ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

На кафедре энергетики КГАУ совместно со специалистами Адыгейского консервного комбината (Краснодар-Яблоновка) разработана усовершенствованная конструкция, позволяющая существенно повысить кпд нагревателя.

Принципиальная схема нагревателя представлена на рис.1, электрическая схема установки - на рис.2.

Рис.1. Схема индукционного низкотемпературного нагревателя:

1 - токопроводящий стальной стержень;2 - изоляционная прокладка;

3 - стальная труба;4 - магнитострикционный преобразователь;

5 - ультразвуковой генератор.

Рис.2. Электрическая схема установки

Основными элементами низкотемпературного индукционного нагревателя (рис.1) являются токопроводящий стальной стержень 1 (диаметром 8-15 мм), изоляционная прокладка (например, асбест толщиной 3-7 мм), стальная труба 3 (диаметром 15-25 мм) и магнитострикционный преобразователь 4, подключенный к источнику импульсного тока 5.

Принцип действия нагревателя заключается в следующем.

При протекании переменного тока по стержню 1 возникает переменный магнитный поток, пронизывающий воздушное пространство (изоляция 2) и наводящий вихревые токи в трубе 3, которая нагревается ими до определенной температуры. Магнитострикционный преобразователь 4 служит для предупреждения

солевых отложений на поверхности нагрева и улучшения теплообмена за счет нарушения пристенного ламинарного потока при работе нагревателя в водной среде.

Переменный магнитный поток в нагреваемом металле индуцирует ЭДС (В):

e = 4,44wffЧ10 ^-8; (1)

гдеw-число витков индуктора;

f -частота тока индуктора,Гц;

f-магнитный поток индуктора,Вб.

ЭДСсоздает вихревой токi,который нагревает материал. Мощность преобразуется в нагреваемом металле в теплоту:

p=i²r; (2)

гдеr- активное сопротивление металла, Ом.

Сопоставляя формулы (1) и (2), видим, что мощность, выделяемая в материале, зависит от частоты тока и магнитного потока.

Переменное магнитное поле создается в индукторе, присоединенном к источнику переменного тока. Степень проникновения тока, а, следовательно, и электромагнитной волны вглубь нагреваемой детали характеризуется глубиной проникновения:

(3)

гдеr- удельное сопротивление материала , Ом/м;

m_а- магнитная проницаемость;

m_о- магнитная постоянная;

m_я- относительная магнитная проницаемость металла;

w- угловая частота.w= 2pf.

Практически считают, что вся энергия выделяется в слое толщинойz.