Можно ли использовать индукционные печи для производства стекла объясните почему

Обновлено: 10.05.2024

Устройство индукционной печи? Из чего она состоит?

Индукционные или тигельные установки — это специальные предназначены для термической обработки цветных металлов при помощи индуктора. Температура в таких установках всегда ниже температуры плавления металлов. В печах материал разогревают до состояния пластичности, поверхностно закаливают его, производят сварку, пайку, наплавку или сквозной нагрев. Индукционная установка состоит из следующих элементов:

каркас;
подовая плита;
индуктор;
изоляционный слой;
тигель;
асбоцементная плита;
сливной носок;
воротник;
гибкий токопровод;
деревянные брусья.

Для небольших печей емкостью менее 500 килограммов кожух изготавливается из комбинации немагнитных стальных или дюральалюминиевых уголков, а также асбестоцемента и дерева. Кожух имеет прямоугольную форму. Металлические соединения изолирую специальными прокладками, исключая возникновение кольцевых токов. Сам индуктор крепится к опорным асбоцементным плитам. Для печей большой емкости кожух изготавливается из немагнитной стали в виде цилиндра, индуктор внутри изолируется магнитопроводом или замкнутым электромагнитным экраном из металла с низким удельным сопротивлением, например, меди или алюминия.

Можно ли использовать индукционные печи для производства стекла объясните почему

Образовательный портал для подготовки к экзаменам Математика Информатика ≡ Русский язык Письменный экзамен Устное собеседование Английский язык Немецкий язык Французский язык Испанский язык Обществознание Литература Об экзамене Каталог заданий Справочник Сказать спасибо Вопрос — ответ На сайте что-то не так? Отключите адблок Подготовься к ОГЭ на 5 с онлайн-школой Умскул. Бесплатный курс на сайте Решили пробный варианты по русскому языку. Варианты. ЧУЖОЕ НЕ БРАТЬ! Зайчиков и Поваляев стащили наши тесты Задания Задания Д20 № 14187

Дно посуды для индукционных плит может быть выполнено из

Принцип действия индукционной плиты

В основе действия индукционной плиты лежит явление электромагнитной индукции — явление возникновени электрического тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного потока через площадку, ограниченную контуром проводника. Индукционные токи при изменении магнитного поля возникают и в массивных образцах металла, а не только в проволочных контурах. Эти токи обычно называют вихревыми токами, или токами Фуко, по имени открывшего их французского физика. Направление и сила вихревого тока зависят от формы образца, от направления вектора магнитной индукции и скорости его изменения, от свойств материала, из которого сделан образец. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание.

Принцип работы индукционной плиты показан на рисунке. Под стеклокерамической поверхностью плиты находится катушка индуктивности, по которой протекает переменный электрический ток, создающий переменное магнитное поле. Частота тока составляет 20–60 кГц. В дне посуды наводятся токи индукции, которые нагревают его, а заодно и помещённые в посуду продукты. Нет никакой теплопередачи снизу вверх, от конфорки через стекло к посуде, а значит, нет и тепловых потерь. С точки зрения эффективности использования потребляемой электроэнергии индукционная плита выгодно отличается от всех других типов кухонных плит: нагрев происходит быстрее, чем на газовой или обычной электрической плите, а КПД нагрева у индукционной плиты выше, чем у этих плит. Устройство индукционной плиты: 1 — посуда с дном из ферромагнитног материала; 2 — стеклокерамическая поверхность; 3 — слой изоляции; 4 — катушка индуктивности.

Индукционные плиты требуют применения металлической посуды, обладающей ферромагнитными свойствами (к посуде должен притягиваться магнит). Причём чем толще дно, тем быстрее происходит нагрев.

Задания Д19 № 14186

Сила вихревого тока, возникающего в массивном проводнике, помещённом в переменное магнитное поле, зависит

1) только от формы проводника.

2) только от материала и формы проводника.

3) только от скорости изменения магнитного поля.

4) от скорости изменения магнитного поля, от материала и формы проводника.

По информации из текста: сила вихревого тока зависит от формы проводника, скорости изменения магнитного поля, свойств проводника.

Задание 20 № 14188

Изменится ли, и если изменится, то как, время нагревания кастрюли на индукционной плите при увеличении частоты переменного электрического тока в катушке индуктивности под стеклокерамической поверхностью плиты? Ответ поясните.

1. Ответ: время нагревания уменьшится.

2. При увеличении частоты тока в катушке индуктивности увеличивается скорость изменения создаваемого им магнитного поля и, следовательно, увеличивается величина вихревого индукционного тока в днище кастрюли. Согласно закону Джоуля-Ленца, увеличение силы тока в проводнике приводит к увеличению количества теплоты, выделяемого в проводнике за единицу времени.

Задание 19 № 14525

Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1. Дно посуды для индукционных плит может быть выполнено из стали.

2. Дно посуды для индукционных плит может быть выполнено из алюминия.

3. Дно посуды для индукционных плит может быть выполнено из меди.

4. Сила вихревого тока, возникающего в массивном проводнике, помещённом в переменное магнитное поле, зависит только от скорости изменения магнитного поля.

5. Сила вихревого тока, возникающего в массивном проводнике, помещённом в переменное магнитное поле, зависит от скорости изменения магнитного поля, от материала и формы проводника.

Дно посуды изготавливается из металла, являющегося ферромагнетиком. Таким в предложенном списке является только сталь.

Ответы для задания №14 реального ВПР 2020 по физике 11 класс

Ответ: При пропускании струи воздуха через воду он интенсивно насыщается водяными парами вследствие испарения воды. Пылесос забирает более сухой воздух, а выпускает более влажный, влажность воздуха в комнате повышается

4)Зачем необходим аварийный термодатчик?

Ответ: при выходе из строя термостата утюг способен бесконтрольно разогреваться, что может привести к пожару. Поэтому используется защита в виде аварийного термодатчика, который отключает утюг при перегреве

5)Со стороны той части насоса, которая всасывает воду из артезианской скважины, делают защиту от протечек грунтовых вод в корпус электрической части насоса. Почему важно защита от протечек со стороны насосной камеры?

Ответ: грунтовые воды содержат растворённые соли, а потому являются проводником электрического тока. Попадание воды на обмотки электродвигателя приведёт к короткому замыканию и выходу двигателя из строя

6)Укажите возможную причину колебаний температуры горячей воды, поступающей из водонагревателя, в течение года при одних и тех же значениях рабочей мощности нагревателя и напора воды.

Ответ: при одинаковом потоке воды и одной и той же мощности водонагревателя вода, получая одно и то же количество теплоты в единицу времени, нагревается на одно и то же количество градусов. Начальная температура воды меняется в течение года, следовательно, будет меняться и температура горячей воды

7)При понижении расхода воды ниже минимально допустимого водонагреватель автоматически отключается от электрической сети. Объясните, для чего это сделано.

Ответ: при одной и той же мощности нагревателя чем меньше воды протекает в единицу времени по водонагревателю, тем выше температура горячей воды. При очень малых потоках воды она может закипеть в теплообменнике, что приведёт к разрушению нагревателя со взрывом.

8)Почему подошва у утюга гладкая?

Ответ: чтобы уменьшить трение при глажке и улучшить контакт с поверхностью материала

9)Почему приямок для насоса необходимо располагать ниже уровня промерзания грунта?

Ответ: при круглогодичной эксплуатации температура вокруг насоса не должна опускаться ниже 0 ºС. Для этого насос заглубляют ниже уровня промерзания грунта, где температура не опускается ниже 0 ºС

10)Укажите возможную причину колебаний температуры холодной воды, поступающей в водонагреватель в течение года.

Ответ: температура водопроводной воды зависит от температуры окружающей среды: зимой она холоднее, а летом теплее, следовательно, температура поступающей воды зависит от времени года в указанных пределах

11)Почему газовую колонку нельзя использовать для работы с водопроводом с низким напором воды?

Ответ: при низком напоре воды количество воды, протекающей в единицу времени через теплообменник, невелико. Даже при минимальной мощности работающей колонки вода может дойти до кипения, что приведёт к взрыву.

12)Нагревательный элемент утюга представляет собой металлическую спираль, заключённую в керамическое кольцо. Почему керамическое кольцо отделяет спираль от подошвы утюга, ведь без него она нагревалась бы быстрее?

Ответ: керамическое кольцо обеспечивает электрическую изоляцию подошвы утюга от нихромовой спирали, по которой протекает электрический ток

13)Почему для потребителя важно, чтобы крыльчатка, патрубки и камера насоса были выполнены из алюминиевого сплава, допускающего контакт с пищевыми продуктами?

Ответ: вода из артезианской скважины используется в индивидуальном доме как для технических нужд, так и для приготовления пищи. Указанное качество сплава гарантирует, что вода, прошедшая через насос, не содержит вредных веществ

14)После включения электрического водонагревателя вода, текущая из крана, становится горячей спустя некоторое время. Объясните почему.

Ответ: разогрев нагревательных элементов требует времени. Пока не пущена вода и на нагревательные элементы не подано напряжение, они холодные. При протекании электрического тока с течением времени устанавливается равновесие между количеством теплоты, выделяющейся по закону Джоуля–Ленца в нагревательном элементе, и тем количеством теплоты, которое отдаётся воде. Поэтому заданное значение температуры не достигается мгновенно.

15)Почему, если пылесборная насадка присасывает, например, крупный обрывок бумаги, может сработать сигнал о переполнении пылесоса мусором?

Ответ: крупный мусор, обрывок бумаги, клок шерсти и т.п. перекрывают сечение трубыштанги пылесоса, уменьшают поток всасываемого воздуха, что по своему действию аналогично переполнению мешка фильтра

16)Почему накипь внутри теплообменника ухудшает эффективность работы водонагревателя?

Ответ: накипь обладает плохой теплопроводностью, её наличие снижает теплоотдачу от нагревательных элементов, а значит, снижает КПД установки в целом.

17)Обмотка электродвигателя насоса рассчитана на длительную работу. При этом очень важно, чтобы обмотка в процессе работы не перегревалась. Почему обмотка насос выполнена из медного, а не из стального провода?

Ответ: медь обладает малым удельным сопротивлением, поэтому обмотка из меди обладает низким сопротивлением. Значит, нет больших потерь на нагревание и перегрева электромотора при длительной работе

18)Укажите способы регулирования температуры воды на выходе из смесителя. Ответ: Температуру воды на выходе из смесителя можно регулировать тремя способами: количеством подаваемой в смеситель горячей воды;количеством подаваемой в смеситель холодной воды; количеством сжигаемого газа.

19)Почему накипь, образующаяся внутри теплообменника с течением времени, ухудшает эксплуатационные характеристики газовой колонки? Ответ: медь является хорошим теплопроводником, т.е. хорошо передаёт тепло из зоны воде, протекающей внутри теплообменника. Накипь заметно ухудшает теплопроводящие свойства стенок теплообменника, делая работу газовой колонки менее эффективной. Это приводит также к перегреву внешних стенок теплообменника и его более быстрому прогоранию

20)Почему воздух на выходе из пылесоса теплее наружного? Ответ: работа вентилятора по завихрению потоков воздуха, проталкиванию через поры фильтра и т.п. сопровождается трением, а значит, кинетическая энергия воздуха переходит во внутреннюю, температура воздуха поднимается. Кроме того, воздух в пылесосе охлаждает двигатель, нагреваясь при этом. (Для верного ответа достаточно указания на один фактор.)

21)Почему в инструкции запрещается использовать один удлинитель для подключения нескольких обогревателей, которые относятся к приборам большой мощности?

Ответ: при подключении к удлинителю нескольких обогревателей общая мощность этой сети равна сумме мощностей всех тепловентиляторов. При этом существенно возрастает сила тока через провод удлинителя, что может привести к его перегреву и возгоранию.

22)В инструкции есть требование использовать защитные очки при работе с дрелью. Объясните, почему.

Ответ: при работе дрели сверло вращается с достаточно большой скоростью. Значит, мелкие частички дерева, металла или бетона, которые соприкасаются со сверлом могут отскакивать от сверла также с довольно большой скоростью. Попадание их в глаз может его повредить

23)В инструкции указано, что вилка стиральной машины обеспечивает заземление устройства. Для чего делают заземление?

Ответ: при неполадках в электросети машины её корпус может оказаться под напряжением. Если корпус машины заземлён, то при прикосновении к нему через тело человека не будет течь ток, так как сопротивление тела человека достаточно велико, а сопротивление шнура заземления мало.

24)Можно ли разогревать в микроволновой печи картофель в керамической кастрюле, закрытой стеклянной крышкой? Ответ поясните.

Ответ: можно. В микроволновой печи пища разогревается в процессе проникновения СВЧизлучения. Керамика и стекло пропускают СВЧ-излучение

25)В инструкции не рекомендуется устанавливать кондиционер в местах повышенной влажности. Почему это может представлять опасность?

Ответ: кондиционер является электрическим прибором, и при попадании влаги в сеть прибора (при нарушении изоляции) может произойти короткое замыкание.

26)Почему в инструкции запрещается закрывать вентиляционные отверстия фена?

Ответ: если закрыть вентиляционные отверстия фена, то нарушится поток воздуха через нагревательный элемент. Воздух возле нагревательного элемента перегреется, что приведет к перегреву частей электрической цепи фена. Это, в свою очередь, может привести к возгоранию

27)Почему в инструкции рекомендуется использовать очки при работе с газонокосилкой?

Ответ: вращающиеся части газонокосилки имеют достаточно большую скорость. Соответственно, из-под косилки во время работы могут вылетать части травы, почвы и т.п. с достаточно большой скоростью. При попадании в глаза этих быстродвижущихся частиц глаза могут быть повреждены

28)Почему в микроволновой печи пища не будет разогреваться в алюминиевом контейнере?

Ответ: в микроволновой печи пища разогревается в процессе проникновения в неё СВЧизлучения. Металлы ( в том числе и алюминий) не пропускают электромагнитное излучение. Значит, и пища внутри металлического контейнера разогреваться не будет.

29)В инструкции указано, что посудомоечную машину нужно устанавливать горизонтально. Что может произойти, если нарушить это правило?

Ответ: при наклонной установке машины при ее работе могут наблюдаться вибрации корпуса и
течь воды.

30)Почему в инструкции рекомендуется помещать в нагреваемую жидкость пластмассовую ложку?

Ответ: при нагревании в микроволновой печи в жидкости нет тех конвекционных потоков, как при нагревании на газовой горелке. Ложка нужна для образования дополнительных пузырьков пара, чтобы предотвратить бурное вскипание жидкости, поскольку это может вызвать ожог.

31)В инструкции указана максимальная высота, на которой может быть закреплен сливной шланг. Почему сливной шланг нельзя размещать на высоте, большей 750 мм?

Ответ: для удаления отработанной воды из посудомоечной машины используется насос. Если увеличить высоту расположения верхней части сливного шланга, то при выкачивании воды необходимо будет преодолевать давление столба воды большей высоты. У насоса может не хватить мощности для такой работы.

32)Почему в инструкции запрещается пользоваться микроволновой печью, если износился уплотнитель, деформировался или погнулся кожух?

Ответ: в микроволновой печи пища разогревается в процессе проникновения СВЧ-излучения. При нарушении уплотнения дверцы (или дефекте дверцы) СВЧ-излучение может проникать наружу и воздействовать на ткани человека точно так же, как на приготовляемую пищу, нанося вред здоровью человека.

33)Какое действие тока используется при контактной сварке?

Ответ: тепловое действие тока

34)Какой процесс наблюдается в газе, находящемся в сильном электрическом поле?

Ответ: ионизация молекул, ударная ионизация, коронный разряд

35)На каком явлении основан принцип действия термометра сопротивления, описанного в тексте?

Ответ: на зависимости сопротивления металлов от температуры

36)На каком явлении основан принцип действия термометров сопротивления?

Ответ: на зависимости электрического сопротивления вещества от температуры

37)Какая сила удерживает спутники на орбите вокруг Земли?

Ответ: сила всемирного тяготения, гравитационная сила, сила тяжести

38)На чем основан принцип работы ареометра?

Ответ: закон Архимеда, условие плавания тела, зависимость силы Архимеда от плотности жидкости

39)На каком явлении основано разогревание пищи в СВЧ-печи?

40)На каком явлении основан принцип перевода электромагнитного сигнала в зрительный образ в жидкокристаллическом телевизоре?

41)На каком явлении основан принцип действия полупроводниковых фоторезисторов?

Ответ: внутренний фотоэффект (фотоэффект)

42)На каком явлении основан принцип действия изображённого на рисунке спектроскопа?

Индукционная печь для стекла

Для выработки изделий из стекла с различными заданными свойствами служат стекловаренные печи разных типов, отличающиеся по конструкции, производительности и режиму работы.

Стекловаренная печь — основной агрегат стекольного производства. В ней протекают процессы тепловой обработки сырьевых материалов, получения стекломассы и выработки из нее изделий.

Для варки стекла применяют стекловаренные печи периодического и непрерывного действия.

По устройству рабочей камеры стекловаренные печи разделяются на горшковые и ванные.

Горшковые печи — периодического действия, их применяют для варки высококачественных оптических, светотехнических, художественных и специальных стекол.

Ванные печи бывают непрерывного и периодического действия. Ванные печи непрерывного действия имеют ряд преимуществ перед горшковыми и ванными печами периодического действия: они более экономичны, производительны и удобны в обслуживании.

По способу обогрева стекловаренные печи подразделяют на пламенные, электрические и газоэлектрические (комбинированный газовый и электрический обогрев).

В пламенных печах источником тепловой энергии служит сжигаемое топливо. Шихта и стекломасса в этих печах получают тепло от сжигания жидкого или газообразного топлива. Коэффициент полезного действия пламенных печей 18—26%. так как топливо в них расходуется главным образом на нагревание огнеупорной кладки печи и компенсацию потерь тепла. Электрические печи по сравнению с пламенными имеют ряд преимуществ: меньшие размеры, большую производительность. Они экономичны, легко регулируются. При их эксплуатации нет теплопотерь с отходящими газами и лучше условия труда. Коэффициент полезного действия электрических печей достигает 50—60%.

По способу передачи тепла стекломассе электрические печи подразделяются на дуговые; печи сопротивления (прямого и косвенного) и индукционные. В дуговых печах тепло передается материалу излучением от вольтовой дуги. Наибольшее распространение получили печи прямого сопротивления, в которых нагревательным элементом служит непосредственно стекломасса. В этих печах тепло выделяется в самом материале, который служит сопротивлением в цепи.

Использование стекломассы в качестве нагревательного сопротивления основано на том, что стекло при повышенных температурах проводит электрический ток, причем электропроводность его с повышением температуры увеличивается. Проходя через стекломассу, электрическая энергия превращается в тепловую, происходит нагревание и варка стекла. Для питания электрических печей прямого нагрева используется однофазный или трехфазных ток, который подводят к стекломассе через молибденовые или графитовые электроды.

Электрические печи прямого сопротивления имеют различные конструкции, однако большинство из них представляет собой горизонтальные ванны прямоугольного сечения. Применяют эти печи для варки технических стекол, а при наличии дешевой электроэнергии и в производстве массовой продукции.

В печах косвенного сопротивления тепло передается материалу излучением или теплопроводностью от введенного в печь сопротивления.

В индукционных печах в материале, включенном во вторичную цепь, индуцируется ток.

Газоэлектрические печи имеют комбинированный нагрев: бассейн для плавления шихты обогревается газообразным топливом, а бассейн для осветления стекломассы — электрическим током. Отходящие из печей газы имеют температуру 1350—1450° С. Тепло их используют для подогрева воздуха и газа, поступивших для горения.

По способу использования тепла отходящих газов стекловаренные печи подразделяют на регенеративные и рекуперативные.

Регенеративные печи получили большее распространение из-за их простого устройства и удобства в эксплуатации.

Работа стекловаренных печей оценивается производительностью, расходом тепла на варку стекла и коэффициентом полезного действия (КПД) печи, который представляет собой отношение количества тепла, полезно затраченного на варку стекла, к общему расходу тепла на печь.

Производительность печи характеризуют двумя показателями: общей (суточной) и удельной производительностью. Общая производительность равна количеству тонн стекломассы (или годной продукции), снимаемой с печи в сутки. Удельная производительность измеряется отношением суточной производительности к площади бассейна печи и выражается в кг/м 2 /сут.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ИНДУКЦИОННЫХ ПЕЧЕЙ. ПРИНЦИП ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА

Принцип индукционного нагрева заключается в преобразовании энергии электромагнитного поля, поглощаемой электропроводным нагреваемым объектом, в тепловую энергию.

В установках индукционного нагрева электромагнитное поле создают индуктором, представляющим собой многовитковую цилиндрическую катушку (соленоид). Через индуктор пропускают переменный электрический ток, в результате чего вокруг индуктора возникает изменяющееся во времени переменное магнитное поле. Это — первое превращение энергии электромагнитного поля, описываемое первым уравнением Максвелла.

Нагреваемый объект помещают внутрь индуктора или рядом с ним. Изменяющийся (во времени) поток вектора магнитной индукции, созданной индуктором, пронизывает нагреваемый объект и индуктирует электрическое поле. Электрические линии этого поля расположены в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного потока, и замкнуты, т. е. электрическое поле в нагреваемом объекте носит вихревой характер. Под действием электрического поля, согласно закону Ома, возникают токи проводимости (вихревые токи). Это — второе превращение энергии электромагнитного поля, описываемое вторым уравнением Максвелла.

В нагреваемом объекте энергия индуктированного переменного электрического поля необратимо переходит в тепловую. Такое тепловое рассеивание энергии, следствием чего является нагрев объекта, определяется существованием токов проводимости (вихревых токов). Это — третье превращение энергии электромагнитного поля, причем энергетическое соотношение этого превращения описывается законом Ленца—Джоуля.

Описанные превращения энергии электромагнитного поля дают возможность:
1) передать электрическую энергию индуктора в нагреваемый объект, не прибегая к контактам (в отличие от печей сопротивления)
2) выделить тепло непосредственно в нагреваемом объекте (так называемая «печь с внутренним источником нагрева» по терминологии проф. Н. В. Окорокова), в результате чего использование тепловой энергии оказывается наиболее совершенным и скорость нагрева значительно увеличивается (по сравнению с так называемыми «печами с внешним источником нагрева»).

На величину напряженности электрического поля в нагреваемом объекте оказывают влияние два фактора: величина магнитного потока, т. е. число магнитных силовых линий, пронизывающих объект (или сцепленных с нагреваемым объектом), и частота питающего тока, т. е. частота изменений (во времени) магнитного потока, сцепленного с нагреваемым объектом.

Это дает возможность выполнить два типа установок индукционного нагрева, которые различаются и по конструкции и по эксплуатационным свойствам: индукционные установки с сердечником и без сердечника.

По технологическому назначению установки индукционного нагрева подразделяют на плавильные печи для плавки металлов и нагревательные установки для термической обработки (закалки, отпуска), для сквозного нагрева заготовок перед пластической деформацией (ковкой, штамповкой), для сварки, пайки и наплавки, для химико-термической обработки изделий и т. д.

По частоте изменения тока, питающего установку индукционного нагрева, различают:
1) установки промышленной частоты (50 Гц), питающиеся от сети непосредственно или через понижающие трансформаторы;
2) установки повышенной частоты (500-10000 Гц), получающие питание от электромашинных или полупроводниковых преобразователей частоты;
3) высокочастотные установки (66 000-440 000 Гц и выше), питающиеся от ламповых электронных генераторов.

Установки индукционного нагрева с сердечником

В плавильной печи (рис. 1) цилиндрический многовитковый индуктор, изготовленный из медной профилированной трубки, насаживают на замкнутый сердечник, набранный из листовой электротехнической стали (толщина листов 0,5 мм). Вокруг индуктора размещают огнеупорную керамическую футеровку с узким кольцевым каналом (горизонтальным или вертикальным), где находится жидкий металл. Необходимым условием работы является замкнутое электропроводное кольцо. Поэтому невозможно расплавить отдельные куски твердого металла в такой печи. Для пуска печи приходится в канал заливать порцию жидкого металла из другой печи или оставлять часть жидкого металла от предыдущей плавки (остаточная емкость печи).

Рис.1. Схема устройства индукционной канальной печи: 1 — индикатор; 2 — металл; 3 — канал; 4 — магнитопровод; Ф — основной магнитный поток; Ф_1р и Ф_2р — магнитные потоки рассеяния; U₁ и I₁ — напряжение и ток в цепи индуктора; I₂ — ток проводимости в металле

В стальном магнитопроводе индукционной канальной печи замыкается большой рабочий магнитный поток и лишь небольшая часть полного магнитного потока, создаваемого индуктором, замыкается через воздух в виде потока рассеяния. Поэтому такие печи успешно работают на промышленной частоте (50 Гц).

В настоящее время существует большое число типов и конструкций таких печей, разработанных во ВНИИЭТО (однофазные и многофазные с одним и несколькими каналами, с вертикальным и горизонтальным закрытым каналом разной формы). Эти печи применяют для плавки цветных металлов и сплавов со сравнительно низкой температурой плавления, а также для получения высококачественного чугуна. При плавке чугуна печь используют либо в качестве копильника (миксера), либо в качестве плавильного агрегата. Конструкции и технические характеристики современных индукционных канальных печей приведены в специальной литературе.

Установки индукционного нагрева без сердечника

В плавильной печи (рис. 2) расплавляемый металл находится в керамическом тигле, помещенном внутрь цилиндрического многовиткового индуктора. Индуктор изготовляют из медной профилированной трубки, через которую пропускают охлаждающую воду. Узнать подробнее о конструкции индуктора можно здесь.

Отсутствие стального сердечника приводит к резкому увеличению магнитного потока рассеяния; число магнитных силовых линий, сцепляемых с металлом в тигле, будет крайне мало. Это обстоятельство требует соответствующего увеличения частоты изменения (во времени) электромагнитного поля. Поэтому для эффективной работы индукционных тигельных печей приходится питать их токами повышенной, а в отдельных случаях и высокой частоты от соответствующих преобразователей тока. Подобные печи имеют очень низкий естественный коэффициент мощности (cos φ=0,03-0,10). Поэтому необходимо применять конденсаторы для компенсации реактивной (индуктивной) мощности.

В настоящее время имеется несколько типов индукционных тигельных печей, разработанных во ВНИИЭТО в виде соответствующих размерных рядов (по емкости) высокой, повышенной и промышленной частоты, для плавки стали (тип ИСТ).

Рис. 2. Схема устройства индукционной тигельной печи: 1 — индуктор; 2 — металл; 3 — тигель (стрелками показана траектория циркуляции жидкого металла в результате электродинамических явлений)

Преимуществами тигельных печей являются следующие: выделяющееся непосредственно в металле тепло, высокая равномерность металла по химическому составу и температуре, отсутствие источников загрязнения металла (помимо футеровки тигля), удобство управления и регулирования процесса плавки, гигиеничность условий труда. Кроме этого, для индукционных тигельных печей характерны: более высокая производительность вследствие высоких удельных (на единицу емкости) мощностей нагрева; возможность плавить твердую шихту, не оставляя металл от предыдущей плавки (в отличие от канальных печей); малая масса футеровки по сравнению с массой металла, что уменьшает аккумуляцию тепловой энергии в футеровке тигля, снижает тепловую инерцию печи и делает плавильные печи этого типа исключительно удобными для периодической работы с перерывами между плавками, в частности для фасонно-литейных цехов машиностроительных заводов; компактность печи, что позволяет достаточно просто изолировать рабочее пространство от окружающей среды и осуществлять плавку в вакууме или в газовой среде заданного состава. Поэтому в металлургии широко применяют вакуумные индукционные тигельные печи (тип ИСВ).

Наряду с преимуществами у индукционных тигельных печей имеются следующие недостатки: наличие относительно холодных шлаков (температура шлака меньше температуры металла), затрудняющих проведение рафинировочных процессов при выплавке качественных сталей; сложное и дорогое электрооборудование; низкая стойкость футеровки при резких колебаниях температуры вследствие небольшой тепловой инерции футеровки тигля и размывающего действия жидкого металла при электродинамических явлениях. Поэтому такие печи применяют для переплава легированных отходов с целью снижения угара элементов.

Использованная литература:
1. Егоров А.В., Моржин А.Ф. Электрические печи (для производства сталей). М.: «Металлургия», 1975, 352 с.

РЕСПУБЛИК (я)з С 03 85/033

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . jgj Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в дуговых печах для плавления тугоплавких материалов алюмосиликатного состава с постоянным выпуском расплава

Принцип работы индукционных печей. Принцип индукционного нагрева

ПРИНЦИП РАБОТЫ ИНДУКЦИОННЫХ ПЕЧЕЙ. ПРИНЦИП ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА

Установки индукционного нагрева с сердечником

Установки индукционного нагрева без сердечника

Что лучше: стеклокерамика или индукционная плита?

Чтобы сделать выбор в пользу одного из устройств, рассмотрим плюсы и минусы каждого.

Плита из стеклокерамики

Эффективной теплопроводностью, что обеспечивает быстрое приготовление и экономию электроэнергии. Дно посуды быстро нагревается (благодаря вертикальному нагреву), а прилегающая поверхность остаётся холодной.
Быстрым нагревом и остыванием. Удобная регулировка степени нагрева позволяет быстро снижать или повышать температуру, чем ранее отличались плиты с газовыми горелками. Поверхность плиты безопасна для прикосновений уже через пару минут после приготовления.
Прочностью поверхности. Падение тяжёлой крышки или кастрюли не причинит вреда.
Возможностью выбора нужной зоны нагрева, варьируя площадь нагрева и её форму. Это позволяет легко готовить как в маленькой кастрюльке, так и в посуде объёмом в 2-3 литра.
Функцией блокировки варочной панели. Блок переводит плиту в неактивный режим, что исключает случайное включение устройства ребёнком.
Простотой ухода. Гладкую и идеально ровную поверхность легко убирать.
Лёгким управлением. Аппараты оснащены сенсорной панелью, что обеспечивает удобство и комфорт при их эксплуатации.
Стильным внешним видом. Панель из стеклокерамики отлично вписывается в кухонные интерьеры большинства стилей.

Использование только специальной посуды, у которой — плоское и ровное дно. На внешней поверхности исключаются выбитые изображения.
Жёсткие требования к средствам для ухода. Они не должны содержать абразивных частиц, способных поцарапать поверхность плиты.
Чувствительность панели к контакту с алюминием, пластмассой и даже рассыпанному сахару: они способны разрушить прибор.
Уязвимость работающего прибора от воды. Пролитая на горячую поверхность вода может вывести аппарат из строя.
Высокая цена в сравнении с обычными электрическими аппаратами с подобным набором функций.

Индукционная плита

Плюсы устройств с индукцией:

экономное потребление электроэнергии в сравнении с электрическими моделями;
безопасная эксплуатация;
простота ухода: на индукционной панели пища не пригорит;
экологичность — отсутствие нагревательных элементов избавляют кухню от высоких температур и духоты при готовке;
нет риска обжечься об варочную поверхность;
наличие программных плат с таймерами и системами тонкой настройки уровня нагрева практически на всех моделях, упрощающих процесс приготовления.

невозможно готовить в посуде с дном малого (6-10см) диаметра (кофе в турке); плита на такой показатель не реагирует и не включается;
особенности конструкции создают эффект монотонного гула, хотя у моделей высокого класса он не громкий;
материал варочной панели — стекло или керамика, что требует осторожного обращения, чтобы избежать трещин и сколов;

Важно! Человек с кардиостимулятором не должен находиться рядом с работающей плитой — безопасное расстояние для него — не менее полуметра.

специфические требования к посуде. Дно посуды обязательно должно обладать ферромагнитными свойствами;
высокая стоимость моделей в сравнении с электрическими аналогами.

Но в долгосрочной эксплуатации такая плита будет экономичнее других, из-за низкого энергопотребления.

Чтобы определиться с лучшей моделью индукционной плиты, обратите внимание на рейтинг варочных панелей или настольных устройств с данной технологией. По ссылкам находится обзор плит, их характеристики, плюсы и минусы.

Читайте также: