طريقة تسخين السخان الكهربائي

السخان الكهربائي هو أحد معدات التدفئة الكهربائية المشهورة عالميًا.يتم استخدامه للتدفئة والحفاظ على الحرارة وتسخين الوسائط السائلة والغازية المتدفقة.عندما يمر وسط التسخين عبر غرفة التسخين للسخان الكهربائي تحت تأثير الضغط، يتم استخدام مبدأ الديناميكا الحرارية للسوائل لإزالة الحرارة الضخمة الناتجة عن عنصر التسخين الكهربائي بشكل موحد، بحيث يمكن أن تلبي درجة حرارة الوسط الساخن المتطلبات التكنولوجية للمستخدم.

تسخين المقاومة

استخدم تأثير جول للتيار الكهربائي لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية لتسخين الأجسام.عادة ما يتم تقسيمها إلى تسخين بالمقاومة المباشرة وتسخين بالمقاومة غير المباشرة.يتم تطبيق جهد مصدر الطاقة الأول مباشرة على الجسم المراد تسخينه، وعندما يتدفق التيار، فإن الجسم المراد تسخينه (مثل مكواة التسخين الكهربائية) سوف يسخن.الأجسام التي يمكن تسخينها بشكل مقاوم مباشر يجب أن تكون موصلات ذات مقاومة عالية.بما أن الحرارة تتولد من الجسم الساخن نفسه، فهي تنتمي إلى التسخين الداخلي، والكفاءة الحرارية عالية جدًا.يتطلب التسخين بالمقاومة غير المباشرة مواد سبائكية خاصة أو مواد غير معدنية لصنع عناصر التسخين، التي تولد الطاقة الحرارية وتنقلها إلى الجسم الساخن من خلال الإشعاع والحمل الحراري والتوصيل.نظرًا لأن الجسم المراد تسخينه وعنصر التسخين مقسمان إلى جزأين، فإن أنواع الأشياء المراد تسخينها ليست محدودة بشكل عام، وتكون العملية بسيطة.
تتطلب المواد المستخدمة لعنصر التسخين للتسخين بالمقاومة غير المباشرة بشكل عام مقاومة عالية ومعامل درجة حرارة صغير للمقاومة وتشوه صغير عند درجة حرارة عالية وليس من السهل الهشاشة.يشيع استخدام المواد المعدنية مثل سبائك الحديد والألمنيوم وسبائك النيكل والكروم والمواد غير المعدنية مثل كربيد السيليكون ومبيد الموليبدينوم.يمكن أن تصل درجة حرارة العمل لعناصر التسخين المعدنية إلى 1000 إلى 1500 درجة مئوية وفقًا لنوع المادة؛يمكن أن تصل درجة حرارة العمل لعناصر التسخين غير المعدنية إلى 1500 إلى 1700 درجة مئوية.هذا الأخير سهل التركيب ويمكن استبداله بفرن ساخن، ولكنه يحتاج إلى منظم جهد عند العمل، وعمره أقصر من عمر عناصر تسخين السبائك.يتم استخدامه بشكل عام في الأفران ذات درجة الحرارة العالية، والأماكن التي تتجاوز فيها درجة الحرارة درجة حرارة العمل المسموح بها لعناصر التسخين المعدنية وبعض المناسبات الخاصة.

التدفئة التعريفي

يتم تسخين الموصل نفسه بواسطة التأثير الحراري الناتج عن التيار المستحث (التيار الدوامي) الناتج عن الموصل في المجال الكهرومغناطيسي المتناوب.وفقًا لمتطلبات عملية التسخين المختلفة، فإن تردد مصدر طاقة التيار المتردد المستخدم في التسخين التعريفي يشمل تردد الطاقة (50-60 هرتز)، والتردد المتوسط ​​(60-10000 هرتز) والتردد العالي (أعلى من 10000 هرتز).مصدر طاقة تردد الطاقة هو مصدر طاقة تيار متردد شائع الاستخدام في الصناعة، ومعظم تردد الطاقة في العالم هو 50 هرتز.يجب أن يكون الجهد المطبق على جهاز الحث بواسطة مصدر طاقة تردد الطاقة للتسخين التعريفي قابلاً للتعديل.وفقًا لقوة معدات التدفئة وقدرة شبكة إمداد الطاقة، يمكن استخدام مصدر طاقة عالي الجهد (6-10 كيلو فولت) لتزويد الطاقة من خلال محول؛يمكن أيضًا توصيل معدات التدفئة مباشرة بشبكة كهرباء ذات جهد منخفض 380 فولت.
يستخدم مصدر الطاقة ذو التردد المتوسط ​​مجموعة مولدات التردد المتوسط ​​لفترة طويلة.وهو يتألف من مولد التردد المتوسط ​​ومحرك القيادة غير المتزامن.تتراوح الطاقة الناتجة لهذه الوحدات بشكل عام بين 50 إلى 1000 كيلووات.مع تطور تكنولوجيا الطاقة الإلكترونية، تم استخدام مصدر الطاقة ذو التردد المتوسط ​​بعاكس الثايرستور.يستخدم مصدر الطاقة ذو التردد المتوسط ​​هذا الثايرستور لتحويل التيار المتردد لتردد الطاقة أولاً إلى تيار مباشر، ثم تحويل التيار المباشر إلى تيار متردد بالتردد المطلوب.نظراً للحجم الصغير، الوزن الخفيف، عدم وجود ضوضاء، التشغيل الموثوق، إلخ. لمعدات تحويل التردد هذه، فقد قامت تدريجياً باستبدال مجموعة مولدات التردد المتوسط.
يستخدم مصدر الطاقة عالي التردد عادةً محولًا لرفع الجهد ثلاثي الطور 380 فولت إلى جهد عالٍ يبلغ حوالي 20000 فولت، ثم يستخدم الثايرستور أو مقوم السيليكون عالي الجهد لتصحيح تردد الطاقة التيار المتردد إلى تيار مباشر، ثم استخدم أنبوب المذبذب الإلكتروني لتصحيح تردد الطاقة.يتم تحويل التيار المباشر إلى تيار متردد عالي التردد وعالي الجهد.تتراوح الطاقة الناتجة لمعدات إمداد الطاقة عالية التردد من عشرات الكيلووات إلى مئات الكيلووات.
يجب أن تكون الأجسام التي يتم تسخينها بالحث موصلة.عندما يمر تيار متردد عالي التردد عبر الموصل، ينتج الموصل تأثيرًا جلديًا، أي أن كثافة التيار على سطح الموصل كبيرة، وكثافة التيار في وسط الموصل صغيرة.
يمكن للتسخين التعريفي تسخين الجسم ككل والطبقة السطحية بشكل موحد؛يمكنها صهر المعدن؛في التردد العالي، يغير شكل ملف التسخين (المعروف أيضًا باسم المحث)، ويمكنه أيضًا إجراء تسخين محلي عشوائي.

التدفئة بالقوس

استخدم درجة الحرارة العالية الناتجة عن القوس لتسخين الجسم.القوس هو ظاهرة تفريغ الغاز بين قطبين كهربائيين.جهد القوس ليس عاليا ولكن التيار كبير جدا، ويتم الحفاظ على تياره القوي من خلال عدد كبير من الأيونات المتبخرة على القطب، لذلك يتأثر القوس بسهولة بالمجال المغناطيسي المحيط.عندما يتم تشكيل قوس بين الأقطاب الكهربائية، يمكن أن تصل درجة حرارة عمود القوس إلى 3000-6000K، وهو مناسب لصهر المعادن بدرجة حرارة عالية.
هناك نوعان من التسخين القوسي، التسخين القوسي المباشر وغير المباشر.يمر تيار القوس للتدفئة القوسية المباشرة مباشرة عبر الجسم المراد تسخينه، ويجب أن يكون الجسم المراد تسخينه قطبًا كهربائيًا أو وسيطًا للقوس.لا يمر تيار القوس للتدفئة القوسية غير المباشرة عبر الجسم الساخن، ويتم تسخينه بشكل أساسي عن طريق الحرارة التي يشعها القوس.خصائص التسخين بالقوس هي: درجة حرارة القوس العالية والطاقة المركزة.ومع ذلك، فإن ضجيج القوس كبير، وخصائصه فولت أمبير هي خصائص المقاومة السلبية (خصائص الهبوط).من أجل الحفاظ على استقرار القوس عند تسخين القوس، تكون القيمة اللحظية لجهد الدائرة أكبر من قيمة جهد بدء القوس عندما يتجاوز تيار القوس الصفر على الفور، ومن أجل الحد من تيار الدائرة القصيرة، يجب توصيل المقاوم بقيمة معينة على التوالي في دائرة الطاقة.

تسخين شعاع الإلكترون

يتم تسخين سطح الجسم عن طريق قصف سطح الجسم بإلكترونات تتحرك بسرعة عالية تحت تأثير مجال كهربائي.المكون الرئيسي لتسخين شعاع الإلكترون هو مولد شعاع الإلكترون، المعروف أيضًا باسم مسدس الإلكترون.يتكون مسدس الإلكترون بشكل أساسي من الكاثود والمكثف والأنود والعدسة الكهرومغناطيسية وملف الانحراف.يتم تأريض الأنود، ويتم توصيل الكاثود بالموضع العالي السلبي، وعادة ما يكون الشعاع المركز على نفس إمكانات الكاثود، ويتم تشكيل مجال كهربائي متسارع بين الكاثود والأنود.يتم تسريع الإلكترونات المنبعثة من الكاثود إلى سرعة عالية جدًا تحت تأثير المجال الكهربائي المتسارع، ويتم تركيزها بواسطة العدسة الكهرومغناطيسية، ثم يتم التحكم فيها بواسطة ملف الانحراف، بحيث يتم توجيه شعاع الإلكترون نحو الجسم الساخن في اتجاه معين اتجاه.
مزايا تسخين شعاع الإلكترون هي: (1) من خلال التحكم في القيمة الحالية لشعاع الإلكترون، يمكن تغيير طاقة التسخين بسهولة وسرعة؛(2) يمكن تغيير الجزء الساخن بحرية أو يمكن تعديل مساحة الجزء المقذوف بواسطة شعاع الإلكترون بحرية باستخدام العدسة الكهرومغناطيسية؛قم بزيادة كثافة الطاقة بحيث تتبخر المادة الموجودة عند نقطة القصف على الفور.

التدفئة بالأشعة تحت الحمراء

استخدام الأشعة تحت الحمراء لإشعاع الأجسام، بعد أن يمتص الجسم الأشعة تحت الحمراء، فإنه يحول الطاقة الإشعاعية إلى طاقة حرارية ويتم تسخينه.
الأشعة تحت الحمراء هي موجة كهرومغناطيسية.في الطيف الشمسي، خارج الطرف الأحمر للضوء المرئي، هي طاقة مشعة غير مرئية.في الطيف الكهرومغناطيسي، يتراوح مدى الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء بين 0.75 و1000 ميكرون، ويتراوح مدى التردد بين 3 × 10 و4 × 10 هرتز.في التطبيقات الصناعية، غالبًا ما يتم تقسيم طيف الأشعة تحت الحمراء إلى عدة نطاقات: 0.75-3.0 ميكرون هي مناطق قريبة من الأشعة تحت الحمراء؛3.0-6.0 ميكرون هي مناطق متوسطة للأشعة تحت الحمراء؛6.0-15.0 ميكرون هي مناطق الأشعة تحت الحمراء البعيدة؛15.0-1000 ميكرون هي مناطق تعمل بالأشعة تحت الحمراء البعيدة للغاية.تتمتع الأجسام المختلفة بقدرات مختلفة على امتصاص الأشعة تحت الحمراء، وحتى نفس الجسم لديه قدرات مختلفة على امتصاص الأشعة تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية المختلفة.لذلك، عند تطبيق التسخين بالأشعة تحت الحمراء، يجب اختيار مصدر إشعاع تحت الحمراء مناسب وفقًا لنوع الجسم الساخن، بحيث تتركز طاقة الإشعاع في نطاق الطول الموجي للامتصاص للجسم الساخن، وذلك للحصول على تسخين جيد. تأثير.
التسخين الكهربائي بالأشعة تحت الحمراء هو في الواقع شكل خاص من أشكال التسخين بالمقاومة، أي أن مصدر الإشعاع مصنوع من مواد مثل التنغستن أو النيكل الحديدي أو سبائك النيكل والكروم كمشع.عند تنشيطه، فإنه يولد إشعاعًا حراريًا بسبب مقاومته للتسخين.مصادر إشعاع التدفئة الكهربائية بالأشعة تحت الحمراء شائعة الاستخدام هي نوع المصباح (نوع الانعكاس) ونوع الأنبوب (نوع أنبوب الكوارتز) ونوع اللوحة (النوع المستوي).نوع المصباح عبارة عن لمبة تعمل بالأشعة تحت الحمراء مع فتيل تنجستن مثل المبرد، ويتم إغلاق فتيل التنجستن في غلاف زجاجي مملوء بغاز خامل، تمامًا مثل لمبة الإضاءة العادية.بعد تنشيط المبرد، فإنه يولد الحرارة (درجة الحرارة أقل من مصابيح الإضاءة العامة)، وبالتالي تنبعث منه كمية كبيرة من الأشعة تحت الحمراء بطول موجة يبلغ حوالي 1.2 ميكرون.إذا تم طلاء الطبقة العاكسة على الجدار الداخلي للغلاف الزجاجي، فيمكن تركيز الأشعة تحت الحمراء وإشعاعها في اتجاه واحد، لذلك يُسمى مصدر الأشعة تحت الحمراء من نوع المصباح أيضًا مشعاع الأشعة تحت الحمراء العاكس.أنبوب مصدر الأشعة تحت الحمراء من النوع الأنبوبي مصنوع من زجاج الكوارتز مع سلك التنغستن في المنتصف، لذلك يطلق عليه أيضًا مشعاع الأشعة تحت الحمراء من النوع الأنبوبي الكوارتز.يتراوح الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء المنبعثة من نوع المصباح ونوع الأنبوب من 0.7 إلى 3 ميكرون، وتكون درجة حرارة العمل منخفضة نسبيًا.سطح الإشعاع لمصدر الأشعة تحت الحمراء من نوع اللوحة هو سطح مستو، ويتكون من لوحة مقاومة مسطحة.الجزء الأمامي من لوحة المقاومة مطلي بمادة ذات معامل انعكاس كبير، والجانب العكسي مطلي بمادة ذات معامل انعكاس صغير، لذلك تشع معظم الطاقة الحرارية من الأمام.يمكن أن تصل درجة حرارة العمل لنوع اللوحة إلى أكثر من 1000 درجة مئوية، ويمكن استخدامها لتليين المواد الفولاذية ولحام الأنابيب والحاويات ذات القطر الكبير.
لأن الأشعة تحت الحمراء لديها قدرة اختراق قوية، يتم امتصاصها بسهولة من قبل الأشياء، وبمجرد امتصاصها من قبل الأشياء، يتم تحويلها على الفور إلى طاقة حرارية؛فقدان الطاقة قبل وبعد التسخين بالأشعة تحت الحمراء صغير، ومن السهل التحكم في درجة الحرارة، وجودة التسخين عالية.ولذلك، فقد تطور تطبيق التدفئة بالأشعة تحت الحمراء بسرعة.

تدفئة متوسطة

يتم تسخين المادة العازلة بواسطة مجال كهربائي عالي التردد.كائن التسخين الرئيسي هو العازل.عندما يتم وضع العازل في مجال كهربائي متناوب، فإنه سيتم استقطابه بشكل متكرر (تحت تأثير المجال الكهربائي، سيكون لسطح العازل أو داخله شحنات متساوية ومعاكسة)، وبالتالي تحويل الطاقة الكهربائية في المجال الكهربائي إلى طاقة حرارية.
تردد المجال الكهربائي المستخدم للتدفئة العازلة مرتفع جدًا.في النطاقات المتوسطة والقصيرة والموجة القصيرة جدًا، يتراوح التردد من عدة مئات من الكيلو هرتز إلى 300 ميجا هرتز، وهو ما يسمى التسخين المتوسط ​​عالي التردد.إذا كان أعلى من 300 ميجا هرتز ويصل إلى نطاق الميكروويف، فإنه يسمى تسخين متوسط ​​الميكروويف.عادةً ما يتم إجراء التسخين العازل عالي التردد في المجال الكهربائي بين اللوحين القطبيين؛بينما يتم إجراء التسخين العازل بالموجات الدقيقة في دليل موجي أو تجويف رنين أو تحت إشعاع مجال إشعاع هوائي الميكروويف.
عندما يتم تسخين العازل في مجال كهربائي عالي التردد، تكون الطاقة الكهربائية الممتصة لكل وحدة حجم P=0.566fEεrtgδ×10 (W/cm)
وإذا تم التعبير عنها بدلالة الحرارة فإنها تكون:
H=1.33fEεrtgδ×10 (كالوري/ثانية·سم)
حيث f هو تردد المجال الكهربائي عالي التردد، εr هي السماحية النسبية للعازل الكهربائي، δ هي زاوية فقدان العزل الكهربائي، وE هي شدة المجال الكهربائي.يمكن أن نرى من الصيغة أن الطاقة الكهربائية التي يمتصها العازل من المجال الكهربائي عالي التردد تتناسب مع مربع شدة المجال الكهربائي E، والتردد f للمجال الكهربائي، وزاوية الخسارة δ للعازل الكهربائي .يتم تحديد E وf بواسطة المجال الكهربائي المطبق، بينما يعتمد εr على خصائص العازل نفسه.لذلك، فإن الأجسام ذات التسخين المتوسط ​​هي في الأساس مواد ذات خسارة متوسطة كبيرة.
في التسخين العازل، بما أن الحرارة تتولد داخل العازل (الجسم المراد تسخينه)، تكون سرعة التسخين سريعة، والكفاءة الحرارية عالية، والتسخين موحد مقارنة بالتدفئة الخارجية الأخرى.
يمكن استخدام تسخين الوسائط في الصناعة لتسخين المواد الهلامية الحرارية والحبوب الجافة والورق والخشب والمواد الليفية الأخرى؛يمكنه أيضًا تسخين البلاستيك مسبقًا قبل القولبة، وكذلك فلكنة المطاط وربط الخشب والبلاستيك وما إلى ذلك. من خلال اختيار تردد المجال الكهربائي المناسب والجهاز، من الممكن تسخين المادة اللاصقة فقط عند تسخين الخشب الرقائقي، دون التأثير على الخشب الرقائقي نفسه .بالنسبة للمواد المتجانسة، من الممكن التسخين بكميات كبيرة.

Jiangsu Weineng Electric Co.، Ltd هي شركة مصنعة مهنية لأنواع مختلفة من السخانات الكهربائية الصناعية، يتم تخصيص كل شيء في مصنعنا، هل يمكنك التفضل بمشاركة متطلباتك التفصيلية، ثم يمكننا التحقق من التفاصيل وعمل التصميم المناسب لك.

جهة الاتصال: لورينا
Email: inter-market@wnheater.com
الهاتف المحمول: 0086 153 6641 6606 (معرف Wechat/Whatsapp)