încălzire dielectrică
Ce este încălzirea dielectrică
Polarizarea și separate în relaxarea elastic: elastic (inertialess) determină energia câmpului electric, iar relaxarea (inerțială) -teplotu eliberat într-un material încălzit. Când relaxarea polarizare este realizată printr-o lucrare de câmp electric extern pentru a depăși rezistența internă de legătură ( „frecare“) a atomilor, molecule, încărcat complecși. Jumătate din lucrarea este transformată în căldură.
Puterea generată în izolator, de obicei se face referire la unitatea de volum și se calculează după cum urmează:
unde # 947; - complex EM conjugat de material de conductivitate - intensitatea câmpului electric în material.
aici # 949; r - permitivitatea complex complet.
partea reală # 949;“, numit permitivitate afectează cantitatea de energie care poate fi stocat în material. partea imaginară # 949;“, numit factorul de pierdere, aceasta este o măsură a energiei (căldură) care urmează să fie disipată în materialul.
Factor de pierdere ia în considerare energia eliberată în material, ca urmare a polarizării, și datorită curenților prin efectuarea.
În practică, o valoare de calcul numit pierdere tangenta:
Factorul Disiparea determină raportul dintre energia consumată pentru încălzirea energia stocată la undele electromagnetice.
Având în vedere volumetric puterii active specifice, W / m3:
Astfel, capacitatea specifică de volum proporțional cu pătratul câmpului electric în factorul de material, frecvența și pierderea încălzit.
Intensitatea câmpului electric în materialul încălzit depinde de tensiunea aplicată, constantei dielectrice # 949; „locația și forma electrozilor ce formează câmpul. Pentru unele dintre cele mai frecvent întâlnite în cazuri practice, amplasarea electrozilor, câmpul electric calculat prin formulele prezentate în figura 1.
Fig. 1. Calculul rezistenței câmpului electric: și - un condensator cilindric, - un condensator plat cu un singur strat, c, d - condensator multistrat plat, cu o dispunere a straturilor de material, respectiv, peste și de-a lungul câmpului electric.
Trebuie remarcat faptul că limitarea valorii maxime Em limitată rezistența electrică a materialului încălzit. Tensiunea nu trebuie să depășească jumătate din puterea de defalcare. EM cereale semințe și legume culturile este primit în (5. 10) 103 V / m, pentru tree- (5 40.) 103 V / m, o clorură de polivinil - (1. 10) 105 V / m.
factor de pierdere # 949; „depinde de compoziția chimică și structura materialului, conținutul de temperatură și umiditate, frecvența și intensitatea câmpului electric în material.
Caracteristici ale materialelor dielectrice de încălzire
încălzire dielectrică este utilizat în diferite industrii și agricultură.
Principalele caracteristici ale încălzirii dielectrice sunt după cum urmează.
1. Căldura eliberată în materialul încălzit, care permite zeci și sute de ori pentru a accelera încălzirea (în comparație cu convecție). Acest lucru este valabil mai ales pentru materiale cu conductivitate termică scăzută (lemn, cereale și alte materiale plastice.).
2. încălzirea dielectrică este selectiv: capacitate volumetrică specifică și deci temperatura fiecărei componente este diferit de material neomogen. Această caracteristică este utilizată în agricultură, de exemplu, deparazitare de molia cerealelor și a ratei ucide,
4. La încălzirea și uscarea într-un câmp electric de factor de pierdere de înaltă frecvență este scăzută și, prin urmare, capacitatea fluxului de căldură. Pentru a menține puterea la nivelul necesar, aceasta ar trebui să schimbe frecvența sau tensiunea aplicată la condensator.
Instalații de încălzire dielectrică
Industria produce mare ca instalații specializate pentru tratamentul termic al unuia sau mai multor tipuri de produse, precum și instalarea de aplicare generală. În ciuda acestor diferențe, toate au aceeași instalație de înaltă bloc diagrama (fig. 2).
Materialul este încălzit la dispozitiv condensator de înaltă funcționare 1. Tensiunea de înaltă frecvență este aplicat blocului condensator de lucru prin intermediul circuitelor oscilante intermediare 2, destinate pentru controlul puterii și configurația generatorului 3. Generatorul convertește tensiunea lămpii DC obținută de la un redresor semiconductor 4 într-o frecvență ridicată variabilă. Când acest generator este consumat în lampa de cel puțin 20. 40% din energia totală primită de redresor.
Cea mai mare parte din energie este pierdută la anod a lămpii, care este necesar să se răcească apa. Anodul lămpii este alimentat în raport cu solul 5. 15 kV, astfel încât sistemul este izolat pentru alimentarea cu apă de răcire este foarte dificil. Transformatorul 5 este proiectat pentru a crește tensiunea de alimentare la 10 kV și 6. excepție de conectare conductoare a generatorului la rețeaua de alimentare. Bloc 6 este folosit pentru a activa sau dezactiva setarea, operațiile tehnologice secvențiale, modul de protecție de urgență.
instalații de încălzire dielectrică diferă una de alta, iar frecvența de proiectare generator de energie de echipamente auxiliare pentru deplasarea și deținerea materialul care urmează să fie tratat și pentru acțiunea mecanică pe ea.
Fig. 2. Schema bloc a setării de înaltă frecvență: 1 - dispozitiv de înaltă frecvență, cu condensator de încărcare 2 - circuite unitate oscilatorii intermediar cu un regulator de putere, trimere capacitate și inductanță, 3 - generator de tuburi cu anod și grilă circuite divid 4 - semiconductor redresor 5 - creșterea transformator, în - bloc protejează sistemul împotriva modurilor de operare anormale.
Industria produce un număr mare de instalații de înaltă frecvență pentru diferite scopuri. Pentru tratamentul termic al produselor folosesc generator de serie de înaltă frecvență, care se face unelte specializate.
Generator de selecție pentru încălzirea dielectrică este redusă la determinarea puterii și frecvenței acesteia.
Vibrațional de frecvență generator de putere Pr trebuie să fie mai mare decât fluxul de căldură F necesare pentru tratamentul termic al materialului, asupra valorii pierderilor în unitatea de lucru și condensator intermediar circuite rezonante:
unde # 951; ... K - k f d a condensatorului de lucru, în funcție de aria suprafeței de transfer termic al coeficientului de transfer termic și diferența de temperatură între materialul și mediul # 951; k = 0,8. 0.9 # 951; e - f d la circuitul electric oscilanta ... # 951; e = 0,65. 0.7 # 951; l - luând în considerare o pierdere de eficiență în înaltă frecvență de conectare fire ... # 951; n = 0,9. 0,95.
Puterea consumată de generatorul de rețea:
aici # 951; .. R - k f d generator de. # 951; r = 0,65. 0,85.
General k. N. D. O unitate de înaltă frecvență este dată produsului. N. D., și toate blocurile sale este 0.3. 0.5.
.. Un astfel de mic pentru d n -. Un factor de descurajare substanțial pentru utilizarea pe scară largă a încălzirii dielectrice în producția agricolă.
Îmbunătățirea performanței energetice a instalațiilor de înaltă frecvență este posibilă, folosind căldura disipată de generator.
curent de frecvență pentru dielectricilor încălzire și semiconductori selectate pe baza fluxului termic dorit F. Dacă tratamentul termic al produselor agricole debit volumetric relativă este limitată încălzire admisă și uscare. Din balanța de putere în condensator de operare au
unde V - volumul de material este încălzit m3.
Frecvența minimă la care procesul are loc la o viteză predeterminată:
unde Emax - rezistența maximă a câmpului electric admis în material, V / m.
Odată cu creșterea frecvenței scade Em, și, prin urmare, crește fiabilitatea procesului. Cu toate acestea, există unele restricții pentru a crește frecvența. Creșterea frecvenței nepractică, în cazul în care acest factor pierdere scade brusc. Mai mult decât atât, odată cu creșterea frecvenței complicate parametrii de negociere și sarcina generatorului. Frecvența maximă în Hz la care această negociere cu condiția:
unde L și C sunt valori posibile minime echivalente de inductanță și capacitate a circuitului de sarcină cu condensator rula.
Atunci când cantități mari de creșteri liniare de frecvență de funcționare condensator poate duce la distribuirea inegală a stresului de-a lungul electrodului și, în consecință, încălzirea neuniformă. Frecvența maximă tolerată, Hz, în această stare
în care l- cea mai mare dimensiune a electrodului de lucru al condensatorului, m.