3.4. Установки диэлектрического нагрева

В установках для нагрева диэлектриков нагреваемый материал помещается в электрическое поле конденсатора и нагрев происходит за счет токов смещения. Эта группа установок широко применяется для клейки и сушки древесины, нагрева пресс порошков, пайки и сварки пластиков, стерилизации продуктов и т.п. Питание осуществляется пе-ременным током с частотой 20-40 МГц и выше. Установки относятся к электроприемникам II категории по степени надежности электроснаб-жения.

Использование электрического тока, проходящего через диэлек-трики и полупроводники в переменном электрическом поле, является основой диэлектрического нагрева, который имеет преимущества перед другими способами нагрева. Это быстрота, равномерность и высокая производительность. С энергетической точки зрения такой нагрев является наиболее эффективным, поскольку при его осуществлении вся энергия вносится в массу нагреваемого материала.

По технологическим признакам установки высокочастотного нагрева подразделяются на три вида.

Установки первого вида используются в процессах промышленной обработки крупных изделий, требующих быстрого нагрева в однородном электрическом поле: сушка волокон шерсти или хлопка, целлюлозы и лесоматериалов, обжиг крупных электроизоляторов и фарфоровых изделий, производство звуко- и теплоизоляционных материалов, сварка пластмасс и полимерных пленок.

Установки второго вида применяются для нагрева протяженных плоских изделий: сушка текстильного волокна, рисунков на тканях, бумаги, фотопленки, химических и фармацевтических препаратов, полимеризации клеев, нагрев каучука, пастеризация и т. д.

В установках третьего вида проводятся процессы, не требующие быстрого и однородного нагрева: размораживание продуктов, разогрев и быстрое приготовление блюд, обжиг простых керамических изделий, сушка грибов, чая и т. п.

Использование высококачественного нагрева позволяет повысить качество продукции, ускорить технологические процессы и получить при массовом производстве большую экономию, несмотря на высокую стоимость оборудования.

4. Электродуговые печи

4.1. Свойства дугового разряда

В ряде электротермических процессов, идущих с поглощением большого количества электроэнергии, применяется электродуговой разряд или электрическая дуга, которая позволяет нагревать различные среды до высоких температур, недостижимых при сжигании топлива.

Электрическая дуга является одним из явлений, возникающих при прохождении электрического тока через газ, пары или вакуум. В обычных ус­ловиях газы не проводят электрический ток. Проводимость возникает только тогда, когда в газовой или иной среде помимо молекул и атомов по­являются свободные заряженные частицы – электроны, положительные и отрицательные ионы и газ превращается в плазму. Плазмой принято называть вещество, находящееся в состоянии, когда в веществе кроме нейтральных молекул и атомов имеются заряженные час­тицы – электроны и ионы, проводящие электрический ток. Основные этапы перехода газа в плазму: диссоциация (образование атомов и ионизация, возникновение заряженных частиц). Заряженные частицы в разрядном промежутке образуются за счет энергии внешнего источника (самостоятельный разряд).

Дуговой разряд характеризуется высокой плотностью тока в канале разряда (порядка 10² – 10⁶ А\см²), низким катодным падением напряжения (менее 20 В), высокой температурой газовой среды в межэлектродном про­странстве (3-5) 10³ К и выше.