 góc là 120 độ.

Đấu điện 3 pha hình tam giác

Điện 3 pha được đấu theo hình tam giác thường được sử dụng nhiều nhất. Với cách đấu này, chỉ số điện áp của hệ thống phải là 110/220V. Dây điện 3 pha đấu trong trường hợp này để phù hợp với thông số điện áp thấp nhất là 110V và cao nhất là 220V. Dưới đây là sơ đồ đấu điện 3 pha hình tam giác:

Đấu điện 3 pha hình ngôi sao

Bên cạnh cách phổ biến là hình tam giác, hình ngôi sao cũng vô cùng thông dụng trong mạng điện này. Khác với cách đấu tam giác, mạng điện 3 pha sẽ được mắc với thông số điện áp là 220/380V. Với cách đấu này sẽ phù hợp với thông số điện áp thấp nhất là 220V và cao nhất 380V. Sau đây là sơ đồ cách mắc:

Từ những khái niệm và nguyên lý hoạt động của điện 3 pha ở trên. Chắc hẳn những thông tin bổ ích đó sẽ giúp bạn trong vấn đề mất cân bằng trong điện 3 pha dễ dàng hơn.

Nguyên nhân mất cân bằng trong điện 3 pha

Hiện tượng này thường xảy ra khi các dây điện bị lệch pha. Do việc các tải 1 pha được sử dụng dẫn đến các pha còn lại chênh lệch bị ít tải hoặc nhiều tải hơn. Dẫn đến làm cho các pha không còn lệch nhau góc 120 độ như ban đầu. Sự chênh lệch này sẽ dẫn đến các mô tơ chạy với nhiệt độ cao hơn so với định mức.

Với việc nhiệt độ càng tăng, sẽ ảnh hưởng tới lớp cách điện và những hệ thống liên quan khác.Ví dụ, sự không cân bằng 3 pha 6% có thể làm cho một motor điện hoạt động chỉ ở 80% công suất định mức, đòi hỏi mô tơ cần được giảm tải.

Giải pháp việc mất cân bằng trong điện 3 pha

Sử dụng ổn áp 3 pha

Trong hệ thống các nhà máy sản xuất hiện nay, việc lắp đặt máy ổn áp là sự lựa chọn hàng đầu. Chiếc máy ổn áp này có nhiệm vụ ổn định điện áp từ pha độc lập, giúp hệ thống hoạt động trơn tru, tăng cao tuổi thọ máy móc. Việc ổn định điện áp như vậy sẽ hạn chế tối đa việc lệch pha.

Điều chỉnh lại dòng điện ở từng pha

Chúng ta cần khởi động toàn bộ các thiết bị tiêu thụ điện trong hệ thống. Sử dụng những thiết bị hỗ trợ đo đạc cẩn thận, để có thông số làm cơ sở cân chỉnh lại dòng điện.

Mong bài viết vừa rồi sẽ cho bạn thông tin bổ ích trong việc khắc phục vấn đề mất cân bằng trong lưới điện 3 pha, góp phần tiết kiệm cho bạn thời gian và công sức trong quá trình làm việc của mình!HT Solar Xanh là đơn vị chuyên lắp đặt hệ thống NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CHO GIA ĐÌNH. Hệ thống của chúng tôi sẽ giúp các gia đình giảm đáng kể hóa đơn tiền điện hàng tháng và còn có cơ hội bán lại điện dư thừa cho nhà nước. Hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để được tư vấn chương trình ưu đãi về điện mặt trời nhé!