در کوره ها و دستگاه های القایی، گرما در یک دستگاه گرم شده توسط جریان هایی که در یک میدان الکترومغناطیسی متناوب در داخل واحد ایجاد می شود، آزاد می شود. به آنها القاء می گویند. در نتیجه عمل آنها، دما افزایش می یابد. گرمایش القایی فلزات بر اساس دو قانون فیزیکی اصلی است:
- فارادی-مکسول؛
- Joule-Lenz.
در اجسام فلزی، وقتی در یک میدان متناوب قرار می گیرند، میدان های الکتریکی گردابی ظاهر می شوند.
دستگاه گرمایش القایی
همه چیز به شرح زیر اتفاق می افتد. تحت تأثیر یک شار مغناطیسی متغیر، نیروی الکتروموتور (EMF) القایی تغییر می کند.
EMF به گونه‌ای عمل می‌کند که جریان‌های گردابی در داخل بدنه‌ها جریان می‌یابند که مطابق با قانون ژول-لنز، گرما را آزاد می‌کنند. همچنین، EMF یک جریان متناوب در فلز ایجاد می کند. در این حالت انرژی حرارتی آزاد می شود که منجر به افزایش دمای فلز می شود.
این نوع گرمایش ساده ترین است، زیرا بدون تماس است. این اجازه می دهد تا به درجه حرارت بسیار بالا، که در آننسوزترین فلزات را می توان ماشین کاری کرد.
برای تامین گرمایش القایی، نیاز به ایجاد ولتاژ و فرکانس معینی در میدان های الکترومغناطیسی است. این را می توان در یک دستگاه خاص - یک سلف انجام داد. از یک شبکه صنعتی با فرکانس 50 هرتز تغذیه می شود. برای این کار می‌توانید از منابع انرژی جداگانه استفاده کنید - مبدل‌ها و ژنراتورها.
ساده ترین دستگاه سلف فرکانس پایین یک مارپیچ (رسانای عایق) است که می تواند در داخل یک لوله فلزی قرار داده شود یا دور آن پیچ شود. جریان های عبوری لوله را گرم می کنند که به نوبه خود گرما را به محیط منتقل می کند.
استفاده از گرمایش القایی در فرکانس های پایین بسیار نادر است. پردازش فلز در فرکانس متوسط و بالا رایج تر است.
چنین وسایلی از این جهت متفاوت هستند که موج مغناطیسی به سطح برخورد می کند، جایی که ضعیف می شود. بدن انرژی این موج را به گرما تبدیل می کند. برای حداکثر تأثیر، هر دو مؤلفه باید از نظر شکل نزدیک باشند.
محل استفاده
استفاده از گرمایش القایی در دنیای مدرن گسترده است. منطقه استفاده:
- ذوب فلزات، لحیم کاری آنها به روش بدون تماس؛
- دستیابی به آلیاژهای فلزی جدید؛
- مهندسی مکانیک؛
- جواهرات;
- ساخت قطعات کوچکی که با روش های دیگر آسیب می بیند؛
- سخت کردن سطح (علاوه بر این، قطعات می توانند پیچیده ترین پیکربندی باشند)؛
- عملیات حرارتی (قطعات ماشینکاری، سطوح سخت شده)؛
- دارو (ضد عفونی کردن لوازم و ابزار).
گرمایش القایی: ویژگی های مثبت
این روش مزایای زیادی دارد:
- می تواند به سرعت هر ماده رسانا را گرم و ذوب کند.
- اجازه گرمایش در هر محیطی: خلاء، اتمسفر، مایع نارسانا.
- با توجه به اینکه فقط مواد رسانا گرم می شوند، دیوارهایی که امواج را ضعیف جذب می کنند سرد می مانند.
- در زمینه های تخصصی متالورژی به دست آوردن آلیاژهای فوق العاده خالص. این یک فرآیند سرگرم کننده است، زیرا فلزات در حالت معلق و در پوسته ای از گاز محافظ مخلوط می شوند.
- در مقایسه با انواع دیگر، القای محیط زیست را آلوده نمی کند. اگر در مورد مشعل های گازی و همچنین در گرمایش قوس الکتریکی، آلودگی وجود داشته باشد، القایی به دلیل تشعشعات الکترومغناطیسی "تمیز" این را از بین می برد.
- ابعاد کوچک سلف دستگاه.
- قابلیت ساخت القاگر به هر شکلی که منجر به گرمایش موضعی نمی شود، اما به توزیع یکنواخت گرما کمک می کند.
- غیرقابل تعویض اگر فقط قسمت خاصی از سطح نیاز به گرم کردن داشته باشد.
- تنظیم چنین تجهیزاتی برای حالت دلخواه و تنظیم آن دشوار نیست.
عیوب
این سیستم دارای معایب زیر است:
- خود نصب وتنظیم نوع گرمایش (القایی) و تجهیزات آن بسیار دشوار است. بهتر است به متخصصان مراجعه کنید.
- نیاز به تطبیق دقیق سلف و قطعه کار، در غیر این صورت گرمایش القایی کافی نخواهد بود، قدرت آن ممکن است به مقادیر کمی برسد.
تجهیزات گرمایش القایی
برای چیدمان گرمایش فردی، می توانید گزینه ای مانند گرمایش القایی را در نظر بگیرید.
واحد یک ترانسفورماتور خواهد بود که از دو نوع سیم پیچ تشکیل شده است: اولیه و ثانویه (که به نوبه خود دارای اتصال کوتاه است).
چگونه کار می کند
اصل عملکرد یک سلف معمولی: جریان های گردابی از داخل عبور می کنند و میدان الکتریکی را به جسم دوم هدایت می کنند.
برای عبور آب از چنین دیگ بخاری، دو لوله به آن آورده می شود: برای آب سرد که وارد می شود و در خروجی آب گرم - لوله دوم. در اثر فشار، آب به طور مداوم در گردش است که امکان گرم شدن المنت سلف را از بین می برد. وجود مقیاس در اینجا مستثنی است، زیرا ارتعاشات ثابت در سلف رخ می دهد.
نگهداری چنین موردی ارزان است. مزیت اصلی این است که دستگاه بی صدا کار می کند. می‌توانید آن را در هر اتاقی نصب کنید.
ساخت تجهیزات خودتان
نصب گرمایش القایی چندان دشوار نخواهد بود. حتی کسانی که تجربه ندارند، پس از مطالعه دقیق، از عهده این کار بر می آیند. قبل از شروع کار، باید موارد ضروری زیر را ذخیره کنید:
- اینورتر. قابل استفاده استاز دستگاه جوش، ارزان است و به فرکانس بالا نیاز دارد. خودت میتونی درستش کنی اما این یک فعالیت وقت گیر است.
- محفظه بخاری (یک قطعه لوله پلاستیکی برای این کار مناسب است، گرمایش القایی لوله در این مورد موثرترین خواهد بود).
- مواد (سیمی با قطر بیش از هفت میلی متر انجام می دهد).
- دستگاه های اتصال سلف به شبکه گرمایش.
- شبکه برای نگه داشتن سیم در داخل سلف.
- یک سیم پیچ القایی را می توان از سیم مسی ایجاد کرد (باید مینا کاری شود).
- پمپ (برای تامین آب سلف).
قوانین ساخت تجهیزات خودتان
برای اینکه واحد گرمایش القایی به درستی کار کند، جریان برای چنین محصولی باید مطابق با توان باشد (در صورت نیاز باید حداقل 15 آمپر باشد، سپس بیشتر).
- سیم باید به قطعات بزرگتر از پنج سانتی متر بریده شود. این برای گرمایش کارآمد در یک میدان فرکانس بالا ضروری است.
- قطر بدنه نباید از سیم آماده شده کمتر باشد و دارای دیواره های ضخیم باشد.
- برای اتصال به شبکه گرمایش، یک آداپتور مخصوص به یک طرف سازه متصل می شود.
- باید یک توری در پایین لوله قرار داده شود تا از ریزش سیم جلوگیری شود.
- دومی به اندازه ای مورد نیاز است که کل فضای داخلی را پر کند.
- طرح بسته است، آداپتور قرار داده شده است.
- سپس یک سیم پیچ از این لوله ساخته می شود. برای انجام این کار، آن را از قبل بپیچیدسیم آماده شده تعداد دور باید رعایت شود: حداقل 80، حداکثر 90.
- پس از اتصال به سیستم گرمایش، آب به داخل دستگاه ریخته می شود. سیم پیچ به اینورتر آماده شده متصل است.
- یک پمپ آب در حال نصب است.
- کنترل کننده دما نصب شده است.
بنابراین، محاسبه گرمایش القایی به پارامترهای زیر بستگی دارد: طول، قطر، دما و زمان پردازش. به اندوکتانس لاستیک های منتهی به سلف توجه کنید که می تواند بسیار بیشتر از خود سلف باشد.
درباره اجاق گاز
یکی دیگر از کاربردها در مصارف خانگی، علاوه بر سیستم گرمایشی، این نوع گرمایش در اجاق گازها یافت می شود.
این سطح شبیه یک ترانسفورماتور معمولی است. کلاف آن در زیر سطح پانل که می تواند شیشه ای یا سرامیکی باشد، پنهان شده است. جریان از آن عبور می کند. این قسمت اول کویل است. اما دومی ظروفی است که در آنها پخت و پز انجام خواهد شد. جریان گردابی در ته ظروف ایجاد می شود. آنها ابتدا ظروف و سپس غذای داخل آن را گرم می کنند.
گرما فقط زمانی آزاد می شود که ظروف روی سطح اجاق گاز قرار گیرند.
اگر از دست رفته باشد، هیچ اقدامی انجام نمی شود. منطقه پخت القایی با قطر ظروف قرار داده شده روی آن مطابقت دارد.
برای چنین اجاق‌هایی به ظروف مخصوص نیاز است. فرومغناطیسی ترینفلزات می توانند با میدان القایی تعامل داشته باشند: آلومینیوم، فولاد ضد زنگ و میناکاری شده، چدن. فقط برای چنین سطوحی مناسب نیست: مس، سرامیک، شیشه و ظروف ساخته شده از فلزات غیر فرومغناطیسی.
به طور طبیعی، اجاق القایی تنها زمانی روشن می شود که ظروف مناسب روی آن قرار داده شود.
اجاق های مدرن مجهز به واحد کنترل الکترونیکی هستند که به شما امکان می دهد ظروف خالی و غیرقابل استفاده را تشخیص دهید. مزایای اصلی اجاق های القایی عبارتند از: ایمنی، سهولت در تمیز کردن، سرعت، کارایی، صرفه جویی در مصرف. سطح پانل هرگز نباید سوخته شود.
بنابراین، متوجه شدیم که در کجا از این نوع گرمایش (القایی) استفاده می شود.
