Vooluuringteooria ja rakendused

Turbulentsiini definitsioon

Lentz’i seaduse kohaselt, kui juhendussilm on alt muutuva magnetvälja tõttu, siis see tekitab emf, mis induktseerib voolu, mis vastandab muutust. Samuti, kui magnetväli muutub läbi juhivat keha, näiteks niidi või plaatina, siis see põhjustab voolude tekke materjali ristlõike kaudu.

Nende vooludele antakse nimi turbulentsiid, viitamaks väikeste keerlevate vorreid, mida näha on järvides ja ookeanides. Need turbulentsii silmad võivad olla nii kasulikud kui ka soovimatud.

Kuigi need põhjustavad soovimatuid suuremaid soojustuskaotusi materjalides, nagu transformatori tuum, leidavad turbulentsiid rakendust mitmes tööstuslikus protsessis, nagu induktiivne kuumustumine, metallurgia, lahutamine, bremsimine jne. See artikkel käsitseb turbulentsiiloomenena teooriat ja rakendusi.

Turbulentsiikaotused transformatoris

Transformatori tuuma sees olev magnetväli induktseerib emf, mis põhjustab turbulentsiivoolusid Faraday ja Lenz'i seaduste kohaselt. Tuumasektsioonis tekitab kujujoone vooli i(t) poolt genereeritud magnetväli B(t) turbulentsiivoolud ieddy.

Turbulentsiitekitatud kaotused saavad kirjutada järgmiselt:

Kus, ke = konstant, mis sõltub suurusest ja on vastupidine materjali vastupanuvõimega,

f = ergituseallika sagedus,

Bm = magnetvälja huippuarv ja

τ = materjali paksus.

Eelnev võrrand näitab, et turbulentsiikaotused sõltuvad fluxitiheusest, sagedusest ja materjali paksusest ning on vastupidine materjali vastupanuvõimega.

Turbulentsiikaotuste vähendamiseks transformatoris valmistatakse tuum üksteise peale pandud õhutest plaatidest, mida nimetatakse laminatsiooniks. Iga plaat on eraldatud, et piirata turbulentsiivoolusid väikeste ristlõikealadele, minimeerides nende marsruuti ja vähendades kaotusi.

See on esitatud järgmisel joonisel:

Materjali vastupanuvõimu suurendamiseks kasutatakse transformatori tuumas külmrullitud kristallidega orienteeritud, CRGO gradiga terast.

Turbulentsiivoolude omadused

• Need induktseeritakse ainult juhivates materjalides.

• Need värskendatakse puudustega, nagu reegid, korrosioon, servad jne.

• Turbulentsiivoolud lülituvad sügavusega, kõrgeima intensiivsusega pinnas.

Need omadused võimaldavad turbulentsiivoolude kasutamist elektritööstuses, kosmoses ja nafta- ja gaasitööstuses metallireegide ja kahjustuste avastamiseks.

Turbulentsiivoolude rakendused

Magneti levitamine: See on repelleeriv tüübi levitamine, mis leidab rakendust modernsetes kiiretes Maglev rongides, et pakkuda sõrmepõhista transporti. Muutuv magnetiline fluks, mille toodab superjuhiv magnet, mis asub liiguvatel rongidel, tekitab turbulentsiivoolusid paigalolevas juhivas plaatil, mille üle rong levitateeritakse. Turbulentsiivoolud interakteeruvad magnetväljaga, et luua levituse jõudu.

Hüpertermia raka ravi: Turbulentsiikuumutamine kasutatakse ehitise kuumutamiseks. Turbulentsiivoolud, mida induktseeritakse juhivates tubede poolt, on ühendatud kondensaatoriga, et moodustada tankvõrk, mis on ühendatud raadiofrekventsi allikaga.

Turbulentsiibremsimine: Kineetiline energia, mis muutub soojustuskaotuste tõttu turbulentsiivooludes, leidab palju rakendusi tööstuses.

• Rongide bremsimine.

• Rullukõnnite bremsimine.

• Elektriraamatu või -booriku emergentsikatkestamine.

  
  

Induktive kuumutamine: See protsess elektriliselt kuumutab juhiva keha, induktseerides turbulentsiivoolusid kõrge sagedusega elektromagnetiga. Seda kasutatakse peamiselt induktiivsel kuhjitamisel, ahjus metallide sulatamiseks, lahutamiseks ja kõrvalduseks.

Turbulentsiivoolude abil saadav kiirusreguleerimine: Tagasisidekontrolleri abil saab saavutada turbulentsiivooludega reguleeritava kiirusregulaatori. Sellel on rakendusi metallide töötlemises, tarvikutes, plastide töötlemises jne.

Metalli tuvastajad: See tuvastab metalli olemasolu kividest, maapindadest jne. turbulentsiivoolude induktseerimise abil, kui metall on olemas.

Andmetöötluse rakendused: Turbulentsiivooludega mittehävitav testimine kasutatakse metallstruktuuride koostise ja kõrgeuse uurimisel.