سخان الحث: مخططات بسيطة لتنفيذ افعلها بنفسك. كيف يعمل التسخين التعريفي

تسخين الحث ، تسخين الأجسام الموصلة (المعدنية بشكل أساسي) والغازات المتأينة نتيجة إطلاق الحرارة بواسطة التيارات الدوامية (الحثية) التي تثيرها مجال كهرومغناطيسي متناوب. يوفر طريقة غير ملامسة لنقل الطاقة من مصدر مجال كهرومغناطيسي (محث) إلى جسم ساخن مع تحويله إلى حرارة مباشرة في الجسم ؛ طريقة التدفئة الأكثر كفاءة. أثناء التسخين بالحث ، تعتمد الحرارة المنبعثة في الجسم المسخن (وفقًا لقانون جول لينز) على حجمه وخصائصه الفيزيائية وتكرار وقوة المجال المغناطيسي. من سمات التسخين التعريفي التوزيع غير المتكافئ للطاقة في الجسم المسخن ، بسبب تشتت طاقة المجال وتوهين الموجة الكهرومغناطيسية. يتميز هذا التوهين بعمق مكافئ δ e (m) ، أي عمق الطبقة السطحية لجسم مسطح يتم تحرير 86.5٪ من قوة الموجة الكهرومغناطيسية: δ e ≈ 500√p / (μ r ∙ f) ، حيث p هي المقاومة الكهربائية المحددة (أوم · م) ، μ r - النفاذية المغناطيسية النسبية للجسم ، و - تردد تغيير المجال (هرتز). للتدفئة بالحث ، تُستخدم تيارات ذات ترددات مختلفة - صناعية (50 هرتز) ، تزداد (150 و 250 هرتز) ، متوسطة (من 0.5 إلى 10 كيلو هرتز) ، عالية (67 و 440 كيلو هرتز) ، عالية جدًا (1.76 و 5.28 ميجا هرتز) ).

يتم استخدام التسخين التعريفي: في تركيبات التسخين بالحث - لتسخين قطع العمل للمعالجة البلاستيكية (العميقة أو من خلال التسخين بالحث) وأجزاء للمعالجة الحرارية الكيميائية (التسخين بالحث الموضعي أو السطحي) ، بما في ذلك تصلب السطح مع التيارات عالية التردد ؛ في أفران الحث - لصهر المعادن الحديدية وغير الحديدية والسبائك ، وكذلك ذوبان المنطقة ، وذوبان الفلاش ، للحصول على بلازما منخفضة الحرارة (انظر Plasmatron). ينشئ المحرِّض (العنصر الهيكلي الرئيسي لتركيبات الحث والأفران) مجالًا مغناطيسيًا متناوبًا (بقوة 10 5-10 6 أمبير / م). يمكن أن تكون المادة المسخنة على شكل جسم صلب صلب (في منشآت التسخين بالحث) ، وجسم سائل (في أفران الصهر بالحث) وغاز مؤين (في تركيبات كيميائية بالبلازما الميكروويف). تم تشغيل أول فرن حثي صناعي لتسخين الفولاذ السائل (حتى 80 كجم) في قناة حلقية أفقية مفتوحة في السويد في عام 1900 ؛ في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، بدأ بناء هذه الأفران في الثلاثينيات.

في منشآت التدفئة التعريفييتم استخدام نوعين من المحرِّضات بشكل أساسي: محاثات من النوع - مقطع عرضي دائري أو مربع لتسخين قطع العمل بطول كامل ، مقطع عرضي مشقوق وبيضاوي للتدفئة الموضعية لنهايات قطع العمل الطويلة (الشكل 1) ، وكذلك كما هو الحال مع المجال المغناطيسي المستعرض (لمواد الألواح) والدائرة المغناطيسية المغلقة (للفراغات الحلقية) ؛ تصلب - دورة واحدة (للأسطح الأسطوانية الخارجية) ، حلقة ، متعرجة وفي شكل حلزوني مسطح (للأسطح المسطحة) ، ملف لولبي حلقي (للأسطح الأسطوانية الداخلية). يتم توفير المبرد (الماء ، الزيت ، المستحلبات المختلفة) إلى سطح الجزء المتصلب من خلال ثقوب في المحرِّض أو باستخدام بخاخ.

أفران الصهر التعريفييمكن أن تكون قناة ، تعمل على التردد الصناعي ، بسعة تصل إلى 150 طنًا وسعة تصل إلى 4.0 MBA ، وبوتقة - بسعة تصل إلى 25 طنًا بتردد متوسط وتردد صناعي (مع تعبئة سائلة) إلى 60 طناً في فرن القناة (الشكل 2) ترتفع درجة حرارة المعدن في الحمام (العمود) بسبب انتقال الحرارة من المعدن السائل في القناة. توجد قناة واحدة أو أكثر من القنوات الرأسية أو الأفقية (مستطيلة أو دائرية) الموجودة في بطانة مقاومة للحرارة - ما يسمى بحجر الموقد ، وتغطي دائرة مغناطيسية مغلقة بمحث أسطواني متعدد الدورات. في القناة ، يدور المعدن السائل بدرجة حرارة أعلى ، تحت تأثير القوى الكهرومغناطيسية والحمل الحراري الحر ، بشكل مكثف ، ويتدفق عبر فم القناة إلى الحمام (المنجم). تستخدم أفران قناة الحث بشكل أساسي في علم المعادن غير الحديدية للعمليات التكنولوجية المستمرة مثل وحدات الصهر والخلاطات.

أرز. 2. مخطط قناة الحث فرن (قسم): 1 - حمام (منجم)؛ 2- محث أسطواني. 3- دائرة مغناطيسية مغلقة. 4 - بطانة القناة (حجر الموقد) ؛ 5 - قناة حلقية عمودية ؛ 6- قناة فم القناة.

في فرن البوتقة(الشكل 3) المعدن موجود في بوتقة مقاومة للصهر داخل محث أسطواني متعدد الأدوار. تحمي الدوائر المغناطيسية المفتوحة المنفصلة مثل الدروع المغناطيسية غلاف الفرن من الموجات الكهرومغناطيسية الناتجة عن المحرِّض. يتم إنفاق الطاقة على تسخين المعدن وخلطه بشكل مكثف. في البوتقة ، يحدث دوران معدني ثنائي الدائرة مع تكوين هلالة محدبة (ارتفاع 5-15٪ من عمق المعدن) ، مما يجعل من الصعب تكوين طبقة خبث ويحد من الطاقة المحددة (لا تزيد عن 300 كيلو واط) / ر). أفران البوتقة قابلة للانفجار (بسبب المقاومة المنخفضة لبطانة البوتقة) ، فهي مجهزة بمؤشر حالة البطانة. تستخدم أفران بوتقة الحث على نطاق واسع في صناعة الصلب من أجل التشغيل الدوري أثناء إعادة صهر سبائك الفولاذ ؛ لصهر الفولاذ عالي الجودة - أفران التفريغ والبلازما الحثية ، لصهر المعادن والسبائك فائقة النقاء - أفران ببوتقة مبردة بالماء ("باردة") على شكل أقسام أنابيب معزولة كهربائيًا (ما يسمى بوتقة مقطعة).

أرز. 3. مخطط فرن البوتقة التعريفي (القسم): 1 - بوتقة ؛ 2 - محث أسطواني. 3 - شاشة مغناطيسية ؛ 4 - غلاف 5 - مؤشر على حالة بطانة البوتقة ؛ الأسهم - مسار المعدن السائل.

مضاءة: Weinberg A. M. أفران الصهر التعريفي. م ، 1967 ؛ الهندسة الحرارية لإنتاج المعادن. م ، 2002. ت 1: الأسس النظرية. المجلد 2: تصميمات الأفران وتشغيلها ؛ أفران بوتقة التعريفي. الطبعة الثانية. يكاترينبورغ ، 2002.

يعتبر السخان الحثي في قلب طريقة جديدة لتدفئة المباني السكنية. تستخدم الوحدة الطاقة الكهرومغناطيسية للتدفئة. يستخدم الماء كحامل حرارة في الجهاز. يمكن شراء غلاية الحث جاهزة من المصنع أو يمكنك صنعها بنفسك. سأخبرك عن ميزات الجهاز وتجميعه.

ما هو التسخين التعريفي

يعمل جهاز الحث على الطاقة المتولدة من المجال الكهرومغناطيسي. يمتصه الناقل الحراري ، ثم يعطيه إلى المبنى:

ينشئ مغو مجالًا كهرومغناطيسيًا في سخان المياه هذا. هذا ملف سلك أسطواني متعدد الأدوار.
يتدفق من خلاله تيار كهربائي متناوب حول الملف يولد مجالًا مغناطيسيًا.
يتم وضع خطوطها بشكل عمودي على ناقل التدفق الكهرومغناطيسي. عند نقلهم ، يعيدون إنشاء دائرة مغلقة.
تعمل التيارات الدوامة الناتجة عن التيار المتردد على تحويل طاقة الكهرباء إلى حرارة.

يتم إنفاق الطاقة الحرارية أثناء التسخين التعريفي بشكل ضئيل وبمعدل تسخين منخفض. بفضل هذا ، يقوم جهاز الحث بإحضار الماء لنظام التدفئة إلى درجة حرارة عالية في فترة زمنية قصيرة.

ميزات الجهاز

يتم إجراء التسخين التعريفي باستخدام محول. يتكون من زوج من اللفات:

خارجي (أساسي) ؛
داخلي قصير الدائرة (ثانوي).

تحدث تيارات إيدي في الجزء العميق من المحولات. يعيدون توجيه المجال الكهرومغناطيسي الناشئ إلى الدائرة الثانوية. يؤدي في نفس الوقت وظيفة الجسم ويعمل كعنصر تسخين للماء.

مع زيادة كثافة التدفقات الدوامة الموجهة إلى اللب ، فإنها تسخن نفسها أولاً ، ثم العنصر الحراري بأكمله.

لتزويد نظام التدفئة بالماء البارد وإزالة المبرد المحضر ، تم تجهيز سخان الحث بزوج من الأنابيب:

يتم تثبيت الجزء السفلي على مدخل مصدر المياه.
أنبوب الفرع العلوي - إلى قسم الإمداد بنظام التدفئة.

ما العناصر التي يتكون منها الجهاز وكيف يعمل

يتكون سخان المياه التعريفي من العناصر الهيكلية التالية:

صورة فوتوغرافية	عقدة هيكلية
	اداة الحث. يتكون من العديد من لفائف الأسلاك النحاسية. يولدون مجالًا كهرومغناطيسيًا.
	عنصر تسخين. هذا أنبوب مصنوع من المعدن أو الأسلاك الفولاذية الزركشة الموضوعة داخل المحرِّض.
	مولد كهرباء. يحول الكهرباء المنزلية إلى تيار كهربائي عالي التردد. يمكن لعب دور المولد بواسطة عاكس من آلة اللحام.

عندما تتفاعل جميع مكونات الجهاز ، يتم توليد الطاقة الحرارية وتحويلها إلى الماء.مخطط تشغيل الوحدة كالتالي:

ينتج المولد تيارًا كهربائيًا عالي التردد. ثم يمررها إلى ملف التعريفي.
بعد أن أدركت التيار ، قامت بتحويله إلى مجال مغناطيسي كهربائي.
يتم تسخين السخان ، الموجود داخل الملف ، بفعل تدفقات الدوامة التي تظهر بسبب تغير في متجه المجال المغناطيسي.
يتم تسخين الماء المتداول داخل العنصر بواسطته. ثم يدخل في نظام التدفئة.

مزايا وعيوب طريقة التسخين التعريفي

تتمتع سخانات الحث بهذه المزايا:

مستوى عال من الكفاءة
لا تحتاج إلى صيانة متكررة ؛
يشغلون مساحة صغيرة ؛
بسبب اهتزازات المجال المغناطيسي ، لا يستقر المقياس بداخلها ؛
الأجهزة صامتة
أنها آمنة؛
بسبب ضيق السكن ، لا توجد تسربات ؛
تشغيل السخان آلي بالكامل ؛
الوحدة صديقة للبيئة ، لا ينبعث منها السخام أو السخام أو أول أكسيد الكربون ، إلخ.

العيب الرئيسي للجهاز هو التكلفة العالية لموديلات المصنع..

ومع ذلك ، يمكن تسوية هذا العيب إذا قمت بتجميع سخان الحث بيديك. تم تركيب الوحدة من عناصر يسهل الوصول إليها ، وسعرها منخفض.

تجميع الوحدة

السخان الحثي محلي الصنع مصنوع من عاكس اللحام. بالإضافة إلى ذلك ، سوف تحتاج إلى بعض المواد والأدوات.

ما هي المواد والأدوات المطلوبة

لتجميع غلاية الحث بنفسك ، أنت بحاجة إلى:

العاكس من آلة اللحام. هذا الجهاز سوف يبسط إلى حد كبير تجميع سخان الماء.

أنابيب بلاستيكية سميكة الجدران. سوف تلعب دور جسم الوحدة.
أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ. سيكون بمثابة عنصر تسخين في مجال مغناطيسي.
شبكة معدنية. سوف تحتوي على شرائح من أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ.
مضخة مياه لتدوير السوائل.

سلك نحاسي لتركيب المحرِّض.
منظم حراري.
التركيبات والصمامات الكروية لتوصيل سخان المياه بنظام التدفئة.
كماشة للعمل بالأسلاك.

مراحل العمل

عند تجميع السخان ، اتبع التسلسل الدقيق للعمل:

أولاً ، ثبت شبكة معدنية على جانب واحد من الأنبوب البلاستيكي. لن تسمح لسقوط قطاعات الأسلاك لعنصر التسخين.
في نفس نهاية الغلاف ، قم بإصلاح الأنبوب للتوصيل بنظام التدفئة.
استخدم الزردية لقطع قطع الأسلاك الفولاذية المقاومة للصدأ. يجب أن يكون طولها 1-5 سم ، ضع القطع بإحكام في علبة بلاستيكية. يجب ألا يكون هناك مساحة خالية في الأنبوب.
أغلق الطرف الآخر من الأنبوب بشبكة معدنية. ثم قم بتركيب أنبوب فرعي ثان لشبكة التدفئة فيه.

بعد ذلك ، ابدأ في صنع ملف التعريفي. للقيام بذلك ، لف الأنبوب بسلك نحاسي. تحذر التعليمات من أنه يجب أن يكون هناك ما لا يقل عن 80-90 لفة في اللف.
بعد ذلك ، قم بتوصيل أطراف الملف النحاسي بأعمدة العاكس لآلة اللحام. ألصق جميع نقاط التوصيل بالشريط اللاصق.

قم بتوصيل سخان المياه بشبكة التدفئة.
إذا لم يكن نظام التسخين مجهزًا بمضخة دوران ، فقم بتوصيله.

قم بتوصيل وحدة تحكم حرارية بالعاكس. سيجعل من الممكن أتمتة عمل سخان المياه.
أخيرًا ، تحقق من أداء الجهاز المجمع.

بعد تشغيل العاكس ، يقوم ملف الحث بإعادة إنشاء المجال الكهرومغناطيسي. يولد تدفقات دوامة. هؤلاء يقومون بتسخين قطع الأسلاك بسرعة. ينقلون الحرارة إلى الماء المنتشر.

استنتاج

السخان المعدني التعريفي من عاكس اللحام هو جهاز تسخين فعال. في الوقت نفسه ، يتميز بتصميم بسيط ، لذلك من السهل تجميعه بنفسك.

تحقق من الفيديو في هذه المقالة لمزيد من التعليمات. إذا كان لديك أي أسئلة ، فاطرحها في التعليقات.

7.1.3. تسخين الحث

فترة أولية.يعتمد التسخين التعريفي للموصلات على الظاهرة الفيزيائية للتحريض الكهرومغناطيسي ، التي اكتشفها M. Faraday في عام 1831. تم تطوير نظرية التسخين التعريفي بواسطة O. Heaviside (إنجلترا ، 1884) ، S. Ferranti ، S. Thompson ، Ewing. كان عملهم هو الأساس لإنشاء تقنية التسخين بالحث. نظرًا لأنه أثناء التسخين بالحث ، يتم إطلاق الحرارة في جسم موصل - طبقة تساوي عمق الاختراق للمجال الكهرومغناطيسي ، ثم هناك فرص للتحكم الدقيق في درجة الحرارة لضمان تسخين عالي الجودة مع إنتاجية عالية. ميزة أخرى هي التسخين غير الملامس.

أفران قناة الحث مع قناة مفتوحة.تم اقتراح أحد التصميمات الأولى المعروفة لفرن قناة الحث (ICF) من قبل S. Ferranti (إيطاليا) في عام 1887. كان للفرن قناة خزفية ، وتم وضع ملفات محث مسطحة فوق وتحت هذه القناة. في عام 1890 إي. اقترح كولبي (الولايات المتحدة الأمريكية) تصميم فرن يغطي فيه المحرِّض القناة الدائرية من الخارج.

تم إنشاء أول فرن صناعي بقلب فولاذي ومحث تم وضعه داخل القناة (الشكل 7.7) في عام 1900 بواسطة Kjellin (السويد). قوة الفرن 170 كيلوواط ، السعة حتى 1800 كجم ، التردد 15 هرتز. مدعوم من مولد التردد المنخفض ، وهو أمر ضروري بسبب عامل الطاقة المنخفض. بحلول عام 1907 ، كان 14 فرنًا من هذا القبيل قيد التشغيل.

أرز. 7.7 رسم تخطيطي لفرن حث بقناة مفتوحة صممه Kjelly 1 - قناة 2 - اداة الحث؛ 3 - دائرة مغناطيسية

في عام 1905 ، صممت شركة Röcheling-Rodenhauser (ألمانيا) أفرانًا متعددة القنوات (ذات محاثين وثلاثة محاثات) ، حيث يتم توصيل القنوات بحوض استحمام ، مدعوم بشبكة 50 هرتز. في التصميمات اللاحقة للأفران ، تم استخدام القنوات المغلقة أيضًا لصهر المعادن غير الحديدية. في عام 1918 ، قام دبليو رون (ألمانيا) ببناء فراغ ICP مشابه لفرن Kjellin (ضغط 2-5 مم زئبق) ، مما جعل من الممكن الحصول على معدن بخصائص ميكانيكية أفضل.

نظرًا لعدد من مزايا أفران القناة المغلقة ، فقد توقف تطوير أفران القناة المفتوحة. ومع ذلك ، فقد بذلت محاولات لاستخدام هذه الأفران لصهر الصلب.

في ثلاثينيات القرن الماضي ، في الولايات المتحدة الأمريكية ، تم استخدام ICP أحادي الطور بسعة 6 أطنان بقناة مفتوحة ويتم تشغيله بواسطة مولد بقوة 800 كيلووات وتردد 8.57 هرتز لإعادة صهر خردة الفولاذ المقاوم للصدأ. تم تشغيل الفرن في عملية مزدوجة باستخدام فرن القوس. في الأربعينيات والخمسينيات من القرن الماضي ، في إيطاليا ، تم استخدام مكبرات الصوت الدولية ذات القناة المفتوحة لصهر الفولاذ بسعة 4-12 طنًا ، تم تصنيعها بواسطة Tagliaferri. في المستقبل ، تم التخلي عن استخدام هذه الأفران ، لأنها كانت أدنى في خصائصها من أفران صهر الفولاذ ذات البوتقة والقوس.

أفران قناة الحث مع قناة مغلقة.منذ عام 1916 ، بدأ تطوير برامج المقارنات الدولية التجريبية ثم التجارية مع قناة مغلقة. تم تطوير سلسلة من برامج المقارنات الدولية بقناة مغلقة بواسطة Ajax-Watt (الولايات المتحدة الأمريكية). وهي أفران ذات عمود أحادي الطور بقناة عمودية لصهر سبائك النحاس والزنك بسعة 75 و 170 كيلو فولت أمبير وسعة 300 و 600 كجم. لقد شكلوا الأساس لتطوير عدد من الشركات.

في نفس السنوات ، تم تصنيع أفران عمودية بوحدة تحريض أفقية ثلاثية الطور (سعة 150 و 225 و 320 كيلو وات) في فرنسا. في إنجلترا ، اقترحت شركة جنرال إلكتريك المحدودة تعديل الفرن بقناتين لكل محث ، بترتيبهما غير المتماثل ، مما يتسبب في دوران الذوبان وتقليل ارتفاع درجة الحرارة.

تم إنتاج الأفران بواسطة E. Russ (ألمانيا) بقناتين وثلاث قنوات لكل محث (الإصدارات الرأسية والأفقية). اقترح إي. روس أيضًا تصميم وحدة تحريض مزدوجة (IE) متصلة بمرحلتين.

في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، في الثلاثينيات من القرن الماضي ، بدأ إنتاج محولات المقارنات الدولية المشابهة لأفران Ajax-Watt في مصنع موسكو للكهرباء. في الخمسينيات من القرن الماضي طورت OKB "Elektropech" أفران لصهر النحاس وسبائكه بسعة 0.4-6.0 طن ثم 16 طن في عام 1955 ، ICP لصهر الألومنيوم بسعة 6 أطنان.

في الخمسينيات من القرن الماضي ، في الولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا الغربية ، بدأ استخدام مكبرات الصوت الدولية على نطاق واسع كخلاطات في صهر الحديد الزهر في عملية مزدوجة باستخدام قبة أو فرن القوس الكهربائي. لزيادة القوة وتقليل ارتفاع درجة حرارة المعدن في القناة ، تم تطوير تصميمات IE بحركة ذوبان أحادية الاتجاه (النرويج). في الوقت نفسه ، تم تطوير IEs القابلة للفصل. في السبعينيات من القرن الماضي ، طورت Ajax Magnetermic توأم IEs ، والتي تصل حاليًا إلى 2000 كيلو واط. تم تنفيذ تطورات مماثلة في VNIIETO في نفس السنوات. شارك N.V. بنشاط في تطوير برامج المقارنات الدولية من مختلف الأنواع. فيسيلوفسكي ، إ. ليونوفا ، م. ستولوف وآخرون.

في الثمانينيات ، كان تطوير برنامج المقارنات الدولية في بلدنا وفي الخارج يهدف إلى توسيع مجالات التطبيق وتوسيع القدرات التكنولوجية ، على سبيل المثال ، استخدام برنامج المقارنات الدولية لإنتاج الأنابيب من المعادن غير الحديدية عن طريق السحب من الذوبان.

أفران بوتقة التعريفي.نظرًا لأن أفران بوتقة الحث منخفضة السعة (ITF) لا يمكنها العمل بفعالية إلا عند ترددات أعلى من 50 هرتز ، فقد تم تأجيل إنشائها بسبب نقص مصادر الطاقة المناسبة - محولات التردد. ومع ذلك ، في 1905-1906. اقترح عدد من الشركات والمخترعين ITP وحصلوا على براءات اختراع لها ، بما في ذلك شركة "Schneider - Creso" (فرنسا) ، O. Zander (السويد) ، Gerden (إنجلترا). في الوقت نفسه ، تم تطوير تصميم ITP بواسطة A.N. لوجين (روسيا).

تم تطوير أول ITP صناعي مع مولد شرارة عالي التردد في عام 1916 بواسطة E.F. نورثروب (الولايات المتحدة الأمريكية). منذ عام 1920 ، تم تصنيع هذه الأفران بواسطة Ajax Electrothermia. في الوقت نفسه ، تم تطوير ITP بواسطة فجوة شرارة دوارة بواسطة J. Ribot (فرنسا). قامت شركة "متروبوليتان - فيكرز" بإنشاء تردد ITP عالي وصناعي. بدلاً من مولدات الشرر ، تم استخدام محولات الآلة بتردد يصل إلى 3000 هرتز وقوة 150 كيلو فولت أمبير.

ف. فولوغدين في 1930-1932 ابتكر ITP صناعيًا بسعة 10 و 200 كجم ، مدعومًا بمحول تردد الماكينة. في عام 1937 ، قام أيضًا ببناء ITP مدعومًا بمولد مصباح. في عام 1936 م. طورت Donskoy فرنًا حثيًا عالميًا بمولد مصباح بقوة 60 كيلو فولت أمبير.

في عام 1938 ، لتشغيل ITP (قوة 300 كيلوواط ، التردد 1000 هرتز) ، استخدمت شركة Brown-Boveri عاكسًا يعتمد على صمام الزئبق متعدد الأنود. منذ الستينيات ، تم استخدام محولات الثايرستور لتزويد منشآت الحث بالطاقة. مع زيادة قدرة ITP ، أصبح من الممكن استخدام مصدر الطاقة بشكل فعال مع تيار التردد الصناعي.

في الأربعينيات والستينيات من القرن الماضي ، طورت OKB "Elektropech" عدة أنواع من IHF: زيادة تكرار صهر الألومنيوم بسعة 6 أطنان (1959) ، والحديد الزهر بسعة 1 طن (1966). في عام 1980 ، تم تصنيع فرن بسعة 60 طنًا لصهر الحديد الزهر في مصنع في باكو (صممه VNIIETO بموجب ترخيص من Brown-Boveri). إي. ليونوفا ، ف. كريزينتال ، أ. بروستياكوف وآخرين.

في عام 1973 ، قامت شركة Ajax Magnetermic ، جنبًا إلى جنب مع مختبر الأبحاث التابع لشركة جنرال موتورز ، بتطوير وتشغيل فرن بوتقة أفقي مستمر لصهر الحديد الزهر بسعة 12 طنًا وبطاقة 11 ميجاوات.

بدءًا من الخمسينيات ، بدأت أنواع خاصة من ذوبان المعادن في التطور:

فراغ في بوتقة السيراميك ؛

فراغ في الحافة.

فراغ في بوتقة باردة ؛

في بوتقة كهرومغناطيسية ؛

في حالة تعليق

باستخدام التدفئة المشتركة.

تم استخدام أفران الحث الفراغي (VIP) حتى عام 1940 فقط في ظروف المختبر. في الخمسينيات من القرن الماضي ، بدأت بعض الشركات ، ولا سيما Hereus ، في تطوير كبار الشخصيات الصناعية ، وبدأت سعة الوحدة في الزيادة بسرعة: 1958 - 1-3 أطنان ، 1961-5 أطنان ، 1964-15-27 طنًا ، 1970-60 في في عام 1947 ، صنعت MosZETO أول فرن تفريغ بسعة 50 كجم ، وفي عام 1949 بدأ الإنتاج الضخم لكبار الشخصيات بسعة 100 كجم. في منتصف الثمانينيات ، قامت جمعية الإنتاج Sibelektroterm ، بناءً على تطورات VNIIETO ، بتصنيع شخصيات VIP حديثة بسعة 160 و 600 و 2500 كجم لصهر الفولاذ الخاص.

بدأ استخدام الصهر التعريفي للسبائك التفاعلية في أفران الجمجمة والأفران ببوتقة نحاسية (باردة) مبردة بالماء في الخمسينيات من القرن الماضي. تم تطوير فرن به جمجمة مسحوقة بواسطة N.P. جلوخانوف ، ر. Zhezherin وآخرون في عام 1954 ، وفرن بجمجمة متجانسة - M.G. كوجان في عام 1967. تم اقتراح فكرة الذوبان التحريضي في بوتقة باردة في وقت مبكر من عام 1926 في ألمانيا من قبل شركة سيمنز هالسك ، لكنها لم تجد التطبيق. في عام 1958 ، في IMET ، جنبًا إلى جنب مع معهد أبحاث عموم روسيا للتيارات عالية التردد. ف. Vologdin (VNI-ITVCH) تحت قيادة A.A. أجرى فوجل تجارب على تحريض صهر التيتانيوم في بوتقة باردة.

أدت الرغبة في تقليل تلوث المعادن وفقدان الحرارة في بوتقة باردة إلى استخدام القوى الكهرومغناطيسية لدفع المعدن بعيدًا عن الجدران ، أي لإنشاء "بوتقة كهرومغناطيسية" (L.L. Tir، VNIIETO، 1962)

تم اقتراح صهر المعادن في حالة معلقة للحصول على معادن نقية للغاية في ألمانيا (O. Muck) في وقت مبكر من عام 1923 ، لكنها لم تنتشر على نطاق واسع بسبب نقص مصادر الطاقة. في الخمسينيات من القرن الماضي ، بدأت هذه الطريقة في التطور في العديد من البلدان. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، عمل موظفو VNIITVCH كثيرًا في هذا الاتجاه تحت قيادة A.A. فوجل.

بدأ استخدام صهر ICP و ICP للتدفئة المشتركة من الخمسينيات ، في البداية باستخدام مواقد الزيت والغاز ، على سبيل المثال ، ICP لإعادة صهر نشارة الألومنيوم (إيطاليا) و ICP للحديد الزهر (اليابان). في وقت لاحق ، أصبحت أفران بوتقة الحث بالبلازما منتشرة على نطاق واسع ، على سبيل المثال ، سلسلة من الأفران التجريبية التي طورها VNIIETO في عام 1985 بسعة 0.16-1.0 طن.

منشآت تصلب سطح الحث.تم إجراء التجارب الأولى على تصلب السطح التعريفي في عام 1925 بواسطة ف. Vologdin بمبادرة من مهندس مصنع بوتيلوف N.M. Belyaev ، التي اعتبرت غير ناجحة ، لأنهم في ذلك الوقت كانوا يناضلون من أجل التصلب. في الثلاثينيات من القرن الماضي ، كان V.P. Vologdin و B.Ya. استأنف آل رومانوف هذا العمل وفي عام 1935 حصلوا على براءات اختراع للتصلب باستخدام التيارات عالية التردد. في عام 1936 ، قام ف. فولوغدين و أ. حصلت Vogel على براءة اختراع لمحث لتصلب التروس. ف. طور Vologdin وموظفيه جميع عناصر مصنع التصلب: محول تردد دوار ، ومحثات ، ومحولات (الشكل 7.8).

أرز. 7.8 مصنع تصلب من أجل تصلب تدريجي

1 - منتج مقوى 2 - اداة الحث؛ 3 - محول تصلب 4 - تحويل التردد؛ 5 - مكثف

منذ عام 1936 ، بدأ جي. بابات وم. قام Lozinsky في مصنع "Svetlana" (Leningrad) بالتحقيق في عملية تصلب الحث باستخدام ترددات عالية عند تشغيله بواسطة مولد المصباح. منذ عام 1932 ، بدأ التصلب بتيار التردد المتوسط بواسطة TOKKO (الولايات المتحدة الأمريكية).

في ألمانيا عام 1939 م. نفذت زولين عملية تصلب سطح أعمدة الكرنك في مصانع AEG. في عام 1943 ، اقترح K. Kegel شكلاً خاصًا من الأسلاك الحثية لتصلب عجلة التروس.

بدأ الاستخدام الواسع لتصلب السطح في أواخر الأربعينيات. على مدار 25 عامًا منذ عام 1947 ، طورت VNIITVCH أكثر من 300 جهاز تقسية ، بما في ذلك خط أوتوماتيكي لتصلب أعمدة الكرنك ومصنع لتصلب قضبان السكك الحديدية بطول كامل (1965). في عام 1961 ، تم إطلاق أول تركيب لتروس الصلابة من الفولاذ منخفض الصلابة في مصنع السيارات الذي سمي على اسمه. Likhachev (ZIL) (تقنية طورها K.Z. Shepelyakovsky).

كان أحد الاتجاهات لتطوير المعالجة الحرارية بالحث في السنوات الأخيرة هو تقنية تصلب وتقسية البضائع الأنبوبية للبلد النفطي وخطوط أنابيب الغاز ذات القطر الكبير (820-1220 مم) ، وقضبان تقوية المباني ، فضلاً عن تصلب السكك الحديدية القضبان.

من خلال منشآت التدفئة.كان استخدام التسخين التعريفي للمعادن لأغراض مختلفة ، باستثناء الذوبان ، في المرحلة الأولى ذا طبيعة استكشافية. في عام 1918 م. Bonch-Bruevich ، ثم V.P. استخدم Vologdin التيارات عالية التردد لتسخين أنودات أنابيب الإلكترون أثناء تفريغها (تفريغ الغاز). في نهاية الثلاثينيات ، في مختبر مصنع سفيتلانا ، أجريت تجارب على استخدام التسخين بالحث إلى درجة حرارة 800-900 درجة مئوية عند معالجة عمود فولاذي بقطر 170 وطول 800 مم على مخرطة. تم استخدام مولد أنبوبي بقوة 300 كيلوواط وتردد 100-200 كيلو هرتز.

منذ عام 1946 ، بدأ العمل في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية على استخدام التسخين التعريفي في معالجة الضغط. في عام 1949 ، تم تشغيل أول سخان للحدادة في ZIL (ZIS). بدأ تشغيل أول مسبار الحث في مصنع موسكو للسيارات الصغيرة (MZMA ، لاحقًا AZLK) في عام 1952. تركيب مثير للاهتمام ثنائي التردد (60 و 540 هرتز) لتسخين قضبان الصلب (المقطع - مربع 160x160 مم) للضغط تم إطلاق العلاج في كندا في عام 1956 تم تطوير إعداد مماثل في VNIITVCH (1959). يستخدم التردد الصناعي للتسخين حتى نقطة كوري.

في عام 1963 ، صنعت VNIITVCH سخانًا بلاطة (أبعاده 2.5x0.38x1.2 م) بقوة 2000 كيلو وات بتردد 50 هرتز لإنتاج الدرفلة.

في عام 1969 ، في مصنع المعادن التابع لشركة Maclaut للصلب. (الولايات المتحدة الأمريكية) طبقت التسخين التعريفي لألواح الصلب التي تزن حوالي 30 طنًا (أبعاد 7.9x0.3x1.5 متر) باستخدام ستة خطوط إنتاج (18 محث تردد صناعي بسعة إجمالية 210 ميجاوات).

كان للمحثات شكل خاص يضمن تسخينًا موحدًا للبلاطة. كما تم تنفيذ العمل على استخدام التدفئة التعريفي في علم المعادن في VNIIETO (P.M. Chaikin ، S.A. Yaitskov ، A.E. Erman).

في نهاية الثمانينيات في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تم استخدام التدفئة التعريفي في ما يقرب من 60 متجرًا للحدادة (بشكل أساسي في مصانع صناعة الجرارات والدفاع) بسعة إجمالية للسخانات التعريفي تصل إلى مليون كيلو وات.

تدفئة منخفضة الحرارة على التردد الصناعي.في 1927-1930 في أحد مصانع الدفاع في الأورال ، بدأ العمل في التسخين التعريفي بتردد صناعي (N.M. Rodigin). في عام 1939 ، كانت منشآت التسخين التعريفي القوية جدًا للمعالجة الحرارية لمنتجات سبائك الصلب تعمل بنجاح هناك.

قام TsNIITmash (V.V. Alexandrov) أيضًا بعمل على استخدام التردد الصناعي للمعالجة الحرارية والتدفئة للزراعة ، إلخ. تم تنفيذ عدد من الأعمال المتعلقة بالتسخين بدرجة حرارة منخفضة تحت إشراف A.V. دونسكوي. في معهد أبحاث الخرسانة المسلحة (NIIZhB) ، ومعهد Frunze Polytechnic وغيرها من المنظمات في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي ، تم تنفيذ العمل على المعالجة الحرارية لمنتجات الخرسانة المسلحة باستخدام التسخين التعريفي بتردد 50 هرتز. طورت VNIIETO أيضًا عددًا من منشآت التدفئة الصناعية ذات درجات الحرارة المنخفضة لأغراض مماثلة. تم استخدام تطورات MPEI (A.B. Kuvaldin) في مجال التسخين التعريفي للصلب المغنطيسي في تركيبات لأجزاء التسخين ، والمعالجة الحرارية للصلب والخرسانة المسلحة ، وتسخين المفاعلات الكيميائية ، والقوالب ، وما إلى ذلك (70-80s).

ذوبان منطقة التردد العالي لأشباه الموصلات.تم اقتراح طريقة ذوبان المنطقة في عام 1952 (WG Pfann ، الولايات المتحدة الأمريكية). بدأ العمل على ذوبان المنطقة الخالية من البوتقة عالي التردد في بلدنا في عام 1956 ، وتم الحصول على بلورة أحادية من السيليكون بقطر 18 مم في VNIITVCH. تم إنشاء تعديلات مختلفة للتركيبات من النوع "Crystal" مع مغو داخل حجرة التفريغ (Yu.E. Nedzvetsky). في الخمسينيات من القرن الماضي ، تم تصنيع تركيبات لصهر منطقة السيليكون بدون بوتقة عموديًا مع محث خارج غرفة التفريغ (أنبوب الكوارتز) في مصنع Platinopribor (موسكو) جنبًا إلى جنب مع معهد الدولة للمعادن النادرة (Giredmet). يعود بدء الإنتاج المتسلسل لمنشآت Kristall لزراعة بلورات السيليكون المفردة إلى عام 1962 (في Taganrog ZETO). بلغ قطر البلورات المفردة التي تم الحصول عليها 45 ملم (1971) ، وبعد ذلك أكثر من 100 ملم (1985)

ذوبان الأكاسيد عالي التردد.في أوائل الستينيات ، قام ف. ك. نفذت Monfort (الولايات المتحدة الأمريكية) صهر الأكاسيد في فرن الحث (زراعة بلورات مفردة من الفريت باستخدام التيارات عالية التردد - ترددات الراديو). في الوقت نفسه ، قام كل من A.T. Chapman و G.V. اقترح كلارك (الولايات المتحدة الأمريكية) تقنية لإعادة صهر كتلة أكسيد متعدد الكريستالات في بوتقة باردة. في عام 1965 ، حصل J. Ribot (فرنسا) على ذوبان أكاسيد اليورانيوم والثوريوم والزركونيوم باستخدام ترددات الراديو. يحدث انصهار هذه الأكاسيد في درجات حرارة عالية (1700 - 3250 درجة مئوية) ، وبالتالي يتطلب الأمر مصدر طاقة كبير.

في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تم تطوير تقنية ذوبان الأكاسيد عالي التردد في المعهد الفيزيائي التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية (AM Prokhorov ، V.V. Osiko). تم تطوير المعدات من قبل VNIITVCH ومعهد لينينغراد الكهروتقني (LETI) (Yu.B. Petrov ، AS Vasiliev ، V.I. Dobrovolskaya). كانت مصانع Kristall التي أنشأوها في عام 1990 تبلغ طاقتها الإجمالية أكثر من 10000 كيلو وات وتنتج مئات الأطنان من الأكاسيد عالية النقاء سنويًا.

تسخين البلازما عالي التردد.ظاهرة التفريغ عالي التردد في الغاز معروفة منذ الثمانينيات. في 1926-1927 ج. أظهر طومسون (إنجلترا) أن التفريغ غير الكهربائي في الغاز ينتج عن التيارات المستحثة ، وأوضح جيه تاونسند (إنجلترا ، 1928) التفريغ في الغاز بفعل مجال كهربائي. أجريت كل هذه الدراسات تحت ضغوط منخفضة.

في 1940-1941 جي. لاحظ بابات في مصنع سفيتلانا تفريغًا للبلازما عند تفريغ أنابيب الإلكترون باستخدام التسخين عالي التردد ، ثم تلقى تفريغًا عند الضغط الجوي لأول مرة.

في الخمسينيات من القرن الماضي ، تم تنفيذ العمل على البلازما عالية التردد في بلدان مختلفة (T. B. Reid ، J. Ribot ، G. Barkhoff ، وآخرون). في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تم إجراؤها من نهاية الخمسينيات من القرن الماضي في معهد لينينغراد للفنون التطبيقية (AV Donskoy ، S.V. Dresvin) ، MPEI (M.Ya. Smelyansky ، S.V. Kononov) ، VNITVCh (I.P. Dashkevich) وغيرها. ، تمت دراسة تصميمات البلازماترونات والتقنيات مع استخدامها. تم إنشاء مشاعل بلازما عالية التردد مع الكوارتز والمعدن (لتوليد طاقة تصل إلى 100 كيلو واط) (تم إنشاؤها في عام 1963).

في الثمانينيات ، تم استخدام مشاعل البلازما عالية التردد بقوة تصل إلى 1000 كيلو واط عند ترددات 60 كيلو هرتز - 60 ميجا هرتز لإنتاج زجاج كوارتز فائق النقاء ، وثاني أكسيد التيتانيوم الصبغي ، ومواد جديدة (على سبيل المثال ، النيتريد والكربيدات) ، مساحيق فائقة النقاوة ومتحللة للمواد السامة.

من كتاب تاريخ الهندسة الكهربائية مؤلف فريق المؤلفين

7.1.1. الفترة الأولية للتدفئة المقاومة. تعود التجارب الأولى على موصلات التسخين بالتيار الكهربائي إلى القرن الثامن عشر. في عام 1749 ، اكتشف ب.

من كتاب المؤلف

7.1.2. الفترة الأولية لتسخين القوس الكهربائي. في ١٨٧٨-١٨٨٠ قام W. Siemens (إنجلترا) بعدد من الأعمال التي شكلت الأساس لإنشاء أفران القوس للتدفئة المباشرة وغير المباشرة ، بما في ذلك فرن القوس أحادي الطور بسعة 10 كجم. طلب منهم استخدام مجال مغناطيسي ل

من كتاب المؤلف

7.7.5. الفترة الأولية لتسخين البلازما. يعود تاريخ بدء العمل في تسخين البلازما إلى عشرينيات القرن الماضي. تم تقديم مصطلح "البلازما" نفسه بواسطة I.Langmuir (الولايات المتحدة الأمريكية) ، ومفهوم "شبه محايد" - بواسطة W. Schottky (ألمانيا). في عام 1922 ، أجرى X. Gerdien و A. Lotz (ألمانيا) تجارب على البلازما التي حصل عليها

من كتاب المؤلف

7.1.6. الفترة الأولية لتسخين شعاع الإلكترون. تعتمد تقنية تسخين شعاع الإلكترون (ذوبان وتنقية المعادن ، ومعالجة الأبعاد ، واللحام ، والمعالجة الحرارية ، وطلاء التبخر ، ومعالجة الأسطح الزخرفية) على إنجازات الفيزياء ،

من كتاب المؤلف

7.1.7. الفترة الأولية لتسخين الليزر. تم إنشاء الليزر (اختصار لتضخيم الضوء الإنجليزي عن طريق الانبعاث المحفز للإشعاع) في النصف الثاني من القرن العشرين. ووجدت بعض التطبيقات في التكنولوجيا الكهربائية. تم التعبير عن فكرة عملية الانبعاث المحفز من قبل أ. أينشتاين في عام 1916. في الأربعينيات ، V.A.

غلايات التدفئة التعريفي عبارة عن أجهزة ذات كفاءة عالية جدًا. يمكن أن تقلل بشكل كبير من تكاليف الطاقة مقارنة بالأجهزة التقليدية المزودة بعناصر تسخين.

نماذج الإنتاج الصناعي ليست رخيصة. ومع ذلك ، يمكن لأي سيد منزل يمتلك مجموعة بسيطة من الأدوات أن يصنع سخانًا بالحث بيديه. لمساعدته ، نقدم وصفًا تفصيليًا لمبدأ التشغيل وتجميع السخان الفعال.

لا يمكن تسخين الحث بدون استخدام ثلاثة عناصر رئيسية:

اداة الحث؛
مولد كهرباء؛
عنصر التسخين.

الحث هو ملف ، عادة ما يكون مصنوعًا من الأسلاك النحاسية ، يولد مجالًا مغناطيسيًا. يستخدم المولد لإنتاج تيار عالي التردد من تيار طاقة منزلي قياسي 50 هرتز.

يتم استخدام الجسم المعدني كعنصر تسخين قادر على امتصاص الطاقة الحرارية تحت تأثير المجال المغناطيسي. إذا قمت بتوصيل هذه العناصر بشكل صحيح ، يمكنك الحصول على جهاز عالي الأداء مثالي لتسخين سائل التبريد و.

بمساعدة المولد ، يتم توفير تيار كهربائي بالخصائص الضرورية للمحث ، أي على ملف نحاسي. عند المرور عبره ، يشكل تدفق الجسيمات المشحونة مجالًا مغناطيسيًا.

يعتمد مبدأ تشغيل السخانات الحثية على حدوث تيارات كهربائية داخل الموصلات تظهر تحت تأثير المجالات المغناطيسية.

تكمن خصوصية المجال في قدرته على تغيير اتجاه الموجات الكهرومغناطيسية عند الترددات العالية. إذا تم وضع أي جسم معدني في هذا المجال ، فسوف يبدأ في التسخين دون اتصال مباشر مع المحرِّض تحت تأثير التيارات الدوامة الناتجة.

يخلق التيار الكهربائي عالي التردد المتدفق من العاكس إلى ملف الحث مجالًا مغناطيسيًا به متجه متغير باستمرار للموجات المغناطيسية. يسخن المعدن الموجود في هذا المجال بسرعة

يجعل عدم الاتصال من الممكن جعل خسائر الطاقة أثناء الانتقال من نوع إلى آخر ضئيلة ، مما يفسر زيادة كفاءة غلايات الحث.

لتسخين المياه لدائرة التسخين ، يكفي ضمان ملامستها للسخان المعدني. في كثير من الأحيان ، يتم استخدام أنبوب معدني كعنصر تسخين ، يتم من خلاله تمرير تيار من الماء ببساطة. يبرد الماء السخان في نفس الوقت ، مما يزيد بشكل كبير من عمر الخدمة.

يتم الحصول على المغناطيس الكهربائي لجهاز الحث عن طريق لف سلك حول قلب مغناطيس حديدي. يسخن ملف الحث الناتج وينقل الحرارة إلى الجسم المسخن أو إلى المبرد المتدفق بالقرب من خلال المبادل الحراري

مزايا الجهاز وعيوبه

إن "إيجابيات" سخان الحث الدوامي عديدة. هذه دائرة بسيطة للإنتاج الذاتي ، والموثوقية المتزايدة ، والكفاءة العالية ، وتكاليف الطاقة المنخفضة نسبيًا ، والعمر التشغيلي الطويل ، واحتمال انخفاض الأعطال ، وما إلى ذلك.

يمكن أن يكون أداء الجهاز مهمًا ؛ يتم استخدام وحدات من هذا النوع بنجاح في صناعة المعادن. فيما يتعلق بمعدل تسخين المبرد ، فإن الأجهزة من هذا النوع تتنافس بثقة مع الغلايات الكهربائية التقليدية ، حيث تصل درجة حرارة الماء في النظام بسرعة إلى المستوى المطلوب.

أثناء تشغيل غلاية الحث ، يهتز السخان قليلاً. يعمل هذا الاهتزاز على التخلص من الترسبات الكلسية وغيرها من الملوثات المحتملة من جدران الأنبوب المعدني ، لذلك نادرًا ما يحتاج هذا الجهاز إلى التنظيف. بالطبع ، يجب حماية نظام التدفئة من هذه الملوثات بواسطة مرشح ميكانيكي.

يقوم ملف الحث بتسخين المعدن (أنبوب أو قطع من الأسلاك) الموضوعة بداخله باستخدام تيارات إيدي عالية التردد ، ولا يلزم الاتصال

يقلل التلامس المستمر مع الماء أيضًا من احتمالية احتراق السخان ، وهي مشكلة شائعة إلى حد ما في الغلايات التقليدية التي تحتوي على عناصر تسخين. على الرغم من الاهتزاز ، تعمل الغلاية بهدوء استثنائي ؛ ولا يلزم عزل إضافي للضوضاء في موقع تركيب الجهاز.

المراجل الحثية جيدة أيضًا لأنها لا تتسرب أبدًا تقريبًا ، إذا تم تركيب النظام بشكل صحيح فقط. هذه صفة قيّمة للغاية لأنها تقضي أو تقلل بشكل كبير من احتمالية المواقف الخطرة.

يرجع عدم وجود تسربات إلى طريقة عدم التلامس لنقل الطاقة الحرارية إلى السخان. يمكن تسخين المبرد باستخدام التقنية الموضحة أعلاه إلى حالة بخار تقريبًا.

يوفر هذا انتقالًا حراريًا كافيًا لتحفيز الحركة الفعالة لسائل التبريد عبر الأنابيب. في معظم الحالات ، لن يكون من الضروري أن يكون نظام التدفئة مزودًا بمضخة دوران ، على الرغم من أن كل هذا يتوقف على ميزات وتصميم نظام تدفئة معين.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

الأسطوانة # 1. نظرة عامة على مبادئ التسخين التعريفي:

الأسطوانة # 2. خيار مثير للاهتمام لتصنيع السخان التعريفي:

لتثبيت سخان التعريفي ، لا تحتاج إلى الحصول على إذن من السلطات التنظيمية ، فالنماذج الصناعية لهذه الأجهزة آمنة تمامًا ، فهي مناسبة لمنزل خاص وشقة عادية. لكن يجب ألا ينسى أصحاب الوحدات محلية الصنع السلامة.

قبل أن نتحدث عن كيفية تجميع سخان حثي محلي الصنع ، تحتاج إلى معرفة ما هو وكيف يعمل.

تاريخ السخانات التعريفي

في الفترة من 1822 إلى 1831 ، أجرى العالم الإنجليزي الشهير فاراداي سلسلة من التجارب ، كان الغرض منها تحقيق تحويل المغناطيسية إلى طاقة كهربائية. أمضى الكثير من الوقت في مختبره. حتى يوم واحد ، في عام 1831 ، حصل مايكل فاراداي أخيرًا على طريقه. تمكن العالم أخيرًا من الحصول على تيار كهربائي في الملف الأولي من سلك جُرح في قلب حديدي. هكذا تم اكتشاف الحث الكهرومغناطيسي.

قوة الحث

بدأ استخدام هذا الاكتشاف في الصناعة والمحولات والمحركات والمولدات المختلفة.

ومع ذلك ، فقد أصبح هذا الاكتشاف شائعًا بالفعل ولم يكن ضروريًا إلا بعد 70 عامًا. أثناء صعود وتطور الصناعة المعدنية ، كانت هناك حاجة إلى طرق جديدة وحديثة لصهر المعادن في ظروف إنتاج المعادن. بالمناسبة ، تم إطلاق أول مسبك ، والذي كان يستخدم سخان الحث الدوامي ، في عام 1927. يقع المصنع في بلدة شيفيلد الإنجليزية الصغيرة.

وفي الذيل وفي بدة

في الثمانينيات ، تم بالفعل تطبيق مبدأ الحث بالكامل. كان المهندسون قادرين على إنشاء سخانات تعمل على نفس مبدأ الحث مثل الفرن المعدني لصهر المعادن. تعمل هذه الأجهزة على تسخين ورش المصانع. بعد ذلك بقليل ، بدأ إنتاج الأجهزة المنزلية. ولم يشترها بعض الحرفيين ، لكنهم قاموا بتجميع السخانات التعريفي بأيديهم.

مبدأ التشغيل

إذا قمت بتفكيك غلاية من النوع التعريفي ، فستجد هناك جوهرًا ، وعزلًا كهربائيًا وحراريًا ، ثم جسمًا. الفرق بين هذا السخان وتلك المستخدمة في الصناعة هو اللف الحلقي بموصلات نحاسية. يقع بين أنبوبين ملحومين معًا. هذه الأنابيب مصنوعة من الفولاذ المغنطيسي. جدار هذا الأنبوب يزيد عن 10 مم. نتيجة لهذا التصميم ، يكون للسخان وزن أقل بكثير ، وكفاءة أعلى ، فضلاً عن أبعاد صغيرة. يعمل الأنبوب ذو اللف هنا كقلب. والآخر يعمل مباشرة على تسخين المبرد.

يعمل تيار الحث ، الذي يتم إنشاؤه بواسطة مجال مغناطيسي عالي التردد من الملف الخارجي إلى الأنبوب ، على تسخين المبرد. تؤدي هذه العملية إلى اهتزاز الجدران. نتيجة لهذا ، لا يتم إيداع المقياس عليهم.

يحدث التسخين بسبب حقيقة أن القلب يتم تسخينه أثناء التشغيل. ترتفع درجة حرارته بسبب التيارات الدوامة. يتم تشكيل هذا الأخير بسبب المجال المغناطيسي ، والذي بدوره يتم إنشاؤه بواسطة التيارات عالية الجهد. هذه هي الطريقة التي يعمل بها سخان المياه التعريفي والعديد من الغلايات الحديثة.

قوة التعريفي DIY

تعتبر أجهزة التدفئة التي تستخدم الكهرباء كطاقة ملائمة ومريحة للاستخدام قدر الإمكان. إنها أكثر أمانًا من المعدات التي تعمل بالغاز. بالإضافة إلى ذلك ، في هذه الحالة لا يوجد السخام ولا السخام.

أحد عيوب هذا السخان هو ارتفاع استهلاك الكهرباء. من أجل توفير المال بطريقة ما ، تعلم الحرفيون كيفية تجميع السخانات الحثية بأيديهم. والنتيجة جهاز ممتاز يتطلب طاقة كهربائية أقل بكثير للعمل.

عملية التصنيع

لصنع مثل هذا الجهاز بنفسك ، لا تحتاج إلى معرفة جادة في الهندسة الكهربائية ، ويمكن لأي شخص التعامل مع تجميع الهيكل.

للقيام بذلك ، نحتاج إلى قطعة من الأنابيب البلاستيكية ذات الجدران السميكة. ستعمل كجسم وحدتنا. بعد ذلك ، تحتاج إلى سلك فولاذي بقطر لا يزيد عن 7 مم. أيضًا ، إذا كنت بحاجة إلى توصيل السخان بالتدفئة في المنزل أو الشقة ، فمن المستحسن شراء محولات. أنت أيضًا بحاجة إلى شبكة معدنية تحمل السلك الفولاذي داخل العلبة. بطبيعة الحال ، هناك حاجة إلى الأسلاك النحاسية لإنشاء مغو. أيضًا ، كل شخص تقريبًا في المرآب لديه عاكس عالي التردد. حسنًا ، في القطاع الخاص ، يمكن العثور على هذه المعدات دون صعوبة. من المثير للدهشة أنه يمكنك صنع سخانات التعريفي بيديك من وسائل مرتجلة دون أي تكلفة خاصة.

تحتاج أولاً إلى القيام بالأعمال التحضيرية للسلك. نقطعها إلى قطع بطول 5-6 سم ، ويجب إغلاق الجزء السفلي من الجزء السفلي من الأنبوب بشبكة ، ويجب سكب قطع الأسلاك المقطوعة بالداخل. من الأعلى ، يجب أيضًا إغلاق الأنبوب بشبكة. من الضروري سكب الكثير من الأسلاك لملء الأنبوب من الأعلى إلى الأسفل.

عندما يكون الجزء جاهزًا ، فأنت بحاجة إلى تثبيته في نظام التدفئة. ثم يمكنك توصيل الملف بالكهرباء من خلال العاكس. يُعتقد أن السخان التعريفي من العاكس هو جهاز بسيط للغاية وأكثر تكلفة.

لا تختبر الجهاز إذا لم يكن هناك ماء أو مصدر مضاد للتجمد. أنت فقط تذوب الأنبوب. قبل البدء في هذا النظام ، من المستحسن عمل أرضية للعاكس.

سخان حديث

هذا هو الخيار الثاني. يتضمن استخدام منتجات الأجهزة الإلكترونية الحديثة. مثل هذا السخان التعريفي ، الرسم البياني أدناه ، لا يحتاج إلى تعديل.

تشير هذه الدائرة إلى مبدأ الرنين المتسلسل ويمكن أن تطور قوة لائقة. إذا كنت تستخدم صمامات ثنائية أقوى ومكثفات أكبر ، فيمكنك زيادة أداء الوحدة إلى مستوى جدي.

تجميع السخان الحثي الدوامي

لتجميع هذا الجهاز ، أنت بحاجة إلى خنق. يمكن العثور عليه إذا قمت بفتح مصدر الطاقة لجهاز كمبيوتر عادي. بعد ذلك ، تحتاج إلى لف سلك مصنوع من الفولاذ المغنطيسي ، سلك نحاسي 1.5 مم. اعتمادًا على المعلمات المطلوبة ، قد يستغرق الأمر من 10 إلى 30 دورة. ثم تحتاج إلى التقاط ترانزستورات تأثير المجال. يتم تحديدها بناءً على مقاومة التقاطع القصوى المفتوحة. بالنسبة للثنائيات ، يجب أن تؤخذ تحت جهد عكسي لا يقل عن 500 فولت ، بينما سيكون التيار في مكان ما حوالي 3-4 أ. ستحتاج أيضًا إلى ثنائيات زينر مصنفة من 15 إلى 18 فولت ، ويجب أن تكون قوتها حوالي 2-3 الثلاثاء المقاومات - حتى 0.5 وات.

بعد ذلك ، تحتاج إلى تجميع الدائرة وعمل ملف. هذا هو الأساس الذي يعتمد عليه سخان الحث VIN بالكامل. يتكون الملف من 6-7 لفات من سلك نحاسي 1.5 مم. ثم يجب تضمين الجزء في الدائرة وتوصيله بالكهرباء.

الجهاز قادر على تسخين البراغي إلى اللون الأصفر. الدائرة بسيطة للغاية ، ومع ذلك ، فإن النظام يولد الكثير من الحرارة أثناء التشغيل ، لذلك من الأفضل تركيب مشعات على الترانزستورات.

تصميم أكثر تعقيدًا

لتجميع هذه الوحدة ، يجب أن تكون قادرًا على العمل باللحام ، كما أن المحول ثلاثي الطور مفيد أيضًا. يتم تقديم التصميم على شكل أنبوبين يجب أن يتم لحامهما ببعضهما البعض. في الوقت نفسه ، سوف يلعبون دور النواة والسخان. اللف جرح على الجسم. وبالتالي ، يمكنك زيادة الإنتاجية بشكل كبير مع تحقيق أبعاد شاملة صغيرة ووزن منخفض.

لإجراء توريد وإزالة سائل التبريد ، من الضروري لحام أنبوبين في جسم الجهاز.

يوصى بعمل عزل للغلاية من أجل التخلص من فقد الحرارة المحتمل قدر الإمكان ، وكذلك لحماية نفسك من التسربات الحالية المحتملة. سوف يقضي على حدوث الضوضاء المفرطة ، خاصة أثناء العمل المكثف.

من المستحسن استخدام مثل هذه الأنظمة في دوائر التسخين المغلقة حيث يوجد دوران قسري لسائل التبريد. يُسمح باستخدام هذه الوحدات لخطوط الأنابيب البلاستيكية. يجب تركيب المرجل بحيث لا تقل المسافة بينه وبين الحوائط والأجهزة الكهربائية الأخرى عن 30 سم كما يستحسن الإبقاء على مسافة 80 سم من الأرضية والسقف كما يوصى بتركيب نظام الأمان خلف أنبوب المخرج. لهذا الغرض ، يكون مقياس الضغط وجهاز إطلاق الهواء وكذلك صمام الانفجار مناسبًا.