uee - cursul - 8

13
CUPRINS – Cuptoare de inducție fără miez de fier; – Instalaţii de încălzire prin inducţie pentru tratamente şi deformare la cald; – Încălzirea capacitivă (în radiofrecvenţă) Clasificare şi domenii de utilizare Puterea necesară încălzirii unui dielectric Frecvenţa tensiunii de alimentare Timpul de încălzire Echipamente pentru încălzirea capacitivă OBIECTIVE - Prezentarea cuptoarelor cu inducţie fără miez de fier; - Prezentarea principalelor tipuri de instalații de încălzire prin inducție pentru tratamente termice și deformare la cald; - Însușirea de cunoștințe legate de încălzirea capacitivă - Descrierea schemelor și principiilor de funcționare ale unor echipamente folosite pentru încălzirea capacitivă. Durata medie a cursului 3 ore. 2.11.5. Cuptoare de inducţie fără miez de fier (cu creuzet) Cuptoarele de inducţie cu creuzet cuprind în principal inductorul, sub formă de bobină într-un sigur strat, confecţionat de preferinţă din profile goale prin care circulă apă sub presiune pentru răcire, creuzetul, executat din materiale refractare, în care se introduce materialul supus topirii, cablurile de alimentare răcite şi ele cu apă şi sistemul de înclinare pentru golirea cuptorului. Pentru închiderea liniilor de câmp magnetic în exteriorul cuptorului sunt prevăzute de obicei juguri magnetice. Izolarea termică a bobinei inductoare faţă de creuzet se face prin plăci de azbest. În metalul topit din creuzet câmpul magnetic străbate numai o porţiune de la suprafaţa metalului, egală cu adâncimea de pătrundere, în care se dezvoltă căldura. Restul materialului se încălzeşte datorită conductivităţii termice şi mişcării metalului în creuzet. Adâncimea de pătrundere depinde de caracteristicile materialului supus încălzirii şi frecvenţa tensiunii de alimentare, fapt care face ca pentru fiecare cuptor în parte să existe o frecvenţă optimă de alimentare la care randamentul este maxim.

Upload: cocis-petrisor

Post on 09-Sep-2015

253 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

Instalaţii de încălzire prin inducţie pentru tratamente şi deformare la cald ÎNCĂLZIREA CAPACITIVĂ (ÎN RADIOFRECVENŢĂ) Echipamente pentru încălzirea capacitivă

TRANSCRIPT

  • CUPRINS Cuptoare de inducie fr miez de fier; Instalaii de nclzire prin inducie pentru tratamente i deformare la cald; nclzirea capacitiv (n radiofrecven)

    Clasificare i domenii de utilizare Puterea necesar nclzirii unui dielectric Frecvena tensiunii de alimentare Timpul de nclzire

    Echipamente pentru nclzirea capacitiv

    OBIECTIVE - Prezentarea cuptoarelor cu inducie fr miez de fier; - Prezentarea principalelor tipuri de instalaii de nclzire prin inducie pentru tratamente

    termice i deformare la cald; - nsuirea de cunotine legate de nclzirea capacitiv - Descrierea schemelor i principiilor de funcionare ale unor echipamente folosite

    pentru nclzirea capacitiv.

    Durata medie a cursului 3 ore.

    2.11.5. Cuptoare de inducie fr miez de fier (cu creuzet)

    Cuptoarele de inducie cu creuzet cuprind n principal inductorul, sub form de bobin ntr-un sigur strat, confecionat de preferin din profile goale prin care circul ap sub presiune pentru rcire, creuzetul, executat din materiale refractare, n care se introduce materialul supus topirii, cablurile de alimentare rcite i ele cu ap i sistemul de nclinare pentru golirea cuptorului. Pentru nchiderea liniilor de cmp magnetic n exteriorul cuptorului sunt prevzute de obicei juguri magnetice. Izolarea termic a bobinei inductoare fa de creuzet se face prin plci de azbest. n metalul topit din creuzet cmpul magnetic strbate numai o poriune de la suprafaa metalului, egal cu adncimea de ptrundere, n care se dezvolt cldura. Restul materialului se nclzete datorit conductivitii termice i micrii metalului n creuzet. Adncimea de ptrundere depinde de caracteristicile materialului supus nclzirii i frecvena tensiunii de alimentare, fapt care face ca pentru fiecare cuptor n parte s existe o frecven optim de alimentare la care randamentul este maxim.

  • Cuptor de inducie creuzet: 1 inductor, 2 creuzet, 3 jug din tole, (ecran), 4 izolaie termic din azbest, 5 metal topit, 6 linie de

    cmp.

    Frecvena optim de alimentare pentru topirea unui metal corespunde unui raport al diametrului creuzetului d i adncimea de ptrundere d/ = 3 10. Frecvena minim de alimentare pentru realizarea topirii unui metal ntr-un creuzet, admind d/ = 10, este:

    2

    61025d

    f = unde este rezistivitatea metalului, n m.

    La alegerea frecvenei se va ine seama i de sursele de alimentare industriale existente. 50Hz frecvena reelei industriale, 150 i 250 Hz multiplicatoare statice feromagnetice, 100, 2500 i 8000 Hz convertizoare de nalt frecven cu tuburi electronice. Pentru topirea oelului n cuptoare cu capaciti mai mari de 1000 Kg se folosete frecvena industrial de 50 Hz. Cuptoarele de inducie cu creuzet au un factor de putere foarte sczut 0,05 0,25 i de aceea se utilizeaz baterii de condensatoare pentru compensarea puterii reactive. Este cuptoare se folosesc pentru topirea otelurilor superioare i prezint fa de cuptoarele cu arc electric sau cu flacr urmtoarele avantaje:

    - se obin temperaturi ridicate i uniforme n toat masa metalului, - oxidarea metalului este redus i pierderile prin ardere mici, - metalul sau aliajul din creuzet este pur, ,ncrctura fiind ferit de aciunea chimic a

    electrozilor de la cuptoarele cu arc sau a combustibilului, la cuptoarele cu flacr, - productivitatea este mare i gabaritul cuptoarelor redus, - reglarea puterii se face simplu, iar condiiile de exploatare sunt superioare.

    Principalele dezavantaje ale cuptoarelor cu creuzet sunt: costul ridicat al investiiei (inclusiv sursa de frecven ridicat i bateria de condensatoare), randamentul relativ redus i separarea dificil a zgurii de metalul topit. Elementele componente ale instalaiei de alimentare a unui cuptor de inducie cu creuzet de frecven ridicat sunt prezentate n figura urmtoare.

    Instalaie de alimentare a unui cuptor de inducie cu creuzet: 1 convertizor rotativ, 2 redresor pentru excitarea generalului convertizorului, 3 contactor

    pentru alimentarea inductorului, 4 transformatoare de tensiune i curent i aparate de msur, 5 baterie de condensatoare, 6 inductor, 7 creuzet.

    Reglarea tensiunii generatorului n funcie de sarcin se face automat, prin reglarea excitaiei generatorului.

  • Pentru rcirea inductoarelor cuptoarelor de inducie cu creuzet se folosete ap tratat, n circuit nchis, cu scopul protejrii inductorului de coroziune, de depuneri de piatr i impuriti.

    2.11.6. Instalaii de nclzire prin inducie pentru tratamente i deformare la cald

    nclzirea prin inducie asigur viteze mari de nclzire, care pot fi atinse doar la nclzirea direct prin rezisten. Viteza mare de nclzire este determinat de puterea specific ridicat i de modul de realizare al nclzirii. Puterea specific corespunztoare diferitelor procedee de nclzire este:

    - nclzirea prin convecie 0,5 W/cm2 , - nclzirea prin radiaie 8 10 W/cm2 , - nclzirea n bi de sruri 20 W/cm2 , - nclzirea cu flacr 1000 W/cm2 , - nclzirea prin inducie 10000 W/cm2 .

    datorit vitezei mari de nclzire i lipsei contactului electric cu piesele ce se nclzesc, procedeele de nclzire prin inducie s-au rspndit foarte mult, n procesele tehnologice de nclzire pentru deformare la cald (laminare, matriare, forjare) i pentru clire superficial. a). nclzirea n profunzime a pieselor, pentru deformare la cald, se poate realiza printr-o alegere corespunztoare a frecvenei i a timpului de nclzire. Tipul de nclzire este ci att mai mare cu ct cerinele de uniformitate a temperaturii sunt mai mari. La forjare i laminare diferena de temperatur la suprafaa piesei i n interiorul ei este de 8 5%. Creterea timpului de nclzire nrutete parametrii energiei ai instalaiilor. Frecvena sursei de alimentare influeneaz direct adncimea de ptrundere. Pentru piese din diferite metale i cu diametre diferite, sunt date n tabelul urmtor frecvenele optime ale sursei de alimentare.

    Frecvena optim pentru nclzirea n profunzime a pieselor Diametrul sau grosimea pieselor n mm Frecvena

    [Hz] Cupru Aluminiu Alam Oel * 1,5 7 2 - 8 2,5 10 5 - 25 (100 200)

    103 7 - 12 8 15 10 18 25 40 8000

    12 18 15 22 18 25 40 50 2500 18 70 22 85 25 - 100 50 160 1000

    > 70 >85 > 100 > 160 50 * Se consider nclzirea oelului peste punctul Curie.

    b). nclzirea prin inducie pentru clirea superficial a pieselor din oel cu 0,3 0,8% carbon sau din font, urmrete o nclzire la cca. 900C a stratului superficial i apoi rcirea rapid n ap, ulei sau aer. Se obine astfel o suprafa cu duritate mare (structur martensitic dur), miezul pieselor rmnnd maleabil. Clirea poate fi simultan sau succesiv. La clirea simultan, se nclzete simultan ntreaga suprafaa ce trebuie clit i apoi se rcete. La clirea succesiv, nclzirea piesei se face pe poriuni, prin deplasarea relativ a inductorului fa de pies. Suprafaa maxim ce poate fi clit simultan este limitat de puterea generatoarelor. Clirea simultan se aplic n general pieselor de dimensiuni mici (fusuri, flane, buce. Roi dinate etc.) a cror suprafa mu depete 200 300 cm2. n cazul pieselor de lungimi mare se poate executa clirea continu succesiv, la care, micarea relativ inductor pies este continu. Echipamentul electric al unei instalaii de clire superficiale se compune din generator de medie sau nalt frecven, un transformator de adaptare (concentrator de curent) i un inductor.

  • Frecvenele utilizate pentru clire superficial sunt frecvente medii i fr miez feromagnetic (cu aer) la frecvene nalte. Transformatorul de adaptare asigur reducerea tensiunii generatoarelor (50 1500 V, generatoare de medie frecven i 10 15V, generatoare de nalt frecven) la valori de 20 50 V ct este necesar clirii i n acelai timp concentrarea curentului. Transformatorului de adaptare are nfurare secundar de obicei dintr-o singur spir, legat direct la inductor. Forma i dimensiunile inductorului sunt dependente de forma i dimensiunile piesei i de regimul de clire. nclzirea prin inducie se folosete i n unele procese tehnologice speciale cum sunt: prenclzirea evilor (300 400) supuse laminrii la rece, nclzirea uruburilor de lemn ale tirfoanelor sau crligelor pentru linii aeriene la executarea filetelor, nclzirea pentru presarea la cald a roilor dinate, scripeilor i cuplajelor pe arbori etc. Cu surse de alimentare a instalaiilor de nclzire prin inducie se folosesc generatoarele rotative, tripolare statice de frecven, convertoarele cu tiristoare i transformatoarele obinuite la frecvena industrial de 50 Hz.

    2.12. NCLZIREA CAPACITIV (N RADIOFRECVEN)

    2.12.1. Clasificare i domenii de utilizare

    n procedeele de nclzire clasic a materialelor dielectrice cldura este transmis la suprafaa materialului prin convecie sau radiaie i ptrunde n interior prin conducie termic. Conductivitatea termic a acestor materiale fiind foarte sczut, transferul de cldur se face foarte lent i astfel crete durata procesului de nclzire, cresc pierderile termice i diferena de temperatur n interiorul materialului. ns materialele dielectrice se pot nclzi n cmpuri de R.F. (radiofrecven). nclzirea n acest caz se bazeaz pe pierderile de putere datorate faptului c dielectricul nu este perfect izolant (prezint o rezisten finit, deci apar pierderi electrice prin conducie) i pe pierderile datorate fenomenului de histerezis dielectric (orientarea dipolilor electrici moleculari ai dielectricului nu poate urmri variaiile de sens ale cmpului electric alternativ aplicat deoarece i se opune agitaia termic - fenomenul de vscozitate electric). Domeniile de utilizare ale nclzirii capacitive sunt:

    a) industria alimentar (uscarea laptelui, deshidratarea fructelor, coacerea biscuiilor, sterilizarea produselor, dezghearea produselor congelate);

    b) industria chimic (uscarea produselor sub form de granule, pudr sau tablete); c) industria lemnului (lipirea semifabricatelor, uscarea produselor); d) industria construciilor de maini (uscarea miezurilor de turntorie, confecionarea

    tuburilor din oel acoperite cu fibre de sticl); e) industria electrotehnic (confecionarea produselor din materiale termoplastice,

    fabricarea plcilor i cilindrilor din pertinax, stratitex sau sticlostratitex). nclzirea capacitiv ofer urmtoarele avantaje:

    - cldura se dezvolt n ntreaga mas a dielectricului, rezultnd o distribuie uniform a temperaturii; - timpul necesar nclzirii este redus, iar productivitatea procedeului este ridicat; - instalaiile de nclzire sunt simple i cu un gabarit redus.

    2.12.2. Puterea necesar nclzirii unui dielectric

    n instalaiile de nclzire capacitiv, materialul procesat este introdus ntre armturile unui condensator de lucru (numit aplicator) alimentat de la un generator de .F., n limitele 0,3...100 MHz.

  • a) b) c) nclzirea capacitiv:

    1 sursa de alimentare; 2 plcile condensatorului de lucru; 3 materialul procesat. a schema de principiu; b schema electric echivalent; c diagrama fazorial.

    2.12.2.1. Cazul materialelor dielectrice omogene

    Materialul dielectric omogen introdus ntre armturile unui condensator determin unghiul de defazaj capacitiv ntre fazorii I i U, < pi/2, conform figurii de mai sus (defazajul ntre curent i tensiune n cazul unui condensator ideal, fr pierderi dielectrice, este pi/2). = pi/2 este unghiul de pierderi dielectrice Dielectricii pot fi reprezentai printr-o schem echivalent de tipul celei din figura b., ca i nite condensatoare cu pierderi. n figura b C este un condensator ideal, iar R este un rezistor n care apar aceleai pierderi ca i n materialul dielectric analizat. Puterea activ disipat n materialul dielectric este:

    RUP

    2

    =

    Conform diagramei fazoriale, IcI

    tg R= , deci: tgII CR = i tgIUP C = Dar curentul capacitiv IC se poate exprima astfel :

    ( ) ( ) UCCUIIC

    C1IU 1CC

    11

    C=

    ==

    =

    Rezult pentru puterea activ disipat n materialul dielectric expresia: pi tgUCf2tgCUP 22 ==

    Capacitatea unui condensator plan este dat de relaia: dAC r0 = ,

    unde : A reprezint aria suprafeei electrozilor; d distana dintre electrozi.

    Rezult c: pi tgd

    AUf2P2

    r0

    =

    Notnd cu V = Ad volumul materialului procesat, se obine pentru puterea activ disipat n materialul dielectric:

    pi tgVdUf2P 2

    2

    r0 =

    Dar dUE = este intensitatea cmpului electric exterior, astfel nct puterea specific (pe

    unitatea de volum) va fi: pi tgEf2VPp 2r0v == .

    U

    i

    uU

    1 3 d

    2

    C

    R

    U

    I

    IC

    I

    IR

    IC

    IR

  • Concluzii: (1) puterea specific disipat n materialul dielectric este direct proporional cu frecvena,

    ptratul intensitii cmpului electric (E2) i cu factorul de pierderi ( "gr tg = ); (2) puterea dezvoltat n materialul dielectric se consum pentru nclzirea acestuia pn

    la o anumit temperatur (ntr-un timp determinat) i (eventual) pentru transformri de faz, schimbarea strii polimorfice, efectuarea unor reacii chimice i pentru acoperirea pierderilor termice n mediul ambiant;

    (3) pentru a obine o puterea specific ct mai mare este necesar s se lucreze cu o valoare a intensitii cmpului electric maxim posibil. Observaie: Pentru a evita conturnarea sau strpungerea materialului dielectric, valorile cmpului electric sunt n domeniul E = 80 300 V/mm, dar n instalaiile de uscare se impune Emax = 160 V/mm (Umax = 15 kV) datorit faptului c apa eliminat din materialul dielectric condenseaz pe electrozi.

    (4) dac factorul de pierderi tgr

    este redus, nclzirea materialului se face ncet i este dificil s se ating temperatura dorit. Dac tg

    r este prea mare, atunci crete

    curentul prin materialul dielectric, ceea ce impune limitarea tensiunii de alimentare pentru a evita strpungerea acestuia. Materialele care pot fi nclzite corespunztor n radiofrecven satisfac condiia:

    0.01 tgr

    1 (5) dac factorul de pierderi variaz cu temperatura, pentru a evita supranclzirile locale se poate

    utiliza nclzirea n impulsuri (egalizarea temperaturii se face n timpul pauzelor); (6) creterea frecvenei este limitat de domeniul de frecvene alocat.

    2.12.2.2. Cazul materialelor dielectrice neomogene n practic, materialul dielectric procesat n cmp de nalt frecven este ntotdeauna mai mult sau mai puin neomogen, sau umple numai o parte din spaiul dintre electrozi. a) Conectarea n serie

    Modelul de conectare n serie Modelul conectare n serie corespunde aplicaiilor n care straturi materiale succesive, cu proprieti dielectrice diferite sunt puse ntre plcile aplicatorului (condensatorul de lucru), sau exist un strat de aer ntre materialul procesat i electrozi. n cazul a 2 straturi se poate considera c se formeaz 2 condensatoare conectate n serie.

    U

    U2

    U1 C1

    C2

    IC1

    IC2

    R2 IR2

    R1

    IR1 I

    U d d

    d

    Schema electric echivalent pentru modelul

    de conectare n serie

  • Presupunnd

    2

    2

    2

    1CC

    C1

    U

    C1

    UII21

    == , rezult: 1

    2

    2

    12211 C

    CUU

    siUCUC ==

    Dar 1

    r01 dAC

    1= ;

    2r02 d

    AC2

    = , astfel nct se obine: 2

    1

    1r

    2r

    2

    1

    dd

    UU

    =

    sau

    1r

    2r

    2

    1

    EE

    =

    innd cont de expresia puterii specifice:

    2222r02v1

    211r01v tgEf2p;tgEf2p pipi ==

    rezult raportul densitilor de putere dezvoltate n cele dou straturi:

    2

    1

    1r

    2r

    2v

    1v

    2

    12

    1r

    2r

    2r

    1r

    2

    12

    2

    1

    2r

    1r

    2v

    1v

    tgtg

    pp

    tgtg

    tgtg

    EE

    pp

    =

    =

    =

    Dac primul strat este aer 22

    12r1

    2

    12r

    2

    11r Ud

    dUdd

    UU1 === .

    Observaie: n absena aerului, intensitatea cmpului electric n dielectric ar fi: 2

    20 dUE =

    iar n prezena stratului de aer:

    +=+=

    2

    12r221 d

    d1UUUU 2d

    Rezult:

    +=

    2

    12r220 d

    d1EE ,

    unde E2 reprezint intensitatea cmpului electric n materialul dielectric n prezena stratului de aer.

    2

    120

    2

    21

    1

    ddE

    E

    r +=

    .

    Efectul stratului de aer asupra intensitii cmpului electric n dielectricul de grosime d2.

    1

    0.8

    0.6

    0.2

    0.4

    0 1 0.8 0.6 0.2 0.4 1.2 1.4

    d1

    d2 U

  • Concluzii - puterea disipat n materialul dielectric se poate modifica, la U = ct. (tensiunea de

    alimentare constant) prin modificarea distanei dintre electrozi, respectiv a grosimii stratului de aer (aceasta este o metod foarte comod de reglare a puterii n instalaiile capacitive);

    - intensitatea cmpului electric n aer este cu att mai mare cu ct crete. 2r Observaie: Nivelul tensiunii de alimentare depinde de rigiditatea dielectric a aerului,

    alegndu-se astfel nct 2str

    a

    EE .

    2r

    a2a11r

    1r

    2r

    2

    1 EEEE;EE

    ====

    Deci, valoarea maxim a densitii de putere care poate fi disipat n dielectric este:

    ( ) pipi tgEftg

    2Ef2p

    2r

    2str

    022r

    2str

    2r0maxv ==

    - dac ambele straturi sunt dielectrice, materialul avnd constanta dielectric r mai mare se nclzete mai ncet (se pot realiza astfel nclziri selective, concentrndu-se puterea dezvoltat n anumite zone ale produsului nclzit).

    2.12.3. Frecvena tensiunii de alimentare

    Alegerea frecvenei este condiionat de: - frecvenele de lucru admise d p d v al perturbrii canalelor de telecomunicaii; - variaia factorului de pierderi ( ) tg

    r al dielectricelor cu frecvena i temperatura;

    - apariia fenomenelor de propagare a undei tensiunii de-a lungul armturilor condensatorului de lucru, ceea ce determin o nclzirea neuniform a materialului dielectric(se impune, deci, limitarea superioar a frecvenei de propagare a undei de tensiuni)

    n conformitate cu acordurile internaionale, pentru nclzirea capacitiv s-au alocat frecvenele: 13,56; 27,12 i 40,68 MHz (abateri mai mari de 0,05% se admit numai dac se ecraneaz generatorul electronic, condensatorul de lucru i cablul de alimentare a generatorului, iar carcasa acestuia e legat la priza de pmnt). Observaie:

    r i tg depind de frecven i temperatur , iar in procesele de uscare exist i o dependen de gradul de umiditate a materialului. Mrimea factorului de pierderi tg

    r permite aprecierea posibilitii de nclzire capacitiv a

    unui material i alegerea frecvenei de lucru (pentru 001,0tgr

    nclzire imposibil!) La frecven constant, puterea absorbit de dielectric se modific n cursul procesului de nclzire, avnd un caracter cresctor sau cobortor, funcie de temperatur. n acest context, se impune acordarea continu a sarcinii generatorului electronic de alimentare, prin circuite cu condensatoare sau bobine variabile. Pentru o bun uniformitate a nclzirii, lungimea de und medie n vid a tensiunii de alimentare trebuie s satisfac relaia: r0 l8,13 unde l este distana de la punctul de alimentare a armturilor condensatorului pn la marginea lor cea mai ndeprtat. Observaie: Dac dimensiunile dielectricului sunt mari se recurge la alimentarea n mai multe puncte ale armturilor condensatorului de lucru (puterile acceptabile d.p.d.v. tehnologic se pot obine numai cu frecvene ridicate).

  • 2.12.4. Timpul de nclzire

    Deoarece temperaturile de nclzire sunt reduse ( C2500

  • a) Aplicator cu electrozi plai

    Instalaie de nclzire cu aplicator cu electrozi plai 1 material; 2-band transportoare perforat (permite evacuarea umezelii); 3 electrozi (cel inferior este perforat pentru a permite evacuarea aerului umed); 4- sistem de evacuare a aerului umed; 5 - bobin (mpreun cu sistemul de electrozi (3) formeaz un circuit oscilant pe frecvena de lucru); 6- generator de radiofrecven; 7- incinta cuptorului; 8-redresor.

    - materialul este fixat ntre armturile unui condensator plan sau se deplaseaz ntre acestea;

    - materialul poate fi n contact cu electrozii, sau unul din electrozi este deplasabil pentru a asigura reglarea puterii dezvoltate.

    Aplicatorul cu electrozi plai din figura de mai sus se folosete pentru uscarea materialelor de form regulat. n cazul corpurilor care au suprafee neparalele sau de form neregulat se folosesc electrozi de form special. Exemplu:

    Electrozi de form special

    b) Aplicator cu electrozi n ghirland

    Aplicator cu electrozi n ghirland

    1 electrozi; 2- linii de cmp; 3-material de nclzit; 4-generator radiofrecven

    GRF

    1 2

    1 3

    4

    GRF GRF GRF 8

    1 5 7 3

    3 4

    2

    A B C

    6

  • Acest tip de aplicator utilizeaz 2 serii de electrozi tubulari sau din bar, amplasai de-o parte i de alta a produsului (sub form de band sau fire) care trebuie nclzit. Electrozii amplasai de aceeai parte sunt legai n paralel. Distana dintre electrozi este reglabil (astfel se poate modifica puterea transmis). Se asigur densiti de putere ntre 30 100 kW/m2. Liniile de cmp electric sunt nclinate (nu perpendicular), fa de direcia de micare. c) Aplicator n cmp distribuit

    Aplicator cu cmp distribuit

    - electrozii sunt n form de tub, vergea sau inel; - se amplaseaz n acelai plan, de o parte a corpului de nclzit; - doi electrozi alturai au polariti opuse.

    Se utilizeaz pentru nclzirea produselor sub form de benzi subiri (grosime 10 mm) - liniile de cmp electric sunt paralele cu suprafaa produsului tratat, astfel nct se obin

    densiti mari de putere. Observaie: Dac lungimea aplicatorului se apropie sau depete valoarea de /4 ( fiind lungimea de und asociat frecvenei de alimentare) cmp neuniform datorit atenurii tensiunii i apariiei undelor staionare, iar nclzirea este neuniform. Eliminarea acestor efecte se poate face prin:

    - conectarea multipunct a aplicatorului la generator; - conectarea unor unturi de inducie n lungul sistemului de electrozi n cazul alimentrii

    pe la una dintre extremiti.

    2.12.5.2 Surse de radiofrecven - constau din oscilatoare autoexcitate cu una sau mai multe triode, avnd tensiunea anodic de 5 ... 15 kV, furnizat de un redresor de nalt tensiune. Unitile actuale furnizeaz puteri 600 kW, cu un randament de 5570 %.

    Schema de principiu a unui oscilator autoexcitat 1 transformator de nalt tensiune; 2- redresor; 3- diod; 4- bobin de filtrare; 5 circuit de

    reglare a puterii.

    GRF

    2

    1

    3

    4

    2

    1

    RG

    5

    CP

    RF C

    3

    4

    L

    LG

  • 2.12.5.3 Adaptoare de sarcin Adaptarea sarcinii este necesar pentru obinerea unui randament maxim al sursei. Adaptarea se realizeaz prin compensarea reactanei condensatorului de sarcin, cu bobine conectate n serie sau paralel. Distana dintre generator i electrozi trebuie s fie ct mai mic pentru a evita pierderile prin radiaie electromagnetic i efect Joule n conductoarele de legtur. Observaie: nclzirea capacitiv se utilizeaz preponderent pentru nclzirea materialelor de dimensiuni mari de form regulat (eventual plan) i necesitnd densiti de putere redus.

    TEST DE EVALUARE

    1. La cuptoarele cu creuzet adncimea de ptrundere depinde de: Frecven; Tensiunea de alimentare; Diametrul creuzetului.

    2. Cuptoarele cu creuzet au un factor de putere: ridicat; sczut; egal cu factorul de putere neutral.

    3. Puterea specific a proceselor de nclzire prin convecie este de:: 0,5 W/cm2; 5 W/cm2; 50 W/cm2.

    4. nclzirea capacitiv se folosete : n industria alimentar; n industria constructoare de maini; n siderurgie.

    5. Generatorul de radio frecven din structura instalaiilor de nclzire capacitiv lucreaz la frecvene: ridicate; sczute; industrial(50 Hz).

    TEST DE AUTOEVALUARE

    1. Care sunt avantajele cuptoarelor cu creuzet? 2. Care este frecvena optim de nclzire n profunzime a pieselor din oel de grosime 40 - 50 mm? 3. Care sunt mrimile cu care puterea specific disipat n materialul dielectric este direct proporional la

    nclzirea capacitiv? 4. Care sunt frecvenele adoptate pe plan internaional pentru nclzirea capacitiv. 5. Cum se poate modifica puterea disipat n materialul dielectric, chiar dac tensiunea de alimentare este

    constant?

    BIBLIOGRAFIE

    1. Coma D. - Instalaii electrotermice industriale, vol. I, II Ed. Tehnic Bucureti 1986. 2. Micu E. - Utilizarea energiei electrice n industrie i transporturi, EDP Bucureti 1975. (disponibil la biblioteca universitii, tiprit/1 exemplar)

  • 3. Pantelimon L., Coma D., Dinculescu P., Crciunescu A., Chindri M. - Utilizarea energiei electrice i instalaii electrice. Probleme. Ed. Didactic i Pedagogic Bucureti 1980. (disponibila la biblioteca Universitii, tiprit/2 exemplare) 4. Prodan Manoil Utilizarea energiei electrice. Institutul politehnic Traian Vuia, Timioara 1979. 5. Rancov N. - Utilizarea energiei electrice - ndrumtor de laborator. Editura Universitii din Oradea. Oradea 2009, ISBN 978-973-759-715-1(101 pagini). 6. ora, .a. - Utilizarea energiei electrice, Ed. Facla Timioara 1983.