Нагрев материала в переменном электрическом поле

Для нагревания в широком диапазоне температур применяется электрический нагрев. Электрические нагреватели удобны для регулирования, обеспечивают создание хороших санитарно-гигиени-ческих условий, но относительно дороги. В зависимости от способа преобразования электрической энергии в тепловую применяют электропечи сопротивления, индукционный нагрев, нагрев токами высокой частоты и электродуговой нагрев. В электропечах сопротивления преобразование энергии осуществляется через жаростойкие проводники с высоким удельным электрическим сопротивлением. Индукционный нагрев основан на использовании теплоты, выделяющейся за счет вихревых токов Фуко, возникающих под действием переменного магнитного поля. Этот метод обеспечивает равномерный нагрев, но дорог. Высокочастотный нагрев основан на превращении в теплоту энергии колебания молекул диэлектриков в переменном электрическом поле. Он обеспечивает равномерное нагревание материала по всей толщине. Однако из-за необходимости применения довольно сложной аппаратуры с низким коэффициентом полезного действия этот метод дорог и используется лишь в производствах ценных высококачественных материалов. Электродуговой нагрев основан на использовании электродуго- [c.362]

НАГРЕВ МАТЕРИАЛА В ПЕРЕМЕННОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ [c.314]

Сущность высокочастотного нагрева диэлектриков, к которым относятся прессматериалы, заключается в следующем материал помещается в переменное электрическое поле, под действием которого происходит ориентация поляризованных молекул диэлектрика. При ориентации молекулы совершают колебания с частотой, равной частоте поля. Это колебательное движение молекул диэлектрика вызывает процесс трения частиц материала и его нагрев. Параметрами, оцределяющими процесс нагрева, являются частота колебаний электрического поля и удельная мощность, зависящая от напряженности поля. Общий вид генератора токов высокой частоты приведен на рис. П-5, а их техническая характеристика дана в табл. П-З. [c.64]

Диэлектрический нагрев происходит при наложении на материал переменного электрического поля. Под его влиянием имеющиеся в материале заряды, связанные межатомными силами, смещаются в направлении поля и создают ток поляризации в отличие от свободных зарядов, которые создают ток проводимости. В переменном электрическом поле непрерывное перемещение зарядов, а следовательно, и связанных с ними межатомными силами участков молекул сопровождается внутренним молекулярным трением, которое и вызывает нагрев материала. Дополнительное тепло выделяется в результате тока проводимости. Поскольку преобразование электрической энергии в тепловую происходит по всей массе материала, то температурные перепады минимальны. [c.306]

Диэлектрические потери — это потери энергии в диэлектрике в переменном электрическом поле в результате расхода ее на нагрев полимерного материала. Характеристикой диэлектрических потерь служит величина тангенса угла диэлектрических потерь tg б. Тангенс угла диэлектрических потерь является мерой способности диэлектрика рассеивать подведенную к нему электрическую энергию. Часто эта величина определяется при 50 и 10 гц. Чем выше тангенс угла диэлектрических потерь, тем хуже диэлектрические свойства материала. [c.70]

Для получения токов смещения такой величины, которая обеспечивает необходимую интенсивность теплогенерации, к контактным поверхностям нагреваемого тела с помощ,ью так называемых рабочих конденсаторов подводится такая разность потенциалов, которая, обеспечивая достаточную напряженность электрического поля в диэлектрике,-не приводит к электрическому пробою в нагреваемом материале. Для этого рабочее напряжение принимают обычно в 1,5—2 раза ниже, чем напряжение пробоя. Так как последнее зависит ет свойств материала, способа его укладки, отсутствия или величины воздушного зазора на высокой стороне конденсатора, то величина допустимого напряжения поля есть величина переменная, колеблющаяся в пределах 1—6 кВ/см. Общие соображения могут быть высказаны в отношении частоты тока. До значения 300 МГц длина волны превосходит 1 м, что обеспечивает равномерный нагрев диэлектрика вне зависимости от его теплопроводности. При дальнейшем уменьшении длины волны, если она становится соизмеримой с толщиной нагреваемого тела, будет происходить поверхностный нагрев тела и выравнивание температуры будет зависеть от теплопроводности. [c.215]

На основе-этого принципа С. Г. Романовским был предложен метод сушки в переменном магнитном поле частоты промышленного переменного электрического тока. Суть метода состоит в том, что сушильная камера представляет собой большой соленоид, в который помещают влажный материал вместе с железными или стальными сетками. В случае сушки древесины этот принцип реализуется так. В сушильной камере обычного туннельного типа по ее периферии укладывается обмотка из алюминиевых шин. В зависимости от режима эта обмотка однослойная, а на некоторых участках — двухслойная. По обмотке пропускается промышленный ток (50 гц). В результате внутри камеры создается переменное магнитное поле. В камеру на вагонетках помещаются доски, проложенные железными сетками (ферромагнитные нагреватели). Доски чередуются с железными сетками, как в слоеном пироге . Железные сетки нагреваются, а тепло от этих сеток передается древесине путем теплопроводности, поскольку доски плотно прилегают к сеткам. Одновременно тепло частично передается конвекцией. Получается типичная кондуктивно-конвективная сушка. Воздух в сушильной камере нагревается и одновременно служит влагоносителем. В отличие от сушки конвекцией нагрев материала происходит равномерно по всему сечению камеры (каждая доска нагревается от железной сетки равномерно по всей ее длине). Скорость нагрева легко регулируется за счет изменения силы тока в обмотке соленоида. [c.331]

Высокочастотный разогрев вещества основан на превраще-ннн энергии электрического поля высокой частоты в тепловую в результате рассеяния энергии при колебательном движении полярных групп. Нагреваемый материал помещают в зазор высокочастотного конденсатора, где и происходит его разогрев мощность, преобразуемая в теплоту, определяется как Я = 5,5- 10 8tgбf 2 (где е — диэлектрическая проницаемость tgб — тангенс угла диэлектрических потерь / — частота переменного тока Е — напряженность электрического поля). Ряд материалов, особенно на основе кремнийорганических связующих, отличающихся высокими диэлектрическими свойствами, а также полиолефины, фторопласты и другие промышленные полимеры нагревать токами высокой частоты не удается. Высокочастотный нагрев наиболее эффективен для новолачных фенолоформальдегидных пресс-материалов и аминопластов и менее эффективен для резольных материалов. [c.258]