Indukcinio šildymo principas ir jo taikymas

Indukcija šildymo principas buvo naudojamas gamybos procesuose nuo 1920 m. Kaip sakoma - būtinybė yra išradimo motina, Antrojo pasaulinio karo metu reikia greito proceso, kad sukietėtų metalas variklis, greitai sukūrė indukcinio šildymo technologiją. Šiandien mes matome šios technologijos taikymą kasdieniame gyvenime. Pastaruoju metu poreikis tobulinti kokybės kontrolę ir saugias gamybos technologijas šią technologiją vėl atkreipė į dėmesio centrą. Naudojant šiuolaikines pažangiausias technologijas, diegiami nauji ir patikimi indukcinio šildymo įgyvendinimo metodai.

Kas yra indukcinis šildymas?

The darbo principas indukcinio kaitinimo proceso yra bendras elektromagnetinės indukcijos ir Džaulio kaitinimo receptas. Indukcinis kaitinimo procesas yra bekontaktis elektrai laidaus metalo kaitinimo procesas, generuojant sūkurines sroves metale, naudojant elektromagnetinės indukcijos principą. Kai sukurta sūkurinė srovė teka prieš metalo varžą, pagal Džaulio kaitinimo principą šiluma susidaro metale.

Indukcinis šildymas

Kaip veikia indukcinis šildymas?

Faradėjaus dėsnio žinojimas yra labai naudingas norint suprasti indukcinio šildymo veikimą. Pagal Faradėjaus elektromagnetinės indukcijos dėsnį, keičiant elektrinį lauką dirigentas sukelia aplink jį kintamą magnetinį lauką, kurio stiprumas priklauso nuo pritaikyto elektrinio lauko dydžio. Šis principas veikia ir atvirkščiai, kai laidininke keičiamas magnetinis laukas.

Taigi, pirmiau minėtas principas naudojamas indukcinio šildymo procese. Čia kieta būsena RF dažnis maitinimas tiekiamas ant induktyviosios ritės, o šildoma medžiaga dedama į ritės vidų. Kada Kintamoji srovė praeina per ritę, aplink ją susidaro kintamas magnetinis laukas pagal Faradėjaus dėsnį. Kai induktoriaus viduje esanti medžiaga patenka į šio kintamo magnetinio lauko diapazoną, medžiagoje susidaro sūkurinė srovė.

Dabar laikomasi Joule kaitinimo principo. Pagal tai, kai srovė praeina per medžiagą, medžiagoje susidaro šiluma. Taigi, kai dėl sukelto magnetinio lauko medžiagoje susidaro srovė, tekanti srovė gamina šilumą iš medžiagos vidaus. Tai paaiškina bekontaktinio indukcinio kaitinimo procesą.

Indukcinis metalo šildymas

Indukcinio šildymo kontūro schema

Indukcinio šildymo procese naudojama sąranka susideda iš radijo dažnių šaltinio, skirto kintamajai srovei į grandinę. Varinė ritė naudojama kaip induktorius ir jai naudojama srovė. Šildoma medžiaga dedama į vario ritės vidų.

Tipinė indukcinio šildymo sąranka

Keičiant naudojamos srovės stiprumą, mes galime kontroliuoti šildymo temperatūrą. Medžiagos viduje susidariusi sūkurinė srovė teka priešingai nei medžiagos elektrinė varža, šiame procese pastebimas tikslus ir lokalizuotas kaitinimas.

Be sūkurinės srovės, šiluma susidaro ir dėl magnetinių dalių histerezės. Magnetinės medžiagos siūloma elektrinė varža besikeičiančiam induktoriaus magnetiniam laukui sukelia vidinę trintį. Ši vidinė trintis sukuria šilumą.

Kadangi indukcinis kaitinimo procesas yra bekontaktis kaitinimo procesas, kaitinama medžiaga gali būti ne maitinimo šaltinyje, panardinta į skystį, bet kokią dujinę aplinką arba vakuumą. Šiam šildymo procesui nereikia jokių degimo dujų.

Veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti projektuojant indukcinę šildymo sistemą

Yra kai kurie veiksniai į tai reikėtų atsižvelgti projektuojant indukcinę šildymo sistemą bet kokio tipo reikmėms.

• Paprastai metalams ir laidžioms medžiagoms naudojamas indukcinis kaitinimo procesas. Nelaidią medžiagą galima tiesiogiai pašildyti.
• Taikant magnetines medžiagas, šilumą generuoja sūkurinė srovė ir magnetinių medžiagų histerezės poveikis.
• Mažos ir plonos medžiagos greitai pašildomos, palyginti su didelėmis ir storomis medžiagomis.
• Didesnis kintamosios srovės dažnis, mažesnis įsiskverbimo šildymo gylis.
• Didesnės varžos medžiagos greitai pašildomos.
• Induktorius, į kurį turi būti dedama šildymo medžiaga, turėtų leisti lengvai įdėti ir pašalinti medžiagą.
• Skaičiuojant maitinimo galingumą, reikia atsižvelgti į specifinę kaitinamos medžiagos šilumą, medžiagos masę ir reikiamą temperatūros kilimą.
• Taip pat reikėtų atsižvelgti į šilumos nuostolius dėl laidumo, konvekcijos ir spinduliuotės, sprendžiant dėl ​​maitinimo galios.

Indukcinio šildymo formulė

Gylį, kurį sūkurinė srovė prasiskverbia į medžiagą, lemia indukcinės srovės dažnis. Einamųjų sluoksnių efektyvų gylį galima apskaičiuoti taip

Čia d nurodo gylį (cm), santykinis medžiagos magnetinis pralaidumas žymimas µ, ρ medžiagos atsparumas om-cm, f rodo kintamosios srovės lauko dažnį Hz.

Indukcinio šildymo ritės dizainas

Ritė, naudojama kaip induktorius, kuriai naudojama galia, yra įvairių formų. Medžiagos sukelta srovė yra proporcinga ritės apsisukimų skaičiui. Taigi, norint užtikrinti indukcinio šildymo efektyvumą ir efektyvumą, ritės konstrukcija yra svarbi.

Paprastai indukcinės ritės yra vandeniu aušinami variniai laidininkai. Yra įvairių formų ritinių, pagrįstų mūsų taikymu. Dažniausiai naudojama daugelio posūkių spiralinė ritė. Šiai ritei kaitinimo modelio plotį apibrėžia ritės apsisukimų skaičius. Vieno posūkio ritės yra naudingos tiems atvejams, kai reikia kaitinti siaurą ruošinio juostą arba medžiagos galiuką.

Daugialypė spiralinė ritė naudojama šildyti daugiau nei vieną ruošinį. Blynų ritė naudojama, kai reikia pašildyti tik vieną medžiagos pusę. Vidinė ritė naudojama vidinėms skylėms šildyti.

Indukcinio šildymo programos

• Taikant indukcinį šildymo procesą, galima tikslinį šildymą paviršiaus šildymui, lydymui, litavimui.
• Be metalų, skysčio ir dujinius laidininkus galima kaitinti indukciniu būdu.
• Silicio šildymui puslaidininkių pramonėje naudojamas indukcinio šildymo principas.
• Šis procesas naudojamas indukcinėse krosnyse metalui pašildyti iki jo lydymosi temperatūros.
• Kadangi tai yra bekontaktis šildymo procesas, vakuuminėse krosnyse šis procesas naudojamas gaminant specializuotą plieną ir lydinius, kurie oksiduotųsi kaitinant esant deguoniui.
• Indukcinis kaitinimo procesas naudojamas metalams ir kartais plastikams suvirinti, kai jie yra legiruoti feromagnetine keramika.
• Indukcinės krosnys, naudojamos virtuvėje, veikia indukcinio šildymo principu.
• Kietųjų metalų litavimui prie veleno naudojamas indukcinis kaitinimo procesas.
• Butelių ir farmacijos produktų sandariam dangtelio sandarinimui naudojamas indukcinis kaitinimo procesas.
• Plastikinio įpurškimo modeliavimo mašina naudoja indukcinį šildymą, kad pagerintų energijos vartojimo efektyvumą.

Gamybos pramonei indukcinis šildymas suteikia galingą nuoseklumo, greičio ir valdymo paketą. Tai tvarkingas, greitas ir neteršiantis šildymo procesas. Šilumos nuostolius, pastebėtus indukcinio kaitinimo metu, galima išspręsti naudojant Lenzo dėsnį. Šis įstatymas parodė būdą, kaip produktyviai naudoti šilumos nuostolius, atsirandančius indukcinio šildymo procese. Kuris iš indukcinio šildymo būdų jus nustebino?