感应加热与介质加热的区别


加热是一个利用热能将物体温度提高到可接受水平的过程。加热过程中涉及的机制通常被称为加热系统

当加热过程使用电流进行时,即通过合适的机制将电流转换为热能,则称为电加热。电加热背后的原理是电流的热效应,即当电流流过导电介质时,介质会阻碍电流的流动,导致介质温度升高,即介质被加热。

如今,各种电加热方法都可使用,例如电阻加热感应加热、电弧加热介质加热等。


让我们从感应加热和介质加热的基本原理开始,以便更容易理解它们之间的区别。

什么是感应加热?

利用电磁感应加热物体的电加热方式称为感应加热

在感应加热中,使用一种称为感应加热器的设备,它由一个电磁体和一个振荡器组成。振荡器产生高频交流电 (AC),该交流电通过电磁体的线圈。

电磁体产生的变化磁场被允许与待加热的物体耦合。这种变化的磁场导致在物体体内感应出电流(称为涡流)。当该感应电流流过物体时,物体的材料会阻碍电流的流动并根据焦耳定律加热。

感应加热最重要的特点之一是它在物体内部自身产生热量。这导致热量损失减少,物体的加热速度加快。此外,它不需要任何外部接触,这可能会导致污染问题。

感应加热的交流电源频率取决于物体的材料、物体的尺寸、耦合和穿透深度等。感应加热用于工业中的表面硬化、熔化、钎焊、焊接等。

什么是介质加热?

使用高频交流电场或无线电波或微波辐射加热介质材料的加热过程称为介质加热。介质加热也称为电子加热、射频 (R.F.) 加热、高频加热和透热疗法

介质加热主要用于加热绝缘体,如木材、塑料和陶瓷等,这些材料难以用其他加热方法轻松且均匀地加热。介质加热所需的输入电源频率通常在 10 MHz 到 15 MHz 之间,施加的电压约为 20 kV。

介质加热的工作原理与静电电容相同,即静电感应。当在两块导电板之间施加高频交流电源时,放置在板之间的绝缘材料的偶极子将在交流电源的每个半周期后改变其排列。在此过程中,由于介质材料中的原子间摩擦,会浪费一定量的能量。这种能量损失称为介质损耗。因此,在介质材料中产生热量,并用于加热应用。

感应加热与介质加热的区别

下表突出显示了感应加热和介质加热之间所有显着的区别:

区别依据 感应加热 介质加热
定义 利用电磁感应加热物体的电加热方式称为感应加热。 使用高频交流电场加热介质材料的电加热方式称为介质加热。
工作原理 感应加热的工作原理基于电磁感应。 介质加热的工作原理基于静电感应。
使用的交流电源频率 感应加热中使用的交流电源频率为中等频率,通常在 100 kHz 到 500 kHz 之间。 介质加热中使用高频交流电源。典型的频率范围为 10 MHz 到 50 MHz。
加热原因 在感应加热的情况下,由于电磁感应而在物体中感应的涡流是产生热量的主要原因。 在介质加热的情况下,介质材料中的原子间摩擦是产生热量的原因。
产热区域 在感应加热中,热量在物体表面产生。 在介质加热中,热量在材料内部产生。
类型 感应加热有两种类型:“直接感应加热”和“间接感应加热”。 介质加热没有进一步的分类。
待加热材料 感应加热用于加热导电材料,例如金属。 介质加热用于加热绝缘和介电材料,如木材、塑料等。
加热设备成本 用于感应加热的加热设备相对便宜。 用于介质加热的加热设备价格昂贵。
物体内的热量分布 在感应加热的情况下,热量分布不均匀。 介质加热均匀地加热物体。
应用 感应加热的应用包括表面硬化、焊接、钎焊、退火等。 介质加热的应用包括木材干燥、食品加工、烹饪和烘焙、粘合等。

结论

感应加热和介质加热都被归类为高频电加热,并且两者都广泛应用于多种工业加热应用中。

这两种加热方式之间最显著的区别在于,感应加热用于加热金属等导电材料,而介质加热用于加热木材、塑料等绝缘材料。

更新于:2022年9月22日

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