Способ индукционного нагрева плоского изделия из электропроводного материала

Сонг СКИХ сгцил ли и Гкик Р Е,.ГЧ 5 ЛИ) г 1)5 Н 05 В 6/00 ГОСЧДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИ ЕТ ГЭ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ 1; " кн, . С.Р ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОЧУ СВИДЕТЕЛоСТВУ С ,О(46) 23.01,92. Еюл. М 3г 71 Нау"но-исследоватсльский институт ПрИКЛадНОй МаЕгиаГЛКИ И МЕХЭНИКИ фЛ;ТУ ;м. Н,.".-аум;,на72) В.В.Савичев, З.В.Сидоренков, В.В Толмачев и С.Л.Тимченко(53) 621.365 52(088 8)56) Слухоцкил А Е и др, Установки индукиио.-; о нагрега, - Л: Энергоиздат, 1981, с 8-2 1Авторское сг идетельство СССР ,Х; 17956, кл, Н 05 В 6/06, 1983. Изобретение относится к элегтротермии и мож: - быть лсполс;овано и.,и индукционном наревеЦель изобретения - повышение КПД и улучшение равномерности нагрева по толщи е изде;, я.На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 - экспериментальные зависимости нормированных к интенсивности первой волны энергетических потоков,Устройство содержит источник 1 высок частотной энергии, аттенюатор 2, фазовращатель 3, ферритовый вентиль 4, направленный ответвитель 5 и обрабатываемое изделие 6.Способ осуществляется следующим образом. 5 Ц 1707782 А 1(54) СПОСОЕ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ПЛОСКОГО ИЗДЕЛИЯ ИЗ ЭЛЕКТР(ПРОВОДНОГО МАТЕРИАЛАГ 57) Изобретение относится к злектротер. мии Цель изобретения - повышение КПД и улучшение равномерности нагрева по толщине образца. Два когерентных источника энергии электромагнитного поля, воздействующих на плоский проводящий образец олщиной меньше глубины скин-слоя с его поотивоположных сторон с разностью Фаз 0 или л, значения которой определяется максимумом тепловыделения в образце При этом указанные значения разности фаз ;станавливают, исходя из материальных параметров обрабатываемого материала в об-,асти температур нагрева. 2 ил. При воздействии на пластинку толщиной о и злектропроводностью гт с противоположных ее сторон двух когерентных электромагнитных полей частоты щ а амплитудами Аи В, начальными фазами у и ф отраженные от пластинки потоки электромагнитной энергии имеют видй и О - коэффициенты отражения и прохождения по интенсивности каждой из волн; д - фазовый сдвиг, определяемый оптической разностью хода волн в пластинке(2)где п, х и,и - показатель преломления, коэффициент экстинкции и относительнаямагнитная проницаемость матеои;ала пластинки соответственно; бз -2 грр,ди) -глубина скин-слоя.Согласно (1), отраженные от пластинкиэлектромагнитные потоки энергии а и в,кроме потоков, связанныхс каждой волной,пропорциональных А и В, содержат интерг гференционный поток, определяемый произведением амплитуд АВ обеих волн. Приэтом интерференционный поток зависи отразности начальных фаз волн О "- ) иэффективной толщины пластинки б/б 5, определяющей фазовый сдвиг д,В случае б/б 51 соотношение(2) опреде.", ится выражениемдт 9 д = --- - (3)е о 5 ( Ггде е - птн чситечьная диэлектрическая прониачемость материала пластинки, Величину2 РО по ангчо",о с обычным коэфициенточпрохожре и О доа: назвать коэф.,"циентом инте.еренцион- о прохо",е я,таккак она ха;актер дзуе осе лютное значениентерчегэнци. н о поте: а в гэсть :,хе иобеспе эет ":Серг".предел. -ие энергиимежду двгля г,отакчл, а ив,Согласно(ч) из закона ссхранеч,фч энергии можно определить поглощаемый в пластинке поток эчектгоома нитной: - нерг,иО-(1-В-О)(А т Вг)- - 2,АУ АВэ и д сов(р - ф)(4)Здесь первое слагаемое - сумма поглощаемых в пластинке потоков энергии каждого изисточников, а второе - интерференциэнный поглощаемый поток, который л ожет как усилить,так и уменьшить полное поглощение электромагнитной энер-",и в пластинке, При этол КПДповышаечся максимально при разности фазисточников когерентного поля призи агс 19/5 (Го и (ф е) ) 0 при О =лили приэи ( гс т 9 ГО(в(р - к) О при 0 =0Для экспериментального обоснованияспособа испсчьзовалась установка, представляющая собой СВЧ интерферометр выполненный на коаксиальных линиях(фиг. 1), 51 О Измерения энергетических потоков а и в производились с помощью направленных ответвителей, включенных с обеих сторон пленочного образца, Ферритовые вентили в каналах интерферометра устраняют воздействие на генератор отраженных от образца элекгромагнитных волн. Изменение фазы второй волны осуществлялось фазовращателем. Измерения производились на пленке металлического конденсата (цинк, б 5000 Х), полученной вакуумным резистивным напылением на подложку слюды толщиной0,1 мм, Коэффициенты отражения В и про 15 20 25 ч 4,1 с 0 55 хождения О определялись при закрытом втором канале интерферометра, и на частоте 3003 МГц составляли Я - 0,41 и О - 0,27, При подаце второй волны интенсивности электромагнитных потоков справа и слева от образца изменялись и существенно зависили от амплитуды и фазы этой волны.Ка фиг, 2 представлены экспериментальные зависимости (точки) нормированных к интенсивности первой волны энергечических потоков Ра и Рв от начальной фазы второй волны ф для двух значений еа относительной интенсивности - Рв/Ра = 0,53 (штриховые линии) и и = 1,69 (спллные гинии). Видно. что кривые Ра(ф) и Г э(у 1 н яэ.яются строго противофазны м н ил еют сдвиг на 1= 30 О, Ча фиг. 2 нанесень т.", е расцвтные зависимости Ра( ч) (кои" ыеи сч (кр гые 2), сыч "ленные по .-гл .;.м (", для Р = 0,41, О .= 0,27 и д = 5" и,чи = 6.53 (штрнхо.,ые чирии) и 1,59,.:п,чо ныениц) Здесь же пригашены ра.,та ы по сс". ношению (4) зависима: - ,; г. ;, а;) ого а и;,ечке по;ока элкт- ;,л:.н:чтой э (ергии 1; 1),кривые 31Так л; образом, использование в предлаг аемол спосс 5 е явления туннельной элекомаг; тнсй интеоференции позволяет п,.высить:., сект вность использования энергии электромагнитного поля при индук.и онном нагреве, В частности, в рассмотренном выше случае величина поглощаемой эергни повысилась на 50. Анализ соотно- ;ения (4) показывает, что поглощение в пластинке с учетом интерференции можно повысить до 00 (в два раза) в сравнений с обычным поглощением (первое слагаемое с,1. П"л этом максимум тепловыделения в образце достигается при разности фаз исч очн иков когерентного электромагнитного поля, равной л для эи д0 (фиг, 2) либо при В для з и дО.Формула изобретения Способ индукционного нагрева плоско; о, зделия из электропроводного материала толщиной б, при котором с обеих сторон