Indukcinėse krosnyse ir įrenginiuose šilumą įkaitintame įrenginyje išskiria srovės, kylančios kintamajame elektromagnetiniame lauke įrenginio viduje. Jie vadinami indukcija. Dėl jų veikimo temperatūra pakyla. Indukcinis metalų kaitinimas pagrįstas dviem pagrindiniais fiziniais dėsniais:
- Faraday-Maxwell;
- Joule-Lenz.
Metaliniuose kūnuose, kai jie dedami į kintamąjį lauką, pradeda atsirasti sūkuriniai elektriniai laukai.
Indukcinis šildymo įrenginys
Viskas vyksta taip. Kintamo magnetinio srauto įtakoje kinta indukcijos elektrovaros jėga (EMF).
EMF veikia taip, kad kūnų viduje teka sūkurinės srovės, kurios išskiria šilumą visiškai pagal Džaulio-Lenco dėsnį. Be to, EMF metale sukuria kintamąją srovę. Tokiu atveju išsiskiria šiluminė energija, dėl kurios pakyla metalo temperatūra.
Šis šildymo būdas yra lengviausias, nes yra bekontaktis. Tai leidžia pasiekti labai aukštą temperatūrą, kuriai esantgalima apdirbti labiausiai ugniai atsparius metalus.
Norint užtikrinti indukcinį šildymą, elektromagnetiniuose laukuose reikia sukurti tam tikrą įtampą ir dažnį. Tai galima padaryti specialiame įrenginyje - induktoriuje. Jis maitinamas iš pramoninio tinklo 50 Hz dažniu. Tam galite naudoti atskirus maitinimo š altinius – keitiklius ir generatorius.
Paprasčiausias žemo dažnio induktoriaus įtaisas yra spiralė (izoliuotas laidininkas), kurį galima įdėti į metalinį vamzdį arba apvynioti aplink jį. Praeinančios srovės šildo vamzdį, kuris savo ruožtu perduoda šilumą aplinkai.
Indukcinis šildymas žemu dažniu naudojamas gana retai. Dažnesnis metalo apdirbimas vidutiniu ir aukštu dažniu.
Tokie įrenginiai skiriasi tuo, kad magnetinė banga patenka į paviršių, kur ji susilpnėja. Kūnas šios bangos energiją paverčia šiluma. Siekiant maksimalaus efekto, abu komponentai turi būti artimos formos.
Kur naudojamas
Šiuolaikiniame pasaulyje indukcinio šildymo naudojimas yra plačiai paplitęs. Naudojimo sritis:
- metalų lydymas, jų litavimas bekontakčiu būdu;
- naujų metalų lydinių gavimas;
- mechanikos inžinerija;
- juvelyriniai dirbiniai;
- padarykite mažas dalis, kurios gali būti sugadintos kitais būdais;
- paviršiaus grūdinimas (be to, dalys gali būti sudėtingiausios konfigūracijos);
- terminis apdorojimas (staklių dalių apdirbimas, grūdinti paviršiai);
- medicina (prietaisų ir instrumentų dezinfekcija).
Indukcinis šildymas: teigiamos savybės
Šis metodas turi daug privalumų:
- Jis gali greitai įkaisti ir ištirpdyti bet kokią laidžią medžiagą.
- Leidžia šildyti bet kokioje terpėje: vakuume, atmosferoje, nelaidžiame skystyje.
- Dėl to, kad šildoma tik laidžioji medžiaga, sienos, kurios silpnai sugeria bangas, išlieka š altos.
- Specializuotose metalurgijos srityse, gaunančiose itin grynus lydinius. Tai linksmas procesas, nes metalai maišomi suspenduoti, apsauginių dujų apvalkale.
- Palyginti su kitais tipais, indukcija neteršia aplinkos. Jei dujiniuose degikliuose yra tarša, taip pat kaitinant lanką, indukcija tai pašalina dėl „švarios“elektromagnetinės spinduliuotės.
- Maži įrenginio induktoriaus matmenys.
- Galimybė gaminti bet kokios formos induktorių, tai nesukels vietinio šildymo, bet prisidės prie vienodo šilumos paskirstymo.
- Nepakeičiama, jei reikia šildyti tik tam tikrą paviršiaus plotą.
- Tokią įrangą nesudėtinga nustatyti norimam režimui ir reguliuoti.
Defektai
Sistema turi šiuos trūkumus:
- Įdiekite patys irreguliuoti šildymo (indukcinį) tipą ir jo įrangą yra gana sunku. Geriau kreiptis į specialistus.
- Reikia tiksliai suderinti induktorių ir ruošinį, kitaip indukcinis kaitinimas bus nepakankamas, jo galia gali pasiekti mažas reikšmes.
Indukcinė šildymo įranga
Norėdami sutvarkyti individualų šildymą, galite apsvarstyti tokią galimybę kaip indukcinis šildymas.
Įrenginys bus transformatorius, sudarytas iš dviejų tipų apvijų: pirminės ir antrinės (kurios savo ruožtu yra trumpai jungtos).
Kaip tai veikia
Įprasto induktoriaus veikimo principas: sūkurių srautai patenka į vidų ir nukreipia elektrinį lauką į antrąjį kūną.
Kad vanduo praeitų per tokį katilą, į jį atvedami du vamzdžiai: š altam vandeniui, kuris patenka, o šilto vandens išleidimo angoje - antras vamzdis. Dėl slėgio vanduo nuolat cirkuliuoja, o tai pašalina galimybę įkaitinti induktoriaus elementą. Nuosėdų buvimas čia neįtrauktas, nes induktorius nuolat vibruoja.
Tokio daikto priežiūra būtų nebrangi. Pagrindinis pliusas yra tai, kad įrenginys veikia tyliai. Jį galite įdiegti bet kuriame kambaryje.
Įrangos gaminimas pats
Indukcinio šildymo įrengimas nebus labai sunkus. Net tie, kurie neturi patirties, po kruopštaus tyrimo susidoros su užduotimi. Prieš pradėdami dirbti, turite sukaupti šių būtinų daiktų:
- Inverteris. Jis gali būti naudojamasiš suvirinimo aparato, jis yra nebrangus ir jam reikės didelio dažnio. Galite pasigaminti patys. Tačiau tai daug laiko atimanti veikla.
- Šildytuvo korpusas (tam tinka plastikinio vamzdžio gabalas, indukcinis vamzdžio šildymas tokiu atveju bus efektyviausias).
- Medžiaga (tiks viela, kurios skersmuo ne didesnis kaip septyni milimetrai).
- Induktoriaus prijungimo prie šildymo tinklo įrenginiai.
- Tinklelis, skirtas laidui laikyti induktoriaus viduje.
- Iš varinės vielos galima sukurti indukcinę ritę (ji turi būti emaliuota).
- Siurblys (vandeniui tiekti į induktorių).
Įrangos gaminimo patiems taisyklės
Kad indukcinis šildymo blokas veiktų tinkamai, tokio gaminio srovė turi atitikti galią (ji turi būti ne mažesnė kaip 15 amperų, jei reikia, tada daugiau).
- Viela turi būti supjaustyta į ne didesnius kaip penkių centimetrų gabalus. Tai būtina norint efektyviai šildyti aukšto dažnio lauke.
- Korpusas turi būti ne mažesnio skersmens nei paruoštas laidas, o sienelės turi būti storos.
- Norint prijungti prie šilumos tinklo, vienoje konstrukcijos pusėje pritvirtinamas specialus adapteris.
- Vamzdžio apačioje reikia uždėti tinklelį, kad viela neiškristų.
- Pastarojo reikia tokio kiekio, kad užpildytų visą vidinę erdvę.
- Dizainas uždarytas, įdėtas adapteris.
- Tada iš šio vamzdžio sukonstruojama ritė. Norėdami tai padaryti, jau apvyniokiteparuošta viela. Turi būti laikomasi apsisukimų skaičiaus: mažiausiai 80, daugiausiai 90.
- Prijungus prie šildymo sistemos, į aparatą pilamas vanduo. Ritė prijungta prie paruošto keitiklio.
- Įrengiamas vandens siurblys.
- Temperatūros reguliatorius sumontuotas.
Taigi, indukcinio šildymo apskaičiavimas priklausys nuo šių parametrų: ilgio, skersmens, temperatūros ir apdorojimo laiko. Atkreipkite dėmesį į padangų, vedančių į induktorių, induktyvumą, kuris gali būti daug didesnis nei paties induktoriaus.
Apie kaitlentes
Kitas pritaikymas buityje, be šildymo sistemos, šio tipo šildymas yra viryklėse.
Šis paviršius atrodo kaip įprastas transformatorius. Jo ritė yra paslėpta po plokštės paviršiumi, kuris gali būti stiklinis arba keramikinis. Juo teka srovė. Tai pirmoji ritės dalis. Tačiau antrasis – patiekalai, kuriuose bus gaminama. Indų apačioje susidaro sūkurinės srovės. Pirmiausia jie pašildo indus, o po to maistą.
Šiluma išsiskirs tik tada, kai indai bus padėti ant kaitlentės paviršiaus.
Jei jo nėra, jokių veiksmų neatliekama. Indukcinė kaitvietė atitiks ant jos uždėto indo skersmenį.
Tokioms viryklėms reikalingi specialūs indai. Labiausiai feromagnetinismetalai gali sąveikauti su indukciniu lauku: aliuminis, nerūdijantis ir emaliuotas plienas, ketus. Netinka tik tokiems paviršiams: variui, keramikai, stiklui ir indams iš neferomagnetinių metalų.
Natūralu, kad indukcinė viryklė įsijungs tik tada, kai ant jos bus padėti tinkami indai.
Šiuolaikinės viryklės aprūpintos elektroniniu valdymo bloku, leidžiančiu atpažinti tuščius ir netinkamus naudoti indus. Pagrindiniai indukcinių kaitlenčių privalumai: saugumas, valymo paprastumas, greitis, efektyvumas, ekonomiškumas. Plokštės paviršius niekada neturėtų būti apdegęs.
Taigi, išsiaiškinome, kur naudojamas šis šildymas (indukcija).
