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法律研究高频涡流加热：工作原理、优点、缺点及应用
涡流加热
当工件的加热是由工件中感应的涡流引起的，则称为**涡流加热**。
为了通过涡流加热过程加热工件，将工件放置在载流线圈内。电流是高频交流电。因此，这种方法也称为高频涡流加热。线圈产生的交变磁场在待加热的工件中建立涡流。因此，工件被加热。用于产生磁场的线圈称为加热线圈或工作线圈。
在这种电加热方法中，涡流损耗是产生热量的主要原因。虽然，当待加热的工件由磁性材料制成时，磁滞损耗也在一定程度上有所贡献。该图显示了高频涡流加热的简化示意图。
由于涡流引起的功率损耗（即涡流损耗）由下式给出：
$$\mathrm{\mathit{P_{e}}\propto \mathit{B}^{\mathrm{2}}\mathit{f}^{\mathrm{2}}}$$
其中，B是磁通密度，f是电源频率。
因此，涡流加热产生的热量可以通过控制磁通密度（B）和电源频率（f）来控制。涡流损耗在表面最大，当我们深入到待加热的工件内部时，损耗会减小。涡流穿透到工件中的深度由下式给出：
$$\mathrm{\mathit{d}\:=\:\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{\rho \times 10^{\mathrm{9}}}{\mu _{\mathit{r}}\times \mathit{f}}}\:\mathit{cm}}$$
其中，
ρ是熔融金属的电阻率。
f是电源频率。
$\mu _{\mathit{r}}$是工件材料的相对磁导率。
$$\mathrm{\because \mathit{d}\propto \frac{1}{\sqrt{\mathit{f}}}}$$
因此，通过改变电源频率，可以将涡流加热限制在待加热工件的任何所需深度。涡流加热通常使用的电源频率范围为 10 kHz 至 40 kHz。
涡流加热的优点
涡流加热的优点如下：
使用涡流加热，温度控制非常容易。
由于热量直接在要加热的物体中产生。因此，热量浪费非常少。
加热线圈不需要紧密地贴合在被处理的物体周围。
可以将热量渗透到金属表面的任何所需深度。
涡流加热方法快速、清洁且方便。
非熟练人员也可以轻松操作加热设备。
涡流加热可以在真空中或任何其他特殊气氛中轻松进行。
通过使用合适的定时装置，可以精确控制涡流加热方法产生的热量。
涡流加热的缺点
高频涡流加热的缺点如下：
在涡流加热的情况下，热量产生的成本很高。
用于涡流加热的设备的初始成本很高。
用于涡流加热的设备的效率非常低，约低于 50%。
涡流加热的应用
涡流加热的一些应用如下：
涡流加热用于表面硬化工艺。
涡流加热是退火的便捷方法。
涡流加热也用于精确焊接。
它用于油漆干燥。
涡流加热也用于焊接工艺。
它用于锻造螺栓头和铆钉头。
它也用于熔化各种金属。
用于手术器械的灭菌，使用涡流加热。
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