ในเตาหลอมและอุปกรณ์เหนี่ยวนำ ความร้อนในอุปกรณ์ที่ให้ความร้อนจะถูกปล่อยออกมาจากกระแสที่เกิดขึ้นในสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับภายในตัวเครื่อง พวกเขาเรียกว่าการเหนี่ยวนำ อันเป็นผลมาจากการกระทำของพวกเขาอุณหภูมิสูงขึ้น การเหนี่ยวนำความร้อนของโลหะเป็นไปตามกฎทางกายภาพหลักสองข้อ:
- ฟาราเดย์-แมกซ์เวลล์;
- จูล-เลนซ์
ในร่างกายที่เป็นโลหะ เมื่อวางในสนามสลับกัน สนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนจะเริ่มปรากฏขึ้น
เครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำ
เกิดทุกอย่างตามนี้ ภายใต้อิทธิพลของฟลักซ์แม่เหล็กแปรผัน แรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) ของการเหนี่ยวนำจะเปลี่ยนแปลง
EMF ทำหน้าที่ในลักษณะที่กระแสน้ำวนไหลภายในร่างกายซึ่งปล่อยความร้อนตามกฎหมาย Joule-Lenz อย่างเต็มที่ นอกจากนี้ EMF ยังสร้างกระแสสลับในโลหะอีกด้วย ในกรณีนี้ พลังงานความร้อนจะถูกปล่อยออกมา ซึ่งทำให้อุณหภูมิของโลหะสูงขึ้น
การให้ความร้อนแบบนี้ง่ายที่สุดเพราะไม่สัมผัส ช่วยให้มีอุณหภูมิสูงมากซึ่งสามารถกลึงโลหะที่ทนไฟได้มากที่สุด
เพื่อให้ความร้อนเหนี่ยวนำ จำเป็นต้องสร้างแรงดันและความถี่ที่แน่นอนในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า สามารถทำได้ในอุปกรณ์พิเศษ - ตัวเหนี่ยวนำ มันขับเคลื่อนจากเครือข่ายอุตสาหกรรมที่ 50 Hz คุณสามารถใช้แหล่งพลังงานแยกสำหรับสิ่งนี้ - คอนเวอร์เตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
อุปกรณ์เหนี่ยวนำความถี่ต่ำที่ง่ายที่สุดคือเกลียว (ตัวนำหุ้มฉนวน) ซึ่งสามารถวางไว้ในท่อโลหะหรือพันรอบได้ กระแสน้ำที่ไหลผ่านทำให้ท่อร้อน ซึ่งในทางกลับกันก็ถ่ายเทความร้อนสู่สิ่งแวดล้อม
การใช้เครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำที่ความถี่ต่ำนั้นค่อนข้างหายาก การแปรรูปโลหะทั่วไปที่ความถี่ปานกลางและสูง
อุปกรณ์ดังกล่าวมีความแตกต่างตรงที่คลื่นแม่เหล็กกระทบพื้นผิวซึ่งถูกลดทอนลง ร่างกายแปลงพลังงานของคลื่นนี้เป็นความร้อน เพื่อให้ได้ผลลัพธ์สูงสุด ส่วนประกอบทั้งสองควรอยู่ในรูปที่ใกล้เคียงกัน
ใช้ที่ไหน
การใช้เครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำในโลกสมัยใหม่เป็นที่แพร่หลาย พื้นที่ใช้งาน:
- การหลอมโลหะ การบัดกรีแบบไร้สัมผัส
- รับโลหะผสมใหม่;
- วิศวกรรมเครื่องกล
- อัญมณี;
- ทำชิ้นส่วนเล็กๆที่เสียหายได้โดยวิธีอื่น
- ชุบแข็งพื้นผิว (ยิ่งไปกว่านั้น ชิ้นส่วนสามารถมีรูปแบบที่ซับซ้อนที่สุดได้);
- การอบชุบด้วยความร้อน (ชิ้นส่วนเครื่องจักร, พื้นผิวชุบแข็ง);
- ยา (ฆ่าเชื้อเครื่องใช้และอุปกรณ์).
การเหนี่ยวนำความร้อน: คุณสมบัติเชิงบวก
วิธีนี้มีข้อดีหลายประการ:
- สามารถให้ความร้อนและละลายวัสดุนำไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็ว
- ให้ความร้อนในสื่อใดๆ: สูญญากาศ บรรยากาศ ของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้า
- เนื่องจากวัสดุที่นำไฟฟ้าเท่านั้นที่ถูกทำให้ร้อน ผนังที่ดูดซับคลื่นได้น้อยจึงยังคงเย็นอยู่
- ในพื้นที่เฉพาะของโลหะวิทยาเพื่อให้ได้โลหะผสมบริสุทธิ์พิเศษ นี่เป็นกระบวนการที่สนุกสนาน เนื่องจากโลหะต่างๆ ถูกผสมในสถานะแขวนลอยในเปลือกก๊าซป้องกัน
- การเหนี่ยวนำไม่สร้างมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมเมื่อเทียบกับชนิดอื่นๆ หากมีมลพิษจากหัวเตาแก๊ส รวมถึงการให้ความร้อนด้วยอาร์ค การเหนี่ยวนำจะขจัดสิ่งนี้ออกไป เนื่องจากการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ "สะอาด"
- ขนาดเล็กของตัวเหนี่ยวนำอุปกรณ์
- ความสามารถในการผลิตตัวเหนี่ยวนำรูปร่างใดๆ ก็ตาม สิ่งนี้จะไม่ทำให้เกิดความร้อนในท้องถิ่น แต่จะมีส่วนในการกระจายความร้อนที่สม่ำเสมอ
- ไม่สามารถถูกแทนที่ได้หากจำเป็นต้องให้ความร้อนเพียงบางพื้นที่ของพื้นผิว
- การตั้งค่าอุปกรณ์ดังกล่าวสำหรับโหมดที่ต้องการและควบคุมไม่ใช่เรื่องยาก
ข้อบกพร่อง
ระบบมีข้อเสียดังต่อไปนี้:
- ติดตั้งเองแล้วการปรับประเภทของความร้อน (การเหนี่ยวนำ) และอุปกรณ์นั้นค่อนข้างยาก หันไปหาผู้เชี่ยวชาญจะดีกว่า
- ความจำเป็นในการจับคู่ตัวเหนี่ยวนำและชิ้นงานให้ตรงกัน มิฉะนั้น การเหนี่ยวนำความร้อนไม่เพียงพอ พลังงานอาจถึงค่าเล็กน้อย
อุปกรณ์ทำความร้อนเหนี่ยวนำ
สำหรับการจัดระบบทำความร้อนแต่ละรายการ คุณสามารถพิจารณาตัวเลือก เช่น การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ
หน่วยจะเป็นหม้อแปลงไฟฟ้าที่ประกอบด้วยขดลวดสองประเภท: หลักและรอง (ซึ่งในทางกลับกันจะลัดวงจร)
มันทำงานอย่างไร
หลักการทำงานของตัวเหนี่ยวนำทั่วไป: กระแสน้ำวนไหลผ่านภายในและนำสนามไฟฟ้าไปยังตัวที่สอง
เพื่อให้น้ำไหลผ่านหม้อต้มดังกล่าว ให้นำท่อสองท่อมาใส่: สำหรับน้ำเย็นที่ไหลเข้า และที่ทางออกของน้ำอุ่น - ท่อที่สอง เนื่องจากแรงดันน้ำจึงไหลเวียนอย่างต่อเนื่องซึ่งช่วยลดความเป็นไปได้ในการให้ความร้อนแก่องค์ประกอบตัวเหนี่ยวนำ การมีอยู่ของมาตราส่วนนั้นไม่รวมอยู่ในที่นี้ เนื่องจากการสั่นคงที่เกิดขึ้นในตัวเหนี่ยวนำ
ของแบบนี้ค่าบำรุงรักษาไม่แพง ข้อดีหลักคืออุปกรณ์ทำงานเงียบ ติดตั้งไว้ในห้องไหนก็ได้
ทำอุปกรณ์เอง
การติดตั้งเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำจะไม่ยากมาก แม้แต่ผู้ที่ไม่มีประสบการณ์หลังจากศึกษามาอย่างดีก็จะรับมือกับงานนี้ได้ ก่อนเริ่มงาน คุณต้องตุนของที่จำเป็นต่อไปนี้:
- อินเวอร์เตอร์ ใช้ได้เลยจากเครื่องเชื่อมมีราคาไม่แพงและต้องใช้ความถี่สูง คุณสามารถทำมันเอง แต่นี่เป็นกิจกรรมที่ต้องใช้เวลามาก
- เครื่องทำความร้อน (ท่อพลาสติกหนึ่งชิ้นเหมาะสำหรับสิ่งนี้ การเหนี่ยวนำความร้อนของท่อในกรณีนี้จะมีประสิทธิภาพมากที่สุด)
- วัสดุ (ลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกินเจ็ดมิลลิเมตรจะทำ)
- อุปกรณ์สำหรับเชื่อมต่อตัวเหนี่ยวนำกับเครือข่ายการทำความร้อน
- ตะแกรงสำหรับยึดลวดในตัวเหนี่ยวนำ
- สร้างขดลวดเหนี่ยวนำจากลวดทองแดง (ต้องเคลือบ)
- ปั๊ม (เพื่อจ่ายน้ำให้กับตัวเหนี่ยวนำ).
กฎการทำอุปกรณ์ด้วยตัวเอง
เพื่อให้หน่วยทำความร้อนเหนี่ยวนำทำงานได้อย่างถูกต้อง กระแสไฟสำหรับผลิตภัณฑ์ดังกล่าวต้องสอดคล้องกับกำลังไฟฟ้า (ต้องมีอย่างน้อย 15 แอมแปร์ หากต้องการ หรือมากกว่านั้น)
- ลวดต้องหั่นเป็นชิ้นขนาดไม่เกินห้าเซนติเมตร นี่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพในเขตความถี่สูง
- ร่างกายไม่ควรเล็กกว่าลวดที่เตรียมไว้และมีผนังหนา
- ในการต่อเข้ากับโครงข่ายทำความร้อน จะมีการต่ออะแดปเตอร์พิเศษที่ด้านหนึ่งของโครงสร้าง
- ควรวางตาข่ายที่ด้านล่างของท่อเพื่อป้องกันไม่ให้ลวดหลุดออก
- อันหลังจำเป็นสำหรับปริมาณที่จะเติมให้เต็มพื้นที่ภายใน
- ออกแบบปิด วางอแดปเตอร์
- จากนั้นก็สร้างขดลวดจากท่อนี้ การทำเช่นนี้ห่อเรียบร้อยแล้วลวดที่เตรียมไว้ ต้องสังเกตจำนวนรอบ: ขั้นต่ำ 80 สูงสุด 90.
- หลังจากเชื่อมต่อกับระบบทำความร้อน น้ำจะถูกเทลงในอุปกรณ์ ขดลวดเชื่อมต่อกับอินเวอร์เตอร์ที่เตรียมไว้
- กำลังติดตั้งปั๊มน้ำ
- ติดตั้งตัวควบคุมอุณหภูมิ
ดังนั้น การคำนวณการเหนี่ยวนำความร้อนจะขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ต่อไปนี้: ความยาว เส้นผ่านศูนย์กลาง อุณหภูมิ และเวลาในการประมวลผล ให้ความสนใจกับการเหนี่ยวนำของยางที่นำไปสู่ตัวเหนี่ยวนำ ซึ่งอาจสูงกว่าตัวเหนี่ยวนำมาก
เกี่ยวกับเตา
อีกหนึ่งการใช้งานในครัวเรือน นอกจากระบบทำความร้อนแล้ว เครื่องทำความร้อนประเภทนี้ยังพบได้ในเตาไฟฟ้า
พื้นผิวนี้ดูเหมือนหม้อแปลงไฟฟ้าทั่วไป ขดลวดซ่อนอยู่ใต้พื้นผิวของแผงซึ่งอาจเป็นแก้วหรือเซรามิก กระแสน้ำไหลผ่านมัน นี่คือส่วนแรกของขดลวด แต่อย่างที่สองคือจานที่ใช้ประกอบอาหาร กระแสน้ำวนถูกสร้างขึ้นที่ด้านล่างของจาน พวกเขาอุ่นจานก่อน ตามด้วยอาหารในนั้น
ความร้อนจะถูกปล่อยออกมาเมื่อวางจานบนพื้นผิวของเตา
ถ้าขาดไปจะไม่ดำเนินการใดๆ โซนการปรุงอาหารแบบเหนี่ยวนำจะตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องครัวที่วางอยู่บนนั้น
สำหรับเตาแบบนี้จำเป็นต้องมีอาหารจานพิเศษ แม่เหล็กมากที่สุดโลหะสามารถโต้ตอบกับสนามเหนี่ยวนำ: อลูมิเนียม สแตนเลส และเหล็กเคลือบ เหล็กหล่อ ไม่เหมาะสำหรับพื้นผิวดังกล่าวเท่านั้น: ทองแดง เซรามิก แก้ว และจานที่ทำจากโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก
โดยธรรมชาติ เตาแม่เหล็กไฟฟ้าจะเปิดเมื่อวางเครื่องครัวที่เหมาะสมเท่านั้น
เตาสมัยใหม่มีชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งช่วยให้คุณจดจำจานเปล่าและจานที่ใช้ไม่ได้ ข้อดีหลักของเตาแม่เหล็กไฟฟ้า ได้แก่ ความปลอดภัย ความสะดวกในการทำความสะอาด ความเร็ว ประสิทธิภาพ ประหยัด พื้นผิวของแผงไม่ควรถูกไฟไหม้
เราพบว่ามีการใช้ความร้อนประเภทนี้ที่ไหน