Atsparumo šildymas
Joule srovės efektas naudojamas paversti elektros energiją šilumine energija objektams šildyti. [1] Paprastai skirstomas į tiesioginį atsparumą ir netiesioginį atsparumą. Pirmojo maitinimo įtampa tiesiogiai pritaikoma šildomam objektui. Kai teka srovė, pats objektas yra šildomas. Lyginimo mašina yra šildoma.
Tai bus karščiavimas. Objektas, kuris gali būti tiesiogiai kaitinamas atsparumu, turi būti laidininkas, tačiau jis turi būti didesnis. Kadangi šilumą generuoja pats šildomas objektas, ji priklauso vidaus šildymui, o šiluminis efektyvumas yra labai didelis. Netiesioginiam atsparumui kaitinti reikia specialių lydinių arba nemetalinių medžiagų, kad būtų pagaminti kaitinimo elementai. Kaitinimo elementai generuoja šilumą, kuri perduodama į šildomą objektą radiacijos, konvekcijos ir laidumo pagalba. Kadangi šildomas objektas ir kaitinimo elementas yra padalinti į dvi dalis, šildomo objekto tipas paprastai nėra ribojamas, o operacija yra paprasta.
Medžiagos, naudojamos netiesioginio pasipriešinimo kaitinimo elementams, paprastai reikalauja didelės varžos, žemos temperatūros atsparumo koeficiento, nedidelės deformacijos esant aukštai temperatūrai ir nėra lengvai sulaužomos. Paprastai naudojamos metalinės medžiagos, tokios kaip geležies-aliuminio lydinys, nikelio-chromo lydinys ir nemetalinės medžiagos, tokios kaip silicio karbidas ir molibdeno disilicidas. Maksimali metalinių kaitinimo elementų darbinė temperatūra pagal medžiagos tipą gali siekti 1000 ～ 1500 ℃; aukščiausia nemetalinių šildymo komponentų darbinė temperatūra gali siekti 1500 ～ 1700 ℃. Pastarąjį lengva įdiegti ir jį galima pakeisti šildymo krosnyje, tačiau jam veikiant reikia įtampos reguliavimo įtaiso, o jo tarnavimo laikas yra trumpesnis nei lydinių kaitinimo elementų. Paprastai jis naudojamas aukštos temperatūros krosnyse, vietose, kur temperatūra viršija leistiną maksimalią metalinių kaitinimo elementų darbo temperatūrą, ir kai kuriomis ypatingomis progomis.
Indukcinis šildymas
Pats laidininkas pašildomas šiluminiu poveikiu, kurį sukelia indukcinė srovė (sūkurinė srovė), kurią laidininkas generuoja kintamame elektromagnetiniame lauke. Pagal skirtingus šildymo proceso reikalavimus, į indukciniame šildyme naudojamo kintamosios srovės maitinimo šaltinio dažnį įeina galios dažnis (50–60 Hz), tarpinis dažnis (60–10000 Hz) ir aukštas dažnis (didesnis nei 10000 Hz). Maitinimo dažnio maitinimas paprastai yra pramonėje naudojamas kintamosios srovės maitinimo šaltinis. Daugumos pasaulio šalių maitinimo dažnis yra 50 Hz. Pramoninio dažnio maitinimo šaltinio indukciniam įtaisui indukcinio šildymo įtampa turi būti nustatyta. Atsižvelgiant į šildymo įrangos galią ir maitinimo tinklo galingumą, elektros energijai tiekti per transformatorių galima naudoti aukštos įtampos maitinimo šaltinį (6–10 kV); šildymo įrangą taip pat galima tiesiogiai prijungti prie 380 voltų žemos įtampos elektros tinklo.
Tarpinio dažnio maitinimo šaltiniai ilgą laiką naudojo tarpinių dažnių generatorių rinkinius. Jį sudaro tarpinio dažnio generatorius ir varomasis asinchroninis variklis. Šio įrenginio išėjimo galia paprastai svyruoja nuo 50 iki 1000 kilovatų. Tobulėjant galios elektronikos technologijoms, dabar naudojami tiristorių keitiklio tarpinio dažnio maitinimo šaltiniai. Šis tarpinio dažnio maitinimo šaltinis naudoja tiristorių, kad galios dažnio kintamoji srovė pirmiausia būtų paversta nuolatine, o paskui - nuolatine srove į reikiamo dažnio kintamąją. Dėl mažo dydžio, nedidelio svorio, be triukšmo ir patikimo šios rūšies kintamo dažnio įrangos veikimo ji palaipsniui pakeitė tarpinių dažnių generatorių rinkinius.
Aukšto dažnio maitinimo šaltiniai dažniausiai naudoja transformatorių, kad padidintų trifazę 380 voltų įtampą iki maždaug 20 000 voltų aukštos įtampos, o tada naudokite tiristorių arba aukštos įtampos silicio lygintuvą, kad ištaisytumėte maitinimo dažnį nuo AC iki DC, tada naudokite elektroninis osciliatorius Nuolatinė srovė paverčiama aukšto dažnio, aukštos įtampos kintamąja srove. Aukšto dažnio maitinimo įrangos išėjimo galia svyruoja nuo dešimčių kilovatų iki šimtų kilovatų.
Indukcijos kaitinamas objektas turi būti laidininkas. Kai aukšto dažnio kintamoji srovė praeina per laidininką, laidininkas sukelia odos efektą, tai yra, srovės tankis laidininko paviršiuje yra didelis, o srovės tankis laidininko centre yra mažas.
Indukcinis šildymas gali vienodai šildyti objektą kaip visumą ir paviršiaus šildymą; jis gali užuosti metalą; esant dideliam dažniui, jis gali pakeisti kaitinimo ritės (dar vadinamos induktoriumi) formą, taip pat gali atlikti savavališką vietinį šildymą.
Lankinis šildymas
Objektui pašildyti naudokite lanko sukeltą aukštą temperatūrą. Lankas yra dujų išlydžio tarp dviejų elektrodų reiškinys. Lanko įtampa nėra didelė, bet srovė yra didelė. Stiprią jo srovę palaiko didelis skaičius elektrodo garuotų jonų, todėl lanką lengvai veikia aplinkinis magnetinis laukas. Kai tarp elektrodų susidaro lankas, lanko kolonos temperatūra gali siekti 3000-6000K, kuri yra tinkama metalų lydymui aukštoje temperatūroje.
Yra dviejų rūšių lankinis šildymas: tiesioginis ir netiesioginis lankinis šildymas. Tiesioginio lankinio kaitinimo lanko srovė eina tiesiai per šildomą objektą, o kaitinamas objektas turi būti lanko elektrodas arba terpė. Netiesioginio lankinio kaitinimo lanko srovė nepraeina per šildomą objektą, o daugiausia šildoma lanko skleidžiama šiluma. Lankinio šildymo charakteristikos yra šios: aukšta lanko temperatūra, koncentruota energija, o plieno gamybos elektrinio lankinio krosnies išlydyto baseino paviršiaus galia gali siekti 560–1200 kilovatų kvadratiniame metre. Tačiau lanko triukšmas yra didelis, o jo voltų amperų charakteristikos yra neigiamos varžos charakteristikos (nusileidimo charakteristikos). Norint išlaikyti lanko stabilumą lanko kaitinimo metu, momentinė grandinės įtampos vertė yra didesnė už lanko įtampos vertę, kai lanko srovė akimirksniu kerta nulį, ir norint apriboti trumpojo jungimo srovę, turi būti tam tikros vertės rezistorius prijungtas nuosekliai maitinimo grandinėje.
Elektronų pluošto šildymas
Objekto paviršių bombarduoja dideliu greičiu judantys elektronai, veikiant elektriniam laukui, jį pašildyti. Pagrindinis elektronų pluošto kaitinimo komponentas yra elektronų pluošto generatorius, dar vadinamas elektronų šautuvu. Elektronų pistoletą daugiausia sudaro katodas, fokusavimo elektrodas, anodas, elektromagnetinis lęšis ir deformacinė ritė. Anodas yra įžemintas, o katodas sujungtas su neigiama aukšta padėtimi. Sufokusuotas pluoštas paprastai yra tame pačiame potenciale kaip ir katodas, o tarp katodo ir anodo susidaro greitėjantis elektrinis laukas. Katodo spinduliuojami elektronai yra pagreitinami dideliu greičiu veikiant greitėjančiam elektriniam laukui, sutelkti elektromagnetinio lęšio, o tada valdomi nukreipimo ritės pagalba, kad elektronų pluoštas būtų nukreiptas į kaitinamą objektą. tam tikra kryptimi.
Elektronų pluošto šildymo privalumai yra šie: ①Kontroliuokite elektronų pluošto srovės vertę Ie, kuri gali lengvai ir greitai pakeisti šildymo galią; ElectElektromagnetiniu lęšiu galima laisvai pakeisti kaitinamą dalį arba laisvai koreguoti elektronų pluošto bombardavimo dalies plotą; AnGalite padidinti galios tankį, kad bombarduojamoje vietoje esanti medžiaga akimirksniu išgaruotų.
Infraraudonųjų spindulių šildymas
Objektui spinduliuoti naudokite infraraudonąją spinduliuotę. Po to, kai objektas sugeria infraraudonųjų spindulių spindulius, jis spinduliavimo energiją paverčia šiluma ir yra kaitinamas.
Infraraudonieji spinduliai yra elektromagnetinė banga. Saulės spektre, už matomos šviesos raudonojo galo, tai yra nematoma spinduliuojanti energija. Elektromagnetiniame spektre infraraudonųjų spindulių bangos ilgių diapazonas yra nuo 0,75 iki 1000 mikronų, o dažnių diapazonas - nuo 3 × 10 iki 4 × 10 Hz. Pramoninėse srityse infraraudonųjų spindulių spektras dažnai yra padalintas į kelias juostas: 0,75 ~ 3,0 mikronai yra artimas infraraudonųjų spindulių regionas; 3,0 ~ 6,0 mikronai yra vidurinis infraraudonųjų spindulių regionas; 6,0 ~ 15,0 mikronai yra tolimiausias infraraudonųjų spindulių regionas; 15,0–1000 mikronų yra tolimiausia infraraudonųjų spindulių zona. Skirtingi objektai turi skirtingas galimybes sugerti infraraudonąją šviesą. Net tas pats objektas turi skirtingas galimybes absorbuoti skirtingo ilgio infraraudonąją šviesą. Todėl taikant infraraudonųjų spindulių šildymą, atsižvelgiant į šildomo objekto tipą, reikia pasirinkti tinkamą infraraudonosios spinduliuotės šaltinį, kad radiacijos energija būtų sutelkta šildomo objekto absorbcijos bangos ilgio diapazone, kad gautų geras šildymo efektas.
Elektrinis infraraudonųjų spindulių šildymas iš tikrųjų yra speciali atsparumo kaitinimo forma, kuriai radiacijai gaminti naudojamos tokios medžiagos kaip volframas, geležies-nikelio ar nikelio-chromo lydiniai. Įjungęs energiją, jis generuoja šilumos spinduliavimą dėl šilumos, kurią sukuria jo atsparumas. Paprastai naudojami elektriniai infraraudonųjų spindulių šildymo spinduliuotės šaltiniai yra lempos tipas (atspindintis tipas), vamzdžio tipas (kvarcinio vamzdžio tipas) ir plokštės tipas (plokščias). Lempos tipas yra infraraudonųjų spindulių lemputė, kurios radiatoriumi naudojama volframo viela, kuri, kaip ir bendrojo apšvietimo lemputė, uždaroma inertinėmis dujomis užpildytame stiklo apvalkale. Radiatorius sukuria šilumą po įjungimo (temperatūra yra žemesnė nei bendrojo apšvietimo lempučių), kuri išskiria daug infraraudonųjų spindulių, kurių bangos ilgis yra apie 1,2 mikrono. Jei vidinė stiklo apvalkalo siena yra padengta atspindinčiu sluoksniu, infraraudonieji spinduliai gali būti sutelkti viena kryptimi, todėl lempos tipo infraraudonųjų spindulių šaltinis taip pat vadinamas atspindinčiu infraraudonuoju radiatoriumi. Vamzdžių tipo infraraudonųjų spindulių šaltinio vamzdis pagamintas iš kvarcinio stiklo, kurio viduryje yra volframo viela, todėl jis taip pat vadinamas kvarcinio vamzdžio tipo infraraudonųjų spindulių radiatoriumi. Infraraudonųjų spindulių šviesos, kurią skleidžia lempos tipas ir vamzdžio tipas, bangos ilgis yra nuo 0,7 iki 3 mikronų, o darbo temperatūra yra palyginti žema. Paprastai jis naudojamas šildymui, kepimui, džiovinimui lengvojoje ir tekstilės pramonėje bei infraraudonųjų spindulių fizioterapijai gydant. Plokštės tipo infraraudonųjų spindulių šaltinio spinduliavimo paviršius yra plokščias paviršius, sudarytas iš plokščios varžos plokštės. Varžinės plokštės priekinė dalis yra padengta medžiaga su dideliu atspindžio koeficientu, o kita pusė yra padengta medžiaga, kurios atspindžio koeficientas yra mažas, todėl didžioji šilumos energijos dalis yra spinduliuojama iš priekio. Darbinė plokščių tipo temperatūra gali siekti daugiau kaip 1000 ℃, ir ji gali būti naudojama plieno medžiagų ir didelio skersmens vamzdžių bei konteinerių siūlių atkaitinimui.
Kadangi infraraudonieji spinduliai pasižymi stipriu skvarbumu, daiktai jį lengvai sugeria, o daiktams absorbavus, jie iškart virsta šilumos energija; energijos nuostoliai prieš ir po infraraudonųjų spindulių šildymo yra nedideli, temperatūrą lengva valdyti, o šildymo kokybė yra aukšta. Todėl infraraudonųjų spindulių šildymo taikymas sparčiai vystosi.
Vidutinis šildymas
Izoliacinei medžiagai pašildyti naudokite aukšto dažnio elektrinį lauką. Pagrindinis šildymo objektas yra dielektrinis. Kai dielektrikas dedamas į kintamą elektrinį lauką, jis bus pakartotinai poliarizuotas (veikiant elektriniam laukui ant dielektriko paviršiaus ar jo viduje atsiranda vienodas priešingo poliškumo įkrovos kiekis), tokiu būdu paverčiant elektros energiją elektrinis laukas į šilumą.
Vidutiniam šildymui naudojamo elektrinio lauko dažnis yra labai didelis. Vidutinių, trumpųjų ir ypač trumpųjų bangų juostose dažnis yra nuo šimtų kilohercų iki 300 MHz, kuris vadinamas aukšto dažnio dielektriniu šildymu. Jei jis yra didesnis nei 300 MHz ir pasiekia mikrobangų juostą, jis vadinamas mikrobangų dielektriniu šildymu. Paprastai aukšto dažnio dielektrinis šildymas atliekamas elektriniame lauke tarp dviejų plokščių; o mikrobangų dielektrinis kaitinimas atliekamas bangolaidžio, rezonansinės ertmės ar mikrobangų antenos spinduliuotės lauke.
Kai dielektrikas kaitinamas aukšto dažnio elektriniame lauke, jo vieneto tūrio traukiama elektros galia yra P=0,566fEεrtgδ × 10 (W / cm)
Jei jis išreiškiamas šiluma, jis yra:
H=1,33fErtgδ × 10 (cal / sek. Cm
Kur f yra aukšto dažnio elektrinio lauko dažnis, εr yra santykinis dielektriko pralaidumas, δ yra dielektrinio nuostolio kampas ir E yra elektrinio lauko stipris. Iš formulės matyti, kad dielektriko iš aukšto dažnio elektrinio lauko gaunama elektros galia yra proporcinga elektrinio lauko stiprumo E kvadratui, elektrinio lauko dažniui f ir dielektriko nuostolių kampui δ. . E ir f yra nustatomi pagal taikomą elektrinį lauką, o εr priklauso nuo paties dielektriko pobūdžio. Todėl vidutinio šildymo objektas daugiausia yra medžiaga, turinti didelių vidutinių nuostolių.
Vidutinis šildymas, nes šiluma susidaro dielektriko (šildomo objekto) viduje, palyginti su kitu išoriniu šildymu, šildymo greitis yra didelis, šiluminis efektyvumas yra didelis ir šildymas yra vienodas.
Terpės šildymas gali kaitinti terminį gelį pramonėje, sausus grūdus, popierių, medieną ir kitas pluoštines medžiagas; jis taip pat gali iš anksto pašildyti plastiką prieš liejimą ir suklijuoti kaučiuko vulkanizaciją, medieną, plastiką ir kt. Pasirinkus tinkamą elektrinio lauko dažnį ir prietaisą, kaitinant fanerą galima pašildyti tik lipnius klijus, nepaveikiant pačios faneros. Vienalytėms medžiagoms galima šildyti kaip visumą.