प्रेरण ताप सिद्धांत और इसके अनुप्रयोग

अधिष्ठापन ताप सिद्धांत 1920 के दशक से विनिर्माण प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है। जैसा कि यह कहा गया है कि - आवश्यकता आविष्कार की जननी है, विश्व युद्ध -2 के दौरान, इसके भागों को कठोर करने के लिए एक तेज़ प्रक्रिया की आवश्यकता है धातु इंजन, इंडक्शन हीटिंग तकनीक को तेजी से विकसित किया है। आज हम अपने दिन प्रतिदिन की आवश्यकताओं के लिए इस तकनीक के अनुप्रयोग को देखते हैं। हाल ही में, बेहतर गुणवत्ता नियंत्रण और सुरक्षित विनिर्माण तकनीकों की आवश्यकता ने इस तकनीक को एक बार फिर सुर्खियों में ला दिया है। आज की उच्च-प्रौद्योगिकी के साथ, प्रेरण हीटिंग के कार्यान्वयन के लिए नए और विश्वसनीय तरीके पेश किए जा रहे हैं।

प्रेरण ताप क्या है?

काम करने का सिद्धांत प्रेरण हीटिंग प्रक्रिया विद्युत चुम्बकीय प्रेरण और जूल हीटिंग का एक संयुक्त नुस्खा है। प्रेरण हीटिंग प्रक्रिया विद्युत चुम्बकीय प्रेरण सिद्धांत का उपयोग करके धातु के भीतर एड़ी धाराओं को उत्पन्न करके एक विद्युत प्रवाहकीय धातु को गर्म करने की गैर-संपर्क प्रक्रिया है। जैसा कि ज्यूडी हीटिंग के सिद्धांत से, धातु की प्रतिरोधकता के खिलाफ उत्पन्न होने वाली एड़ी धारा प्रवाहित होती है, धातु में गर्मी उत्पन्न होती है।

प्रेरण ऊष्मन

प्रेरण ताप कैसे काम करता है?

इंडक्शन हीटिंग के काम को समझने के लिए फैराडे का नियम जानना बहुत उपयोगी है। फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, विद्युत क्षेत्र को बदलना कंडक्टर इसके चारों ओर एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र को जन्म देता है, जिसकी शक्ति लागू विद्युत क्षेत्र की भयावहता पर निर्भर करती है। जब कंडक्टर में चुंबकीय क्षेत्र को बदल दिया जाता है तो यह सिद्धांत इसके विपरीत भी काम करता है।

तो, उपर्युक्त सिद्धांत का उपयोग आगमनात्मक ताप प्रक्रिया में किया जाता है। यहाँ एक ठोस अवस्था आरएफ आवृत्ति बिजली की आपूर्ति एक प्रारंभ करनेवाला कुंडल पर लागू होती है और गर्म होने वाली सामग्री को कुंडल के अंदर रखा जाता है। कब प्रत्यावर्ती धारा तार के माध्यम से पारित किया जाता है, एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र इसके चारों ओर फैराडे के नियम के अनुसार उत्पन्न होता है। जब प्रारंभ करनेवाला के अंदर रखी गई सामग्री इस वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र की सीमा में आती है, तो सामग्री के भीतर एडी करंट उत्पन्न होता है।

अब जूल हीटिंग का सिद्धांत मनाया जाता है। इसके अनुसार जब किसी सामग्री के माध्यम से विद्युत प्रवाह उत्पन्न किया जाता है तो सामग्री में ऊष्मा उत्पन्न होती है। इसलिए, जब प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र के कारण सामग्री में विद्युत धारा उत्पन्न होती है, तो प्रवाहित धारा सामग्री के भीतर से गर्मी पैदा करती है। यह गैर-संपर्क आगमनात्मक हीटिंग की प्रक्रिया को समझाता है।

धातु का प्रेरक ताप

प्रेरण ताप सर्किट आरेख

इंडक्शन हीटिंग प्रक्रिया के लिए उपयोग किए जाने वाले सेटअप में सर्किट को प्रत्यावर्ती धारा प्रदान करने के लिए एक आरएफ बिजली की आपूर्ति होती है। एक तांबे का तार प्रारंभ करनेवाला के रूप में प्रयोग किया जाता है और उस पर करंट लगाया जाता है। गर्म होने वाली सामग्री को कॉपर कॉइल के अंदर रखा जाता है।

ठेठ प्रेरण ताप सेटअप

लागू वर्तमान की ताकत को बदलकर, हम हीटिंग तापमान को नियंत्रित कर सकते हैं। जैसा कि सामग्री के अंदर निर्मित एड़ी धारा सामग्री के विद्युत प्रतिरोधकता के विपरीत बहती है, इस प्रक्रिया में सटीक और स्थानीय हीटिंग मनाया जाता है।

एड़ी की धारा के अलावा, चुंबकीय भागों में हिस्टैरिसीस के कारण भी गर्मी उत्पन्न होती है। एक चुंबकीय सामग्री द्वारा प्रस्तुत विद्युत प्रतिरोध, प्रारंभ करनेवाला के भीतर बदलते चुंबकीय क्षेत्र की ओर, आंतरिक घर्षण का कारण बनता है। यह आंतरिक घर्षण गर्मी पैदा करता है।

जैसा कि प्रेरण हीटिंग प्रक्रिया एक गैर-संपर्क हीटिंग प्रक्रिया है, गर्म होने वाली सामग्री को बिजली की आपूर्ति से दूर या तरल या किसी भी गैसीय वातावरण में या वैक्यूम में डूबा किया जा सकता है। इस प्रकार की ताप प्रक्रिया में किसी भी दहन गैसों की आवश्यकता नहीं होती है।

इंडक्शन हीटिंग सिस्टम को डिजाइन करते समय कारक माना जाता है

वहां कुछ कारक किसी भी प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए इंडक्शन हीटिंग सिस्टम डिजाइन करते समय इस पर विचार किया जाना चाहिए।

• आमतौर पर, प्रेरण हीटिंग प्रक्रिया का उपयोग धातुओं और प्रवाहकीय सामग्रियों के लिए किया जाता है। गैर-प्रवाहकीय सामग्री को सीधे गरम किया जा सकता है।
• चुंबकीय सामग्री पर लागू होते समय, चुंबकीय सामग्री के एड़ी वर्तमान और हिस्टैरिसीस प्रभाव से गर्मी उत्पन्न होती है।
• बड़े और मोटे पदार्थों की तुलना में छोटी और पतली सामग्री को जल्दी गर्म किया जाता है।
• प्रत्यावर्ती धारा की आवृत्ति अधिक, प्रवेश की हीटिंग गहराई कम।
• उच्च प्रतिरोधकता की सामग्री को जल्दी से गरम किया जाता है।
• प्रारंभ करनेवाला जिसमें हीटिंग सामग्री को रखा जाना चाहिए, सामग्री के आसान सम्मिलन और हटाने की अनुमति देना चाहिए।
• बिजली आपूर्ति क्षमता की गणना करते समय, गर्म होने वाली सामग्री की विशिष्ट गर्मी, सामग्री का द्रव्यमान और आवश्यक तापमान वृद्धि पर विचार किया जाना है।
• विद्युत आपूर्ति क्षमता तय करने के लिए चालन, संवहन और विकिरण के कारण होने वाली गर्मी की हानि को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए।

प्रेरण ताप सूत्र

सामग्री में एडी करंट द्वारा प्रवेश की गई गहराई इंडक्टिव करंट की आवृत्ति से निर्धारित होती है। वर्तमान ले जाने वाली परतों के लिए, प्रभावी गहराई की गणना की जा सकती है

यहां डी गहराई (सेमी) को इंगित करता है, सामग्री के सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता द्वारा निरूपित किया जाता है ρ, ρ ओम-सेमी में सामग्री की प्रतिरोधकता, च Hz में एसी क्षेत्र आवृत्ति को इंगित करता है।

प्रेरण हीटिंग का तार डिजाइन

एक प्रारंभ करनेवाला के रूप में उपयोग किया जाने वाला कुंडल, जिस पर शक्ति लागू होती है, विभिन्न रूपों में आता है। सामग्री में प्रेरित धारा कुंडल में घुमावों की संख्या के लिए आनुपातिक है। इस प्रकार, प्रेरण हीटिंग की प्रभावशीलता और दक्षता के लिए, कुंडल डिजाइन महत्वपूर्ण है।

आमतौर पर, इंडक्शन कॉइल्स वॉटर-कूल्ड कॉपर कंडक्टर होते हैं। हमारे अनुप्रयोगों के आधार पर, कॉइल के विभिन्न आकार का उपयोग किया जाता है। बहु-मोड़ पेचदार कुंडल का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। इस कॉइल के लिए, हीटिंग पैटर्न की चौड़ाई कॉइल में घुमावों की संख्या से परिभाषित होती है। एकल-बारी कॉइल उन अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी होते हैं जहां वर्कपीस के संकीर्ण बैंड को गर्म करना या सामग्री की नोक की आवश्यकता होती है।

बहु-स्थिति पेचदार कुंडल का उपयोग एक से अधिक वर्कपीस को गर्म करने के लिए किया जाता है। पैनकेक कॉइल का उपयोग तब किया जाता है जब इसे सामग्री के केवल एक तरफ गर्म करने की आवश्यकता होती है। आंतरिक कॉयल का उपयोग आंतरिक बोरों को गर्म करने के लिए किया जाता है।

आगमनात्मक ताप के अनुप्रयोग

• सतह हीटिंग के लिए लक्षित हीटिंग, पिघलने, आगमनात्मक हीटिंग प्रक्रिया के साथ टांका लगाना संभव है।
• धातुओं के अलावा, तरल संवाहक और गैसीय संवाहक का ताप आगमनात्मक ताप द्वारा संभव है।
• अर्धचालक उद्योगों में सिलिकॉन को गर्म करने के लिए, आगमनात्मक ताप सिद्धांत का उपयोग किया जाता है।
• इस प्रक्रिया का उपयोग आग भड़काने के लिए इसके पिघलने बिंदु पर आगमनात्मक भट्टियों में किया जाता है।
• चूंकि यह एक संपर्क रहित ताप प्रक्रिया है, इसलिए वैक्यूम फर्नेस इस प्रक्रिया का उपयोग विशेष स्टील और मिश्र धातु बनाने के लिए करती है जो ऑक्सीजन की उपस्थिति में गर्म होने पर ऑक्सीकरण हो जाता है।
• प्रेरण हीटिंग प्रक्रिया का उपयोग धातुओं की वेल्डिंग और कभी-कभी प्लास्टिक के लिए किया जाता है जब उन्हें फेरोमैग्नेटिक सिरेमिक के साथ डोप किया जाता है।
• रसोई में उपयोग किए जाने वाले प्रेरण स्टोव आगमनात्मक हीटिंग सिद्धांत पर काम करते हैं।
• शाफ्ट प्रेरण प्रेरण के लिए टांकना कार्बाइड के लिए उपयोग किया जाता है।
• बोतलों और फार्मास्यूटिकल्स पर छेड़छाड़ प्रतिरोधी टोपी सील करने के लिए, प्रेरण हीटिंग प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है।
• प्लास्टिक इंजेक्शन मॉडलिंग मशीन इंजेक्शन के लिए ऊर्जा दक्षता में सुधार के लिए प्रेरण हीटिंग का उपयोग करती है।

विनिर्माण उद्योगों के लिए, प्रेरण ऊष्मन स्थिरता, गति और नियंत्रण का एक शक्तिशाली पैक प्रदान करता है। यह एक साफ, तीव्र और गैर-प्रदूषणकारी हीटिंग प्रक्रिया है। आगमनात्मक हीटिंग के दौरान देखी गई गर्मी की हानि को लेनज़ के नियम का उपयोग करके हल किया जा सकता है। इस कानून ने आगमनात्मक हीटिंग की प्रक्रिया में होने वाली गर्मी के नुकसान का उपयोग करके उत्पाद का एक तरीका दिखाया। आगमनात्मक हीटिंग के किस अनुप्रयोग ने आपको आश्चर्यचकित किया है?