القای الکترومغناطیسی

فرآیند گرمایش القایی

فرآیند گرمایش القایی شبیه به اثر گرمایش ژول است، اما با یک اصلاح مهم. جریان هایی که مواد را گرم می کنند با استفاده از القای الکترومغناطیسی القا می شوند. این یک فرآیند گرمایش غیر تماسی است.

فرآیند گرمایش القایی

یک سیم پیچ القایی بالای یک ماده رسانا (صفحه مسی).عکس

فرآیند گرمایش القایی

با اعمال یک جریان متناوب فرکانس بالا به یک سیم پیچ القایی، یک میدان مغناطیسی متغیر با زمان تولید می شود. ماده ای که قرار است گرم شود، به عنوان قطعه کار شناخته می شود، در داخل میدان مغناطیسی قرار می گیرد، بدون اینکه سیم پیچ را لمس کند. توجه داشته باشید که همه مواد را نمی توان با القایی گرم کرد، فقط آنهایی که رسانایی الکتریکی بالایی دارند (مانند مس، طلا و آلومینیوم، به چند مورد). میدان الکترومغناطیسی متناوب جریان های گردابی را در قطعه کار القا می کند که منجر به تلفات مقاومتی می شود که سپس ماده را گرم می کند.

فرآیند گرمایش القایی

چگالی جریان القایی در صفحه مسی در فرکانس 10 هرتز. عکس

علاوه بر این، فرکانس بالا منجر به اثر پوستی می شود. جریان متناوب مجبور می شود در یک لایه نازک به سمت سطح قطعه کار جریان یابد. این به نوبه خود منجر به افزایش مقاومت هادی می شود که در نهایت منجر به افزایش شدید اثر گرمایش می شود.

فلزات آهنی از طریق القاء راحت تر از سایر مواد گرم می شوند. این به این دلیل است که نفوذپذیری بالای آنها باعث افزایش جریان گردابی و اثر پوستی می شود. علاوه بر این، مکانیسم گرمایش دیگری رخ می دهد. کریستال های آهن این ماده بارها و بارها توسط میدان مغناطیسی متناوب مغناطیسی و مغناطیس زدایی می شوند. این باعث می شود که حوزه های مغناطیسی به سرعت به جلو و عقب بچرخند و منجر به تلفات هیسترزیس شود که منجر به گرمای اضافی می شود.

گرمایش القایی در طراحی

بنابراین، گرمایش القایی بدون تماس فیزیکی بین قطعه کار و سیم پیچ القایی انجام می شود. این به فرآیندهایی کمک می کند که درجه بالایی از تمیزی در آنها اهمیت دارد، مثلاً در تولید نیمه هادی.

فرآیند گرمایش القایی

چگالی شار مغناطیسی.عکس

علاوه بر این، این روش گرمایش بسیار کارآمد است، زیرا گرما در داخل قطعه کار تولید می شود، برخلاف جای دیگری و سپس به قطعه کار اعمال می شود. به عبارت دیگر، با گرمایش القایی، می‌توان از تلفات حرارتی از سطوحی که اتصال الکتریکی را فراهم می‌کند، جلوگیری کرد و در نتیجه راندمان گرمایش کلی را بهبود بخشید.

 

گرمایش القایی شامل دو نوع مختلف فیزیک است: الکترومغناطیس و انتقال حرارت. برخی از خواص مواد وابسته به دما هستند، به این معنی که با اعمال گرما تغییر می کنند. در آن صورت، می توانید این دو پدیده فیزیکی را با هم در نظر بگیرید.

چگالی شار مغناطیسی

اثر پوستی: چگالی جریان در نزدیکی سطح هادی زیاد است…

طرح هایی که از گرمایش القایی استفاده می کنند

یکی از نوآوری هایی که از گرمایش القایی بهره می برد، اجاق گاز القایی است. در این طرح، کویل زیر صفحه اجاق گاز قرار می گیرد و میدان های الکترومغناطیسی آن بر روی دیگ فلزی اثر می گذارد. از آنجایی که فقط مواد بسیار رسانا را می توان از این طریق گرم کرد، قابلمه گرم می شود، در حالی که اگر دست خود را روی اجاق گاز قرار دهید، احساس گرما نمی کند.

 

صنعت نیمه هادی نیز از این فرآیند برای گرم کردن سیلیکون استفاده می کند. از دیگر کاربردها می توان به آب بندی، عملیات حرارتی و جوشکاری اشاره کرد.

نمودار دما: گرمایش القایی در یک سیلندر مسی

نمودار دما: گرمایش القایی در یک سیلندر مسی

وقتی گرمایش منجر به هدر رفتن انرژی می شود

در حالی که محصولات و فرآیندهای زیادی وجود دارد که به لطف گرمایش القایی کار می کنند، یک کاربرد وجود دارد که گرمایش منجر به هدر رفتن انرژی می شود. وقتی صحبت از ترانسفورماتورها می شود، مهم است که اجازه ندهید جریان های گردابی در داخل هسته ها جریان پیدا کنند. اگر جریان های گردابی هسته مغناطیسی ترانسفورماتور را گرم کنند، توان هدر می رود و ممکن است مشکلات دیگری مانند آسیب ساختاری رخ دهد.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

    EnglishIran
    سوالی دارید؟ میتونیم کمکتون کنیم!
    مکالمه را شروع کنید
    سلام! برای چت در WhatsApp پرسنل پشتیبانی که میخواهید با او صحبت کنید را انتخاب کنید
    با سلام  میتونم کمکتون کنم؟