V indukčních pecích a zařízeních se teplo ve vyhřívaném zařízení uvolňuje proudy vznikajícími ve střídavém elektromagnetickém poli uvnitř jednotky. Říká se jim indukce. V důsledku jejich působení stoupá teplota. Indukční ohřev kovů je založen na dvou hlavních fyzikálních zákonech:
- Faraday-Maxwell;
- Joule-Lenz.
V kovových tělesech, když jsou umístěna ve střídavém poli, se začnou objevovat vířivá elektrická pole.
Indukční topné zařízení
Vše se děje následovně. Pod vlivem proměnného magnetického toku se mění elektromotorická síla (EMF) indukce.
EMF působí tak, že uvnitř těles proudí vířivé proudy, které uvolňují teplo plně v souladu s Joule-Lenzovým zákonem. EMF také generuje střídavý proud v kovu. V tomto případě se uvolňuje tepelná energie, což vede ke zvýšení teploty kovu.
Tento typ ohřevu je nejjednodušší, protože je bezkontaktní. Umožňuje dosažení velmi vysokých teplot, při kterýchnejvíce žáruvzdorné kovy lze obrábět.
Pro zajištění indukčního ohřevu je nutné vytvořit určité napětí a frekvenci v elektromagnetických polích. To lze provést ve speciálním zařízení - induktoru. Je napájen z průmyslové sítě s frekvencí 50 Hz. K tomu můžete použít jednotlivé zdroje energie - konvertory a generátory.
Nejjednodušší nízkofrekvenční indukční zařízení je spirála (izolovaný vodič), která může být umístěna uvnitř kovové trubky nebo navinuta kolem ní. Procházející proudy ohřívají potrubí, které naopak přenáší teplo do okolí.
Použití indukčního ohřevu při nízkých frekvencích je poměrně vzácné. Běžnější zpracování kovů při střední a vysoké frekvenci.
Taková zařízení se liší tím, že magnetická vlna dopadá na povrch, kde je utlumena. Tělo přeměňuje energii této vlny na teplo. Pro maximální efekt by měly být obě složky tvarově blízké.
Kde se používá
Použití indukčního ohřevu je v moderním světě velmi rozšířené. Oblast použití:
- tavení kovů, jejich pájení bezkontaktním způsobem;
- získávání nových kovových slitin;
- strojní inženýrství;
- klenoty;
- vyrobte malé díly, které lze poškodit jinými metodami;
- povrchové kalení (navíc díly mohou mít nejsložitější konfiguraci);
- tepelné zpracování (obrábění součástí strojů, kalené povrchy);
- medicína (dezinfekce přístrojů a nástrojů).
Indukční ohřev: pozitivní vlastnosti
Tato metoda má mnoho výhod:
- Dokáže rychle zahřát a roztavit jakýkoli vodivý materiál.
- Umožňuje ohřev v jakémkoli médiu: vakuum, atmosféra, nevodivá kapalina.
- Vzhledem k tomu, že se zahřívá pouze vodivý materiál, stěny, které slabě pohlcují vlny, zůstávají studené.
- Ve specializovaných oblastech metalurgie získávání ultračistých slitin. Jedná se o zábavný proces, protože kovy jsou smíchány v suspendovaném stavu, ve skořápce ochranného plynu.
- Ve srovnání s jinými typy indukce neznečišťuje životní prostředí. Pokud je v případě plynových hořáků přítomno znečištění, stejně jako při obloukovém ohřevu, pak to indukce eliminuje díky "čistému" elektromagnetickému záření.
- Malé rozměry induktoru zařízení.
- Schopnost vyrobit induktor libovolného tvaru nepovede k místnímu ohřevu, ale přispěje k rovnoměrnému rozložení tepla.
- Nenahraditelné, pokud je třeba zahřát pouze určitou oblast povrchu.
- Nastavit takové zařízení pro požadovaný režim a regulovat jej není obtížné.
Vady
Systém má následující nevýhody:
- Samoinstalace aseřízení typu ohřevu (indukce) a jeho vybavení je poměrně náročné. Je lepší se obrátit na specialisty.
- Potřeba přesně sladit induktor a obrobek, jinak bude indukční ohřev nedostatečný, jeho výkon může dosáhnout malých hodnot.
Zařízení pro indukční ohřev
Pro uspořádání individuálního ohřevu můžete zvážit možnost, jako je indukční ohřev.
Jednotkou bude transformátor sestávající ze dvou typů vinutí: primárního a sekundárního (které je zase zkratované).
Jak to funguje
Princip činnosti konvenčního induktoru: vírové proudy procházejí dovnitř a směrují elektrické pole na druhé těleso.
Aby voda procházela takovým kotlem, jsou k němu přivedeny dvě trubky: pro studenou vodu, která vstupuje, a na výstupu teplé vody - druhá trubka. Vlivem tlaku voda neustále cirkuluje, což vylučuje možnost zahřátí indukčního prvku. Přítomnost vodního kamene je zde vyloučena, protože v induktoru dochází ke stálým vibracím.
Údržba takové položky by byla levná. Hlavní výhodou je, že zařízení funguje tiše. Můžete jej nainstalovat v jakékoli místnosti.
Vyrobte si vybavení sami
Instalace indukčního ohřevu nebude příliš obtížná. I ti, kteří nemají zkušenosti, se po pečlivém studiu s úkolem vyrovnají. Před zahájením práce si musíte udělat zásoby následujících nezbytných položek:
- Invertor. Dá se použítze svařovacího stroje, je to levné a bude vyžadovat vysokou frekvenci. Můžete si to vyrobit sami. Ale toto je časově náročná činnost.
- Pouzdro ohřívače (k tomu je vhodný kus plastové trubky, indukční ohřev trubky v tomto případě bude nejúčinnější).
- Materiál (stačí drát o průměru maximálně sedm milimetrů).
- Zařízení pro připojení induktoru k topné síti.
- Mřížka k přidržení drátu uvnitř induktoru.
- Indukční cívku lze vytvořit z měděného drátu (musí být sm altovaný).
- Pumpa (pro dodávku vody do induktoru).
Pravidla pro vlastní výrobu vybavení
Aby indukční ohřívací jednotka správně fungovala, musí proud pro takový výrobek odpovídat výkonu (musí být alespoň 15 ampér, je-li požadováno, pak více).
- Drát musí být rozřezán na kousky ne větší než pět centimetrů. To je nezbytné pro účinné vytápění ve vysokofrekvenčním poli.
- Tělo by nemělo mít menší průměr než připravený drát a mít silné stěny.
- Pro připojení k topné síti je na jedné straně konstrukce připevněn speciální adaptér.
- Na spodek trubky by měla být umístěna síťka, aby se zabránilo vypadnutí drátu.
- Ten druhý je potřeba v takovém množství, aby vyplnil celý vnitřní prostor.
- Design je uzavřen, adaptér je umístěn.
- Potom se z této trubky zkonstruuje cívka. Chcete-li to provést, již jej zab altepřipravený drát. Je nutné dodržet počet otáček: minimálně 80, maximálně 90.
- Po připojení k topnému systému se do přístroje nalije voda. Cívka je připojena k připravenému měniči.
- Instaluje se vodní čerpadlo.
- Ovladač teploty je namontován.
Výpočet indukčního ohřevu bude tedy záviset na následujících parametrech: délka, průměr, teplota a doba zpracování. Věnujte pozornost indukčnosti pneumatik vedoucích k induktoru, která může být mnohem vyšší než samotný induktor.
O varných deskách
Další použití v domácnosti, kromě topného systému, tento typ vytápění se vyskytuje u sporákových varných desek.
Tento povrch vypadá jako běžný transformátor. Jeho cívka je ukryta pod povrchem panelu, který může být skleněný nebo keramický. Protéká jím proud. Toto je první část cívky. Druhým jsou ale pokrmy, ve kterých se bude vařit. Na dně nádobí se vytvářejí vířivé proudy. Nejprve ohřívají nádobí a potom jídlo v něm.
Teplo se uvolní pouze tehdy, když na povrch varné desky položíte nádobí.
Pokud chybí, neproběhne žádná akce. Indukční varná zóna bude odpovídat průměru nádoby, která je na ní umístěna.
Pro taková kamna je potřeba speciální nádobí. Nejvíce feromagnetickékovy mohou interagovat s indukčním polem: hliník, nerezová a sm altovaná ocel, litina. Nevhodné pouze pro tyto povrchy: měď, keramiku, sklo a nádobí vyrobené z neferomagnetických kovů.
Indukční vařič se přirozeně zapne pouze tehdy, když na něj položíte vhodné nádobí.
Moderní sporáky jsou vybaveny elektronickou řídící jednotkou, která umožňuje rozpoznat prázdné a nepoužitelné nádobí. Hlavní výhody indukčních varných desek jsou: bezpečnost, snadné čištění, rychlost, účinnost, hospodárnost. Povrch panelu by se nikdy neměl spálit.
Takže jsme zjistili, kde se tento typ ohřevu (indukce) používá.
