電阻加熱技術(shù):
電阻加熱是Z簡(jiǎn)單(也是Z老的)基于電力的加熱方法,可加熱金屬、熔融金屬或非金屬,效率幾乎可達(dá)到100%,同時(shí)工作溫度可達(dá)到2000℃。故而可應(yīng)用于高溫加熱,也可應(yīng)用于低溫加熱。由于其可控性和快速升溫的特性,電阻加熱應(yīng)用于從加熱熔融金屬到加熱食物的方方面面。
電阻加熱是利用電流流過(guò)導(dǎo)體的焦耳效應(yīng)產(chǎn)生的熱能對(duì)物體進(jìn)行的電加熱。電阻加熱可分為間接電阻加熱和直接電阻加熱兩大類。間接電阻加熱是讓電流通過(guò)電熱元件或?qū)щ娊橘|(zhì),例如電阻絲、熱敏電阻(PTC)、電熱膜等,使電熱元件首先發(fā)熱,然后利用電熱元件產(chǎn)生的熱量以熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流或熱輻射等方式間接加熱目標(biāo)物體。傳統(tǒng)的利用埋入模具中的電熱元件加熱模具的方法均屬于間接電阻加熱。
電磁感應(yīng)式加熱技術(shù):
感應(yīng)加熱是一種相當(dāng)新的工藝,它之所以獲得應(yīng)用,主要是由于它獨(dú)特的性能。當(dāng)迅速變化的電流流過(guò)金屬工件時(shí),便產(chǎn)生集膚效應(yīng),它使電流集中于工件表層,在金屬表層上產(chǎn)生一個(gè)選擇性很高的熱源。法拉弟發(fā)現(xiàn)了集膚效應(yīng)的這個(gè)優(yōu)點(diǎn),發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)這個(gè)值得注意的現(xiàn)象。他也是感應(yīng)加熱的奠基者。感應(yīng)加熱不要求外部熱源,而是利用受熱工件自身作為熱源,這個(gè)方法也不要求工件與能源即感應(yīng)線圈接觸。其他的性能,包括可以根據(jù)頻率選擇不同的加熱深度,根據(jù)線圈耦合設(shè)計(jì)而得到精確的局部加熱,以及很高的功率密集度,或者說(shuō)很高的功率密度。
適于感應(yīng)加熱的熱處理過(guò)程應(yīng)充分利用這些特性,并按下列步驟設(shè)計(jì)出完整的設(shè)備。
第一,工藝要求必須與感應(yīng)加熱的基本特性相符。本章將敘述工件中的電磁效應(yīng)、合成電流的分布和吸收的功率。根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的加熱效應(yīng)和溫度效應(yīng),以及在不同的頻率,不同的金屬和工件形狀下,溫度的分布狀況等這些知識(shí),使用者和設(shè)計(jì)者,即可根據(jù)技術(shù)條件的要求決定其棄取。
第二,感應(yīng)加熱的具體形式,必須按是否符合技術(shù)條件的要求而確定,還應(yīng)廣泛掌握應(yīng)用和發(fā)展情況,感應(yīng)加熱主要的應(yīng)用趨勢(shì)。
第三,感應(yīng)加熱的適宜性和Z好的使用方法確定之后,便可設(shè)計(jì)出感應(yīng)器和供電系統(tǒng)。
感應(yīng)加熱中的許多問(wèn)題,與工程上的一些基本感性知識(shí)很相似,一般都是來(lái)源于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。也可以這樣說(shuō),如果沒(méi)有對(duì)于感應(yīng)器形狀、電源頻率和受熱金屬熱工性能的正確理解,就不可能設(shè)計(jì)出感應(yīng)加熱器或系統(tǒng)。
感應(yīng)加熱的作用,在不可見(jiàn)的磁場(chǎng)影響下,與火焰淬火是一樣的。例如,由高頻發(fā)生器產(chǎn)生的較高頻率(200000赫以上),一般能產(chǎn)生劇烈、快速和局部性的熱源,相當(dāng)于小而集中的高溫氣體火焰的作用。反之,中頻(1000赫及10000赫)的加熱效果,比較分散和緩慢,熱量穿透較深,與比較大的和開(kāi)闊的氣體火焰相似。
微波式加熱技術(shù):
微波技術(shù)是指在平均波長(zhǎng)0.1 m~1 m之間的電磁波,能夠產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng),而介質(zhì)材料中的分子在電磁場(chǎng)中隨著其頻率的不斷變化而出現(xiàn)去向不同的情況。傳統(tǒng)的微波技術(shù)主要用在雷達(dá)、通訊等方面,而在如今的各項(xiàng)應(yīng)用中,微波技術(shù)已經(jīng)作為一項(xiàng)新能源被研發(fā)出更多的應(yīng)用方向。由于微波的應(yīng)用極為廣泛,為避免相互間的干擾,所以供應(yīng)工業(yè)、科學(xué)及醫(yī)學(xué)使用的微波頻段是不同的,食品工業(yè)所使用的微波頻率多為2450 MHz。
微波技術(shù)的形成是由一部分極性分子和非極性分子組成的,受磁場(chǎng)的作用,當(dāng)有極分子電介質(zhì)和無(wú)極分子電介質(zhì)置于微波電磁場(chǎng)中時(shí),介質(zhì)材料中會(huì)形成偶極子或已有的偶極子重新排列,并隨著高頻交變電磁場(chǎng)以每秒高達(dá)數(shù)億次的速度擺動(dòng),分子要隨著不斷變化的高頻電場(chǎng)的方向重新排列,就必須克服分子原有的熱運(yùn)動(dòng)和分子相互間作用的干擾和阻礙,產(chǎn)生類似于摩擦的作用,這個(gè)過(guò)程就會(huì)使得電磁場(chǎng)能量逐漸轉(zhuǎn)化成新的熱能,使介質(zhì)溫度出現(xiàn)大幅度的提升,這就是對(duì)微波加熱Z簡(jiǎn)單的解釋。也就是說(shuō)微波加熱是利用介質(zhì)材料自身電磁場(chǎng)耗損的能量而產(chǎn)生的熱量從而發(fā)熱。微波加熱是一種“冷熱源”,它在產(chǎn)生和接觸到物體時(shí),不是一股熱氣,而是電磁能。它具有一系列傳統(tǒng)加熱所不具備的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。