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工業用電磁加熱什么原理?

林國瑞2年前17瀏覽0評論

在機械加工應用中有種加熱技術叫電磁感應加熱技術,此技術是目前發展比較迅速的一種加熱技術。由于此技術具有高熱效率、高加熱溫度、大功率等一系列優點,被廣泛應用在船舶、金屬冶煉、油氣管路。

電磁加熱原理基礎是法拉第電磁感應定律,根據變化的磁場產生電場原理。使得被加熱金屬件內部產生渦旋電流,也就是電渦流,因此受加熱金屬件會產生大量熱能。

金屬件加熱,由于金屬件厚度不同,選用電源頻率是不同的。電磁加熱選用電源頻率有三種,有工頻電磁加熱(50Hz)、中低頻電磁加熱(150-10000Hz)、超音頻電磁加熱(10kHz-100kHz)、高頻電磁加熱(>100kHz)這三種電磁加熱電源頻率。

有時注意觀察,被加熱金屬件表面首先被加熱,然后才慢慢使整個金屬件被加熱。因為被加熱金屬件在電磁加熱過程中會有能量損失,主要體現在熱傳導損失、熱對流損失、熱輻射損失、電磁加熱設備自身能量損失,所以被加熱金屬件在電磁感應加熱過程中,工件表面局部先被加熱,然后向工件表里進行熱傳遞使得整個工件被加熱。

上面說到熱傳遞損失,主要是工件表里和表外有溫差存在,使得熱量遠離表面向內擴散,此過程是熱傳導,但是傳導過程中有能量的損失。熱對流損失是主要是被加熱金屬件周圍有水或空氣等介質,與被加熱金屬件表面有溫差存在,就會有能量交換,也就會有能量損失。熱輻射損失是被加熱金屬件局部受熱后成為輻射源,向周邊物體以電磁波形式傳遞能量,也會能量損失。加熱設備自身能量損失體現在設備的電源、電纜、控制裝置,這些都會產生能量損失。


雖然這些因素都會導致電磁加熱過程中的能量損失,但是上面說到的電磁加熱高熱效率、高加熱溫度、大功率等一些優點,能彌補電磁加熱過程中導致能量損失帶來的熱加工效率。因此電磁加熱技術被廣泛應用在機械加工行業,也促進了機械加工行業的技術革新。