மின்சார வெப்பமூட்டும் முறைகள்

மின் ஆற்றலை வெப்பமாக மாற்றுவதற்கான அடிப்படை முறைகள் மற்றும் முறைகள் பின்வருமாறு வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. நேரடி மற்றும் மறைமுக மின்சார வெப்பமாக்கலுக்கு இடையே ஒரு வேறுபாடு உள்ளது.

நேரடி மின்சார வெப்பமாக்கலில், வெப்ப ஆற்றலாக மின் ஆற்றலை மாற்றுவது வெப்பமான உடல் அல்லது நடுத்தர (உலோகம், நீர், பால், மண், முதலியன) வழியாக மின்சாரம் நேரடியாக செல்வதன் விளைவாக ஏற்படுகிறது. மறைமுக மின்சார வெப்பமாக்கலில், மின்சாரம் ஒரு சிறப்பு வெப்பமூட்டும் சாதனம் (வெப்பமூட்டும் உறுப்பு) வழியாக செல்கிறது, அதில் இருந்து வெப்பமானது வெப்பமான உடல் அல்லது நடுத்தரத்திற்கு கடத்தல், வெப்பச்சலனம் அல்லது கதிர்வீச்சு மூலம் மாற்றப்படுகிறது.

மின் ஆற்றலை வெப்பமாக மாற்றுவதில் பல வகைகள் உள்ளன, இது மின் வெப்பமாக்கல் முறைகளை வரையறுக்கிறது.

எதிர்ப்பு வெப்பமாக்கல்

மின்சாரம் கடத்தும் திடப்பொருள்கள் அல்லது திரவ ஊடகங்கள் மூலம் மின்னோட்டத்தின் ஓட்டம் வெப்பத்தின் பரிணாம வளர்ச்சியுடன் சேர்ந்துள்ளது. ஜூல்-லென்ஸ் சட்டத்தின்படி, வெப்பத்தின் அளவு Q = I2Rt, இதில் Q என்பது வெப்பத்தின் அளவு, J; நான் - சிலாடோக், ஏ; R என்பது ஒரு உடல் அல்லது நடுத்தரத்தின் எதிர்ப்பு, ஓம்; t - ஓட்டம் நேரம், s.

எதிர்ப்பு வெப்பத்தை தொடர்பு மற்றும் மின்முனை முறைகள் மூலம் செய்ய முடியும்.

தொடர்பு முறை இது நேரடி மின்சார சூடாக்கத்தின் கொள்கையால் உலோகங்களை சூடாக்க பயன்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக மின்சார தொடர்பு வெல்டிங் சாதனங்களில், மற்றும் மறைமுக மின்சார வெப்பமாக்கல் கொள்கை - வெப்பமூட்டும் கூறுகளில்.

மின்முனை முறை இது உலோகம் அல்லாத கடத்தும் பொருட்கள் மற்றும் ஊடகங்களை வெப்பப்படுத்த பயன்படுகிறது: தண்ணீர், பால், ஜூசி தீவனம், மண் போன்றவை. ஒரு மாற்று மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும் மின்முனைகளுக்கு இடையில் சூடான பொருள் அல்லது ஊடகம் வைக்கப்படுகிறது.

மின்முனைகளுக்கு இடையில் உள்ள பொருள் வழியாக செல்லும் மின்சாரம் அதை வெப்பமாக்குகிறது. சாதாரண (வடிகட்டப்படாத) நீர் ஒரு மின்னோட்டத்தை நடத்துகிறது, ஏனெனில் அதில் எப்போதும் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு உப்புகள், தளங்கள் அல்லது அமிலங்கள் உள்ளன, அவை மின் கட்டணங்களைக் கொண்டு செல்லும் அயனிகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன, அதாவது மின்சாரம். பால் மற்றும் பிற திரவங்கள், மண், சதைப்பற்றுள்ள தீவனம் போன்றவற்றின் மின் கடத்துத்திறன் தன்மை. ஒத்திருக்கிறது.

நேரடி மின்முனை வெப்பமாக்கல் மாற்று மின்னோட்டத்தில் மட்டுமே செய்யப்படுகிறது, ஏனெனில் நேரடி மின்னோட்டம் சூடான பொருளின் மின்னாற்பகுப்பு மற்றும் அதன் சிதைவை ஏற்படுத்துகிறது.

மின்சார எதிர்ப்பு வெப்பமாக்கல் அதன் எளிமை, நம்பகத்தன்மை, நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் வெப்ப சாதனங்களின் குறைந்த விலை காரணமாக உற்பத்தியில் பரந்த பயன்பாட்டைக் கண்டறிந்துள்ளது.

மின்சார வில் வெப்பமாக்கல்

ஒரு வாயு ஊடகத்தில் இரண்டு மின்முனைகளுக்கு இடையில் ஏற்படும் மின் வளைவில், மின் ஆற்றல் வெப்பமாக மாற்றப்படுகிறது.

வளைவை பற்றவைக்க, மின்சக்தி மூலத்துடன் இணைக்கப்பட்ட மின்முனைகள் சுருக்கமாக தொட்டு, பின்னர் மெதுவாக பிரிக்கப்படுகின்றன. மின்முனைகளைப் பிரிக்கும் தருணத்தில் தொடர்புகளின் எதிர்ப்பானது அதன் வழியாக செல்லும் மின்னோட்டத்தால் வலுவாக வெப்பமடைகிறது.இலவச எலக்ட்ரான்கள், தொடர்ந்து உலோகத்தில் நகரும், மின்முனைகளின் தொடர்பு புள்ளியில் அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன் அவற்றின் இயக்கத்தை துரிதப்படுத்துகின்றன.

வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, ​​இலவச எலக்ட்ரான்களின் வேகம் அதிகரிக்கிறது, அவை மின்முனைகளின் உலோகத்திலிருந்து பிரிந்து காற்றில் பறக்கின்றன. அவை நகரும் போது, ​​​​அவை காற்று மூலக்கூறுகளுடன் மோதுகின்றன மற்றும் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகளாக பிரிக்கின்றன. மின்முனைகளுக்கு இடையே உள்ள காற்று இடைவெளி அயனியாக்கம் செய்யப்பட்டு மின்கடத்தும் தன்மை கொண்டது.

மூல மின்னழுத்தத்தின் செல்வாக்கின் கீழ், நேர்மறை அயனிகள் எதிர்மறை துருவத்திற்கு (கத்தோட்) விரைகின்றன, மற்றும் எதிர்மறை அயனிகள் நேர்மறை துருவத்திற்கு (அனோட்) விரைகின்றன, இதனால் நீண்ட வெளியேற்றத்தை உருவாக்குகிறது - வெப்ப வெளியீட்டுடன் ஒரு மின்சார வில். வளைவின் வெப்பநிலை அதன் வெவ்வேறு பகுதிகளில் ஒரே மாதிரியாக இல்லை மற்றும் உலோக மின்முனைகளில் உள்ளது: கேத்தோடில் - சுமார் 2400 ° C, அனோடில் - சுமார் 2600 ° C, ஆர்க்கின் மையத்தில் - சுமார் 6000 - 7000 ° C .

நேரடி மற்றும் மறைமுக மின்சார வில் வெப்பத்தை வேறுபடுத்துங்கள். மின்சார வில் வெல்டிங் நிறுவல்களில் நேரடி வில் வெப்பமாக்கலில் முக்கிய நடைமுறை பயன்பாடு காணப்படுகிறது. மறைமுக வெப்ப நிறுவல்களில், வில் அகச்சிவப்பு கதிர்களின் சக்திவாய்ந்த ஆதாரமாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.

தூண்டல் வெப்பமாக்கல்

ஒரு உலோகத் துண்டு ஒரு மாற்று காந்தப்புலத்தில் வைக்கப்பட்டால், அதில் ஒரு மாற்று மின் தூண்டப்படுகிறது. ஈ. s, அதன் செல்வாக்கின் கீழ் உலோகத்தில் சுழல் நீரோட்டங்கள் எழும். இந்த நீரோட்டங்கள் உலோகத்திற்குள் செல்வதால் அது வெப்பமடையும். உலோகத்தை சூடாக்கும் இந்த முறை தூண்டல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. சில தூண்டல் ஹீட்டர்களின் வடிவமைப்பு மேற்பரப்பு விளைவு நிகழ்வு மற்றும் அருகாமை விளைவு ஆகியவற்றின் பயன்பாட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது.

தொழில்துறை (50 ஹெர்ட்ஸ்) மற்றும் உயர் அதிர்வெண் (8-10 kHz, 70-500 kHz) மின்னோட்டங்கள் தூண்டல் வெப்பமாக்கலுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உலோக உடல்களின் தூண்டல் வெப்பமாக்கல் (பாகங்கள், விவரங்கள்) இயந்திர கட்டிடம் மற்றும் உபகரணங்கள் பழுதுபார்ப்பதிலும், உலோக பாகங்களை கடினப்படுத்துவதிலும் மிகவும் பரவலாக உள்ளது. தூண்டல் முறை நீர், மண், கான்கிரீட் மற்றும் பேஸ்டுரைஸ் பாலை சூடாக்கவும் பயன்படுத்தப்படலாம்.

மின்கடத்தா வெப்பமாக்கல்

மின்கடத்தா வெப்பமாக்கலின் இயற்பியல் சாரம் பின்வருமாறு. திட மற்றும் திரவ ஊடகங்களில் மோசமான மின் கடத்துத்திறன் (மின்கடத்தா) வேகமாக மாறிவரும் மின்சார புலத்தில் வைக்கப்படுகிறது, மின் ஆற்றல் வெப்பமாக மாற்றப்படுகிறது.

ஒவ்வொரு மின்கடத்தாவும் இடைநிலை விசைகளால் பிணைக்கப்பட்ட மின் கட்டணங்களைக் கொண்டுள்ளது. இந்த கட்டணங்கள் கட்டுப்பட்ட கட்டணங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, இது பொருட்களை நடத்துவதில் இலவச கட்டணங்கள் அல்ல. ஒரு மின்சார புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ், தொடர்புடைய கட்டணங்கள் புலத்தின் திசையில் சார்ந்தவை அல்லது இடம்பெயர்கின்றன. வெளிப்புற மின்சார புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் தொடர்புடைய கட்டணங்களின் இடமாற்றம் துருவமுனைப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஒரு மாற்று மின்சார புலத்தில், கட்டணங்களின் தொடர்ச்சியான இயக்கம் உள்ளது, எனவே அவற்றுடன் தொடர்புடைய மூலக்கூறுகளின் இடைக்கணிப்பு சக்திகள். கடத்தாத பொருட்களின் மூலக்கூறுகளை துருவப்படுத்த மூலத்தால் செலவிடப்படும் ஆற்றல் வெப்ப வடிவில் வெளியிடப்படுகிறது. சில அல்லாத கடத்தும் பொருட்கள் ஒரு சிறிய அளவிலான இலவச கட்டணங்களைக் கொண்டுள்ளன, அவை மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ், ஒரு சிறிய கடத்தல் மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகின்றன, இது பொருளில் கூடுதல் வெப்பத்தை வெளியிட உதவுகிறது.

ஒரு மின்கடத்தா மூலம் சூடாக்கும்போது, ​​வெப்பமடையும் பொருள் உலோக மின்முனைகளுக்கு இடையில் வைக்கப்படுகிறது - மின்தேக்கி தட்டுகள், சிறப்பு உயர் அதிர்வெண் ஜெனரேட்டரிலிருந்து உயர் அதிர்வெண் மின்னழுத்தம் (0.5 - 20 மெகா ஹெர்ட்ஸ் மற்றும் அதற்கு மேல்). மின்கடத்தா வெப்பமூட்டும் உடல் உயர் அதிர்வெண் விளக்கு ஜெனரேட்டர், மின்மாற்றி மற்றும் மின்முனைகளுடன் உலர்த்தும் சாதனம் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது.

உயர் அதிர்வெண் மின்கடத்தா வெப்பமாக்கல் ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய வெப்பமாக்கல் முறையாகும், இது முக்கியமாக மரம், காகிதம், உணவு மற்றும் தீவனம் (தானியங்கள், காய்கறிகள் மற்றும் பழங்களை உலர்த்துதல்), பால் பேஸ்டுரைசேஷன் மற்றும் ஸ்டெர்லைசேஷன் போன்றவற்றின் உலர்த்துதல் மற்றும் வெப்ப சிகிச்சைக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

எலக்ட்ரான் கற்றை வெப்பமாக்கல் (மின்னணு)

மின்சார புலத்தில் முடுக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான்களின் ஸ்ட்ரீம் (எலக்ட்ரான் கற்றை) ஒரு சூடான உடலை சந்திக்கும் போது, ​​மின் ஆற்றல் வெப்பமாக மாற்றப்படுகிறது. எலக்ட்ரானிக் வெப்பமாக்கலின் ஒரு சிறப்பியல்பு அம்சம் 5×108 kW / cm2 என்ற உயர் ஆற்றல் செறிவு அடர்த்தி ஆகும், இது மின்சார வில் வெப்பத்தை விட பல ஆயிரம் மடங்கு அதிகமாகும்.மிகச் சிறிய பாகங்களை வெல்டிங் செய்வதற்கும் அல்ட்ராப்பூர் உலோகங்களை உருகுவதற்கும் எலக்ட்ரானிக் வெப்பமாக்கல் தொழில்துறையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

மின்சார வெப்பமாக்கலின் கருதப்படும் முறைகளுக்கு கூடுதலாக, அகச்சிவப்பு வெப்பம் (கதிர்வீச்சு) உற்பத்தி மற்றும் அன்றாட வாழ்வில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.