Нагревание электрическим током

С помощью электрического тока можно нагревать в очень широком диапазоне температур, точно поддерживая и легко регулируя температуру нагрева. Кроме того, используемые устройства отличаются простой, компактностью и удобны в обслуживании.

Нагревание электрическим сопротивлением

Наиболее распространенный способ. Нагрев происходит в электрических печах сопротивления.

1– обогреваемый аппарат; 2 – боковые секции нагревательных элементов; 3 – донная секция нагревательного элемента; 4 – футеровка печи; 5 – устройство для опускания футеровки.

Нагрев происходит при прохождении электрического тока через нагревательные элементы 2 и 3, выполненные в виде проволочных спиралей или лент. Изготавливаются они в основном из хромо-железо-алюминиевых сплавов, обладающих большим сопротивлением и обладающих высокой жаростойкостью.

При питании печи трехфазным током температуру регулируют переключением проводников со звезды на треугольник и соответствующим изменением потребляемой мощности или отключением отдельных секций нагревательных элементов. В данной печи можно получить 1000 – 1100⁰С. (проволочный проводник намотан на керамический сердечник и помещен в трубы которые можно собрать в секции для нагрева в котлах ВОТ).

Индукционное нагревание

Этот способ нагревания электрическим током основан на использовании теплового эффекта, вызываемого вихревыми токами Фуко, возникающими в толще стенок стального аппарата под воздействием переменного электрического поля. Аппарат подобен трансформатору, первичной обмоткой которого служат индукционные катушки, а магнитопроводом и вторичной катушкой – стенки аппарата.

1 – реакционный аппарат; 2 – индукционные катушки; 3 – поровой змеевик; 4 – листовая мешалка.

Температура регулируют переключением соединения катушки со звезды на треугольник t ≈ 400⁰С. Работа аппарата полностью автоматизирована и позволяет поддерживать точную температуру.

Недостатком индукционного нагревания является его дороговизна.

Высокочастотное нагревание

Он применяется для нагревания материалов, не проводящих электрический ток (диэлектриков) и называется диэлектрическим. Принцип высокочастотного нагревания заключается в том, что молекулы материала, помещенного в переменное электрическое поле, начинают колебаться с частотой поля и при этом поляризуются. Колебательная энергия частиц затрачивается на преодоление трения между молекулами диэлектрика и превращается в тепло непосредственно в массе нагреваемого материала. Для нагревания используется ток высокой частоты от 10 до 100 МГц (его получают в ламповых генераторах, используя ток 50 Гц). Ток высокой частоты подводят к пластинам конденсатора, между которыми помещают нагреваемый материал.

Недостатки: дорог, применяется сложная аппаратура и КПД установки невелик.