Delo dielektričnega ogrevalnega sistema in njegova uporaba

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





Izum načinov kuhanja hrane in uporabe ognja je imel pomembno vlogo pri razvoju človeških bitij. Naučili smo se uporabljati ogenj za kuhanje, topljenje kovin , za proizvodne procese v industriji itd. Toda največji preboj je prišel, ko smo izumili načine, kako narediti iste stvari brez uporabe ognja. S časom in razvoj tehnologij , smo razvili veliko možnosti za uporabo namesto ognja za ogrevalne procese. Eden takšnih izjemnih izumov je načelo 'dielektričnega ogrevanja'. Poglejmo, kako deluje to načelo in kako se uporablja.

Kaj je dielektrično ogrevanje?

Opredelitev dielektričnega segrevanja lahko navedemo kot - „postopek segrevanja materiala z povzročanjem dielektričnega gibanja v njegovih molekulah z uporabo izmenična električna polja “. Vsi materiali so sestavljeni iz molekul, sestavljenih iz atomov. The Shema dielektričnega ogrevalnega kroga je prikazano spodaj.




Polarne molekule vsebujejo električne dipolne trenutke. Ko so takšne molekule izpostavljene električnemu polju, se poskušajo poravnati v smeri polja. Ko uporabljeno polje niha, se te molekule materiala vrtijo, da ostanejo poravnane s poljem. Ko polje spremeni smer, te molekule tudi spremenijo smer. Ta postopek se imenuje 'dielektrična rotacija'.

Dielektrično ogrevanje

Dielektrično ogrevanje



Temperatura molekul je povezana s kinetično energijo molekul. Pri dielektričnem vrtenju molekul se s povečanjem kinetične energije molekul temperatura molekul poveča. Ko molekule trčijo ali pridejo v stik z drugimi molekulami, to energijo prenese na vse dele materiala, s čimer se material segreje.

Tako se dielektrično vrtenje v material se pogosto imenuje dielektrično ogrevanje materiala. To ogrevanje se izvaja bodisi z električnimi polji RF frekvenc bodisi z elektromagnetnimi polji. Uporabljeno polje mora biti nihajno za izvedbo dielektričnega vrtenja. Tudi frekvenca in valovna dolžina uporabljenega polja vplivata na delovanje sistema.

Delo z dielektričnim ogrevanjem

Kot je opisano spodaj, je diagram vezja dielektričnega ogrevalnega sistema sestavljen iz dveh kovinskih plošč, na katere je pritrjeno električno polje. Material, ki ga je treba segreti, je nameščen med tema dvema kovinama. Obstajata dve vrsti načinov ogrevanja materiala s postopkom ogrevanja.


Ogrevanje z uporabo nizkofrekvenčnih valov kot učinek bližnjega polja in ogrevanje z visokofrekvenčnimi valovi z uporabo elektromagnetnih valov. Tudi vrsta materialov, ogrevanih z uporabo teh različnih vrst valov, je različna.

Nizkofrekvenčni valovi imajo večje valovne dolžine. Tako lahko prodrejo skozi neprevodne materiale globlje kot elektromagnetni valovi. Sistemi, ki uporabljajo nizkofrekvenčna polja, morajo imeti razdaljo med radiatorjem in absorberjem manjšo od 1 / 2π valovne dolžine. Torej je postopek ogrevanja z uporabo nizkofrekvenčnega električnega polja blizu stika.

Sistemi z višjo frekvenco imajo nižje valovne dolžine. Elektromagnetni valovi in mikrovalovi se uporabljajo za te sisteme. V teh sistemih je razdalja med kovinskimi ploščami večja od valovne dolžine uporabljenega polja. V teh sistemih se med kovinskimi ploščami tvorijo običajni elektromagnetni valovi daljnega polja.

Uporaba dielektričnega ogrevanja

Načelo dielektričnega ogrevanja z uporabo visokofrekvenčnih električnih polj je bilo predlagano v tridesetih letih 20. stoletja v Bell Telephone Laboratories. Dielektrični sistemi so s spreminjanjem frekvence električnih polj zasnovani za številne vrste aplikacij.

Ko se uporabljajo mikrovalovi

Pri tem dielektričnem ogrevanju je 2,45 GHz mikrovalovna pečica se uporablja. Primer tovrstnih aplikacij so mikrovalovne pečice, ki se uporabljajo v domovih. Ti sistemi zagotavljajo manj prodoren in zelo učinkovit ogrevalni sistem. Volumetrično ogrevanje v mikrovalovni pečici zagotavlja večjo globino prodiranja. Tako se to ogrevanje uporablja za ogrevanje tekočin, suspenzij in trdnih snovi v industrijskem merilu.

Mikrovalovna pečica

Mikrovalovna pečica

Volumetrično ogrevanje z mikrovalovi se uporablja za pasterizacijo, bliskovno pasterizacijo, mikrovalovno kemijo, sterilizacijo, konzerviranje hrane, proizvodnjo biogoriv itd.

Ko se uporabljajo radijske frekvence

  • RF dielektrik pogosto najde uporabo na področju pridelave poljščin.
  • Ta vrsta ogrevanja se uporablja za ubijanje nekaterih škodljivcev v hrani po žetvi pridelka.
  • Ta vrsta ogrevanja lahko enakomerno ogreva materiale.
  • Ta vrsta ogrevanja lahko hitro predela hrano.
  • Diathermy, postopek RF segrevanja mišic za mišično terapijo uporablja to vrsto ogrevanja.
  • Postopek, imenovan hipertermija, pri katerem so navajene višje temperature
  • uniči rak in tumorska tkiva, se uporablja ogrevanje s frekvencami RF
Kratkovalna diatermija

Kratkovalna diatermija

Predelava hrane

Pri naknadnem pečenju piškotov v proizvodni liniji bo RF dielektrično ogrevanje skrajšalo čas pečenja. S pečico lahko izdelamo piškote ustrezne velikosti, oblike in barve, vendar RF segrevanje lahko odstrani preostalo vlago iz že posušenih delov piškotov.

  • RF ogrevanje lahko poveča zmogljivost pečice, ki se uporablja v tovarnah za proizvodnjo hrane, do 50%.
  • Otroški izdelki na žitaricah in žitarice za zajtrk uporabljajo naknadno pečenje z RF dielektričnim ogrevanjem.
  • Pri sušenju hrane se skupaj s klasično peko uporablja dielektrično pečenje.
  • Ko se za peko uporablja elektromagnetni dielektrik, se doseže boljša kakovost hrane.
  • Hranilne in senzorične lastnosti živil je mogoče ohraniti med predelavo živil, kadar se uporablja elektromagnetno dielektrično ogrevanje, saj je mogoče v krajšem času doseči višje temperature obdelave.

Že od obdobja izuma se dielektrično ogrevanje uporablja v različnih oblikah. Iz neverjetne hrane procesor natančni metodi elektrohirurgije je dielektrik našel svojo uporabo na skoraj vseh področjih znanosti.

Nastavitev dielektričnega ogrevalnega mehanizma je podobna strukturi kondenzator . Dielektrik je v kondenzatorju nameščen med dve prevodni plošči, elektrika pa se proizvaja v dielektriku. Medtem ko je v dielektričnem ogrevalnem sistemu material, ki ga grejemo, nameščen med dve prevodni plošči, na katero se nanese električno polje in v njem nastane toplota.

Zdaj dan dielektrično ogrevanje je našel veliko aplikacij v kmetijski industriji za izvajanje številnih metod zatiranja škodljivcev. Električno polje, ki se uporablja za mikrovalovno pečico, je nižje ali višje frekvenčno polje?