什么是感应加热?

感应加热是通过电磁感应加热导电物体(通常是金属),通过物体内部涡流产生的热量。感应加热器由电磁铁和通过电磁铁的高频交流电(AC)的电子振荡器组成。快速交变磁场穿透物体,在导体内部产生电流,称为涡流。流过材料电阻的涡流通过焦耳加热使之加热。在铁磁性(和铁磁性)材料,如铁,热也可能产生磁滞损失。电流的使用频率取决于物体的大小、材料类型、耦合(工作线圈和被加热物体之间的耦合)和穿透深度。

感应加热过程的一个重要特点是,热量是在物体内部产生的,而不是由外部热源通过热传导产生的。因此物体可以被迅速加热。此外,不需要任何外部接触,这可能是重要的污染是一个问题。感应加热用于许多工业过程,如冶金热处理、半导体工业中使用的切拉尔斯基晶体生长和区域精炼,以及熔炼需要很高温度的难熔金属。也可用于感应式炊具上加热食品容器;这就是所谓的感应烹饪。

感应加热的原理应遵循电磁感应、蒙皮效应和导热三个基本原理。以模拟的单匝短路二次线圈为例说明了感应加热过程。以圆坯为例,工件与电感器的组合可以看作是一个变压器,它由多匝一次线圈(电感线圈)和单匝短路二次线圈(圆柱形工件)组成,一次线圈与二次线圈之间有一个小的气隙隔开。当通电时,与电感器频率相同、方向相反的工件中会产生感应电流,即涡流。当电流频率较高时,由于表面效应的影响,涡流集中在工件表面,产生“蒙皮效应”。

感应电流密度从被加热工件表面中心逐渐减小,电流频率越高,衰减速率越大。电流密度的降低还取决于被加热材料的电阻率和相对渗透率。电流密度下降到表面电流密度的三分之一左右的深度称为表面深度,表明感应电流的分布随穿透深度和控制电流分布的因素而变化。

感应加热是通过电磁感应加热导电物体(通常是金属)的过程。电磁感应加热是通过物体内部涡流产生的热量来实现的。

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