Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Топ:
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Интересное:
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
2017-11-27 | 932 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Общие сведения
Принцип индукционного нагрева* заключается в преобразовании энергии электромагнитного поля, поглощаемой электропроводным нагреваемым объектом, в тепловую энергию.
В установках индукционного нагрева электромагнитное поле создают индуктором, представляющим собой многовитковую цилиндрическую катушку (соленоид)**. Через индуктор пропускают переменный синусоидальный*** электрический ток, в результате чего вокруг индуктора возникает изменяющееся во времени переменное магнитное поле. Это – первое превращение энергии электромагнитного поля, описываемое первым уравнением Максвелла**** (закон полного тока):
rot H = J nep + J cм = J пр + д D / д τ = (1/ρ + j ωεaбс) Е, (140)
где Н и Е – комплексные векторы напряженности магнитного и электрического поля соответственно;
J neр, J пр, и J см – комплексные векторы плотности тока переноса, проводимости и смещения соответственно;
D = εабс Е = ε0ε r Е – комплексный вектор электрической индукции;
εабс и ε r – абсолютная и относительная диэлектрическая проницаемость;
ε0 – электрическая постоянная, Ф/м; ε0= 1/(4π9∙109);
ρ– удельное электрическое сопротивление;
ω – угловая частота колебаний электромагнитного поля; ω = 2π f;
f – частота тока.
Нагреваемый объект помещают внутрь индуктора или рядом с ним. Изменяющийся (во времени) поток вектора магнитной индукции, созданный индуктором, пронизывает нагреваемый объект и индуктирует электрическое поле. Электрические линии этого поля расположены в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного потока, и замкнуты, т.е. электрическое поле в нагреваемом объекте носит вихревой характер. Это – второе превращение энергии электромагнитного поля, описываемое вторым уравнением Максвелла (закон электромагнитной индукции):
|
rot Е = – д В /д τ= – j ωμабс Н, (141)
где В – комплексный вектор магнитной индукции; В = μабс Н = μ0μ r Н;
μабс и μ r – абсолютная и относительная магнитная проницаемость;
μ0 – магнитная постоянная, Гн/м; μ0 = 4π∙10–7.
В нагреваемом электропроводном объекте под действием индуктированного электрического поля, согласно закону Ома, возникают токи проводимости J пр(вихревые токи), теплогенерация* которых является причиной диссипации энергии электромагнитного поля. Это – третье превращение энергии электромагнитного поля, причем энергетическое соотношение этого превращения описывает закон Джоуля – Ленца [см. формулу (118)]:
qV = J пp E = ρ J = Е 2/ρ,
где qV – интенсивность (мощность) объемной теплогенерации.
На величину напряженности электрического поля в нагреваемом объекте оказывают влияние два фактора: величина магнитного потока, т.е. число магнитных силовых линий, пронизывающих объект (или сцепленных с нагреваемым объектом), и частота питающего тока, т.е. частота изменений (во времени) магнитного потока, сцепленного с нагреваемым объектом. Это дает возможность выполнить два типа установок индукционного нагрева, которые различаются по конструкции и по эксплуатационным свойствам: индукционные установки с магнитопроводом и без магнитопровода.
По частоте изменения тока, питающего установку индукционного нагрева, различают:
1) установки промышленной частоты (50 Гц), питающиеся от сети непосредственно или через понижающие трансформаторы;
2) установки средней (повышенной) частоты (500...104 Гц), получающие питание от электромашинных или полупроводниковых преобразователей частоты;
3) высокочастотные установки (66 или 440 кГц), питающиеся от ламповых (электронных) генераторов.
В плавильной индукционной печи без замкнутого магнитопровода расплавляемый металл находится в керамическом тигле*, помещенном внутри цилиндрического многовиткового индуктора. Отсутствие замкнутого магнитопровода значительно увеличивает магнитный поток рассеяния; число магнитных силовых линий, сцепляемых с металлом в тигле, будет крайне мало. Это обстоятельство требует соответствующего увеличения частоты изменения (во времени) электромагнитного поля. Поэтому для эффективной работы ИТП их питают токами средней, а в отдельных случаях и высокой частоты от соответствующих преобразователей частоты тока. Подобные печи имеют очень низкий естественный коэффициент мощности (cos φ ≈ 0,03...0,1), что вызывает необходимость искусственной емкостной компенсации реактивной (индуктивной) мощности.
|
|
|
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!