كوره القایی


«گرمایش القایی» یک پروسه گرمایشی بدون تماس است که از الکتریسیته با فرکانس بالا برای حرارت دادن به موادی که از نظر الکتریکی رسانا هستند , استفاده میکند.از آنجاییکه این فرآیند بدون تماس صورت میگیرد,هیچ گونه آلودگی ناشی از پروسه گرمایش را در مواد شاهد نیستیم و از آنجاییکه گرما در حقیقت در خود مواد ایجاد میشود کارایی بالایی را شاهد هستیم.در مقابل این نوع گرمایش ما با دیگر انواع گرمایش مانند شعله آتش و المنت های حرارتی مواجه هستیم.

گرمایش القایی چگونه کار میکند؟

منبع الکتریکی با فرکانس بالا جریان متناوب با مقدار زیادی را روانه سیم پیچ میکند.عبور این جریان , میدان مغناطیسی عظیمی را که به سرعت هم تغییر میکند در اطراف سیم پیچ پدید می آورد.قطعه کار مورد نظر ما تحت همین میدان قرار میگیرد. بسته به طبیعت قطعه کار ممکن است اتفاقات مختلفی رخ دهد:

میدان مغناطیسی متغیر , در قطعات رسانا جریانی را القا میکند.نوع چینش سیم پیچ و قطعه کار میتواند مانند یک ترانسفورمر در نظر گرفته شود.سیم پیچ مانند اولیه ترانسفورمر عمل القا را  انجام داده و قطعه کار مانند ثانویه ترانسفورمر عمل کرده و فرض میشود که ثانویه این ترانس دارای یک دور سیم پیچی بوده و اتصال کوتاه شده باشد.همه این ها باعث میشود که جریان مهیبی از درون قطعه کار بگذرد که با نام  جریانات ادی شناخته میشود.علاوه بر این فرکانس بالایی که در این گونه سیستم های گرمایشی مورد استفاده قرار میگیرد, باعث رخ دادن پدیده ای به نام  اثر پوسته ای میشود.اثر پوسته ای جریان متغیر القا شده را مجبور میکند که از پوسته ی نازکی نزدیک به سطح قطعه عبور کند. اثر پوسته ای مقاومت موثر  فلز را در برابر عبور این جریان عظیم  زیاد میکند.به همین علت گرمای ایجاد شده در قطعه بر اثر عبور جریان القایی  , قویا زیاد میشود.
اگر چه در اینجا گرمایش ناشی از جریانات ادی مفید واقع میشود ولی جالب است بدانید که تولیدکنندگان ترانسفورماتور راه درازی را طی میکنند تا از این جریانات اجتناب کنند.هسته های ورقه ورقه ,هسته ی پود آهن و هسته های فریتی همه برای دست یافتن به این مهم به کار میروند.در مورد ترانسفورماتور ها عبور جریانات ادی به این علت مضر است که باعث گرمایش ترانس شده و انرژی را به هدر میدهد.

در مورد فلزات آهنی  قضیه چگونه است؟

در مورد فلزات آهنی مانند فولادها , یک مکانیزم گرمایشی  دیگر علاوه برجریانات ادی  رخ میدهد.میدان مغناطیسی متغیر عظیم  درون سیم پیچ , متناوبا کریستالهای آهن را مغناطیسی و غیر مغناطیسی میکند.این سریع معکوس شدن  قلمرو های مغناطیسی , باعث ایجاد اصطکاک قابل توجه و در نتیجه گرمایش درون مواد شود.گرمای حاصل از این مکانیزم که با نام تلفات هیسترزیس شناخته میشود,برای موادی که دارای ناحیه بزرگتری در منحنی B-H خود هستند, بیشتر است.این امر فاکتور مهمی در میزان گرمایش القایی تولیدی است ولی تنها در فلزات آهنی رخ میدهد.تلفات هیسترزیس با افزایش فرکا نس افزایش میابد. به همین خاطر است که فلزات آهنی میتوانند تحت گرمایش القایی بیشتری نسبت به  فلزات غیر آهنی قرار بگیرند.
فولاد در دماهای بالاتر از حدود 700 درجه سانتیگراد  خواص مغناطیسی خود را از دست میدهد. به این دما دمای کوری (Curie temperature) گویند. این بدین معناست که در دماهای بالاتر از 700 درجه سانتیگراد مواد آهنی را نمیتوان بواسطه تلفات هیسترزیس حرارت داد و گرمایش القایی تنها توسط جریانات گردابی (ادی) صورت میگیرد.این بدین معناست که در دماهای بالاتر از 700 , بالا بردن دما چالشی تر است. این در مورد فولادهاست ولی در مورد مس و آلومینیوم که غیر مغناطیسی هستند , این چالش از ابتدا مطرح است.در مورد این گونه مواد ,بهترین کار  زیاد کردن فرکانس بمنظور ازدیاد اثر پوسته ای است.

برای گرمایش القایی چه چیزهایی نیاز داریم؟

1-منبع الکتریکی با فرکانس بالا
2- سیم پیچ برای ایجاد میدان مغناطیسی
3- قطعه کار رسانا  برای ایجاد گرما
در عمل سیستم گرمایش القایی کمی پیچیده تر است.مثلا  نیاز به یک شبکه تطبیق امپدانس میان منبع فرکانس بالا و سیم پیچ داریم.ویا سیستم خنک کننده آبی.

متن کامل تحقیق با عنوان کوره های القایی را از لینک زیر دریافت نمایید:

دانلود کنید.


پسورد : www.mechanicspa.mihanblog.com