ডাইলেট্রিক্সের উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি গরম করার পদ্ধতির ভৌত ভিত্তি (ডাইলেকট্রিক শুকানো)

শিল্প প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়াগুলিতে, প্রায়শই ডাইলেকট্রিক্স এবং সেমিকন্ডাক্টরগুলির গ্রুপের উপাদানগুলিকে গরম করার প্রয়োজন হয়। এই জাতীয় উপকরণগুলির সাধারণ প্রতিনিধিরা বিভিন্ন ধরণের রাবার, কাঠ, কাপড়, প্লাস্টিক, কাগজ ইত্যাদি।

এই জাতীয় উপকরণগুলির বৈদ্যুতিক গরম করার জন্য, এমন ইনস্টলেশনগুলি ব্যবহার করা হয় যা একটি বিকল্প বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সংস্পর্শে আসার সময় ডাইলেক্ট্রিক এবং সেমিকন্ডাক্টরের ক্ষমতাকে জব্দ করে।

উত্তাপ ঘটে কারণ এই ক্ষেত্রে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তির কিছু অংশ অপরিবর্তনীয়ভাবে হারিয়ে যায়, তাপে পরিণত হয় (ডাইইলেকট্রিক হিটিং)।

শারীরিক দৃষ্টিকোণ থেকে, এই ঘটনাটি স্থানচ্যুতি শক্তির ব্যবহার দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয় বৈদ্যুতিক চার্জ পরমাণু এবং অণুতে, যা একটি বিকল্প বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়া দ্বারা সৃষ্ট হয়।

পণ্যের সমগ্র ভলিউমের একযোগে গরম করার কারণে অস্তরক গরম বিশেষ করে সমন্বিত এবং মৃদু শুকানোর প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সুপারিশ করা হয়।এই সমাধান খাদ্য, শিল্প এবং চিকিৎসা শিল্পে তাপ-সংবেদনশীল পণ্য শুকানোর জন্য তাদের সমস্ত বৈশিষ্ট্য সংরক্ষণের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত।

এটি লক্ষ করা গুরুত্বপূর্ণ যে একটি অস্তরক বা অর্ধপরিবাহীতে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের প্রভাব ইলেক্ট্রোড এবং উপাদানগুলির মধ্যে সরাসরি বৈদ্যুতিক যোগাযোগের অনুপস্থিতিতেও ঘটে। এটি শুধুমাত্র প্রয়োজনীয় যে উপাদানটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের এলাকায় ইলেক্ট্রোডগুলির মধ্যে কাজ করে।

1930-এর দশকে ডাইলেক্ট্রিক গরম করার জন্য উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ব্যবহার প্রস্তাব করা হয়েছিল। উদাহরণস্বরূপ, ইউএস পেটেন্ট 2,147,689 (1937 সালে বেল টেলিফোন ল্যাবরেটরিতে ফাইল করা হয়েছে) বলে: "বর্তমান আবিষ্কারটি ডাইলেকট্রিক্সের জন্য একটি গরম করার যন্ত্রের সাথে সম্পর্কিত, এবং বর্তমান আবিষ্কারের উদ্দেশ্য হল এই জাতীয় উপকরণগুলিকে সমানভাবে এবং যথেষ্ট পরিমাণে একই সাথে গরম করা।"

দুটি ফ্ল্যাট ইলেক্ট্রোডের আকারে একটি ডাইইলেকট্রিক দিয়ে গরম করার জন্য একটি ডিভাইসের সহজতম চিত্র যেখানে একটি বিকল্প ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় এবং ইলেক্ট্রোডগুলির মধ্যে একটি উত্তপ্ত উপাদান স্থাপন করা হয়।

অস্তরক হিটিং সার্কিট

দেখানো চিত্র হল বৈদ্যুতিক ক্যাপাসিটর, যেখানে উত্তপ্ত উপাদান প্লেটগুলির মধ্যে একটি অন্তরক হিসাবে কাজ করে।

সক্রিয় শক্তি উপাদান উপাদান দ্বারা শোষিত শক্তির পরিমাণ নির্ধারণ করা হয় এবং নিম্নলিখিত অনুপাতে পাওয়া যায়:

P = USe·I becausephi = USe2·w C tg ডেল্টা,

যেখানে UTo — ক্যাপাসিটরের প্লেটে ভোল্টেজ; C হল ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স; টিজি ডেল্টা - অস্তরক ক্ষতি কোণ।

ইনজেকশন ডেল্টা (অস্তরক ক্ষতির কোণ) পরিপূরক কোণ ফাই 90 ° পর্যন্ত (ফাই হল সক্রিয় এবং প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি উপাদানগুলির মধ্যে স্থানচ্যুতি কোণ) এবং যেহেতু সমস্ত অস্তরক হিটিং ডিভাইসে কোণটি 90 ° এর কাছাকাছি, আমরা ধরে নিতে পারি যে কোসাইন phi প্রায় স্পর্শক ব-দ্বীপের সমান।

একটি আদর্শ লসলেস ক্যাপাসিটরের জন্য, কোণ ফাই = 90 °, অর্থাৎ কারেন্ট এবং ভোল্টেজ ভেক্টর পারস্পরিকভাবে লম্ব এবং সার্কিটের একটি বিশুদ্ধভাবে রয়েছে প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি.

শূন্য ব্যতীত অন্য একটি অস্তরক ক্ষতি কোণের উপস্থিতি প্রচলিত ক্যাপাসিটারগুলির জন্য একটি অবাঞ্ছিত ঘটনা কারণ এটি শক্তির ক্ষতি ঘটায়।

ডাইইলেকট্রিক হিটিং ইনস্টলেশনে, এটি সঠিকভাবে এই ক্ষতিগুলি যা একটি দরকারী প্রভাব উপস্থাপন করে। ক্ষতি কোণ ডেল্টা = 0 সহ এই ধরনের ইনস্টলেশনের অপারেশন সম্ভব নয়।

সমতল সমান্তরাল ইলেক্ট্রোডের জন্য (ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটর), ইলেক্ট্রোডের মধ্যে উপাদানের প্রতি ইউনিট আয়তনের শক্তি সূত্র দ্বারা গণনা করা যেতে পারে

Py = 0.555·e daTgdelta,

যেখানে f ফ্রিকোয়েন্সি, MHz; Ru — নির্দিষ্ট শোষিত শক্তি, W/cm3, e — বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি, kv/cm; da = e/do হল উপাদানের আপেক্ষিক অস্তরক ধ্রুবক।

এটি YThe তুলনা দেখায় যে অস্তরক গরম করার কার্যকারিতা দ্বারা নির্ধারিত হয়:

• ইনস্টলেশন দ্বারা উত্পন্ন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের পরামিতি (e এবং f);

• পদার্থের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য (অস্তরক ক্ষতি স্পর্শক এবং উপাদানের আপেক্ষিক অস্তরক ধ্রুবক).

সূত্রের বিশ্লেষণ যেমন দেখায়, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি এবং ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধির সাথে ইনস্টলেশনের দক্ষতা বৃদ্ধি পায়। অনুশীলনে, এটি শুধুমাত্র নির্দিষ্ট সীমার মধ্যেই সম্ভব।

4-5 মেগাহার্টজের বেশি ফ্রিকোয়েন্সিতে, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি জেনারেটর-কনভার্টারের বৈদ্যুতিক দক্ষতা দ্রুত হ্রাস পায়, তাই উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহার অর্থনৈতিকভাবে অলাভজনক বলে প্রমাণিত হয়।

বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তির সর্বোচ্চ মান প্রতিটি নির্দিষ্ট ধরণের প্রক্রিয়াজাত উপাদানের জন্য তথাকথিত ভাঙ্গন ক্ষেত্রের শক্তি দ্বারা নির্ধারিত হয়।

যখন ব্রেকডাউন ক্ষেত্রের শক্তি পৌঁছে যায়, তখন হয় উপাদানটির অখণ্ডতার স্থানীয় লঙ্ঘন হয়, বা ইলেক্ট্রোড এবং উপাদানের পৃষ্ঠের মধ্যে বৈদ্যুতিক চাপের ঘটনা ঘটে। এই ক্ষেত্রে, কর্মক্ষেত্রের শক্তি সর্বদা ভাঙ্গনের চেয়ে কম হতে হবে।

উপাদানের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলি কেবল তার শারীরিক প্রকৃতির উপর নির্ভর করে না, তবে এর অবস্থার বৈশিষ্ট্যযুক্ত পরিবর্তনশীল পরামিতিগুলির উপরও নির্ভর করে - তাপমাত্রা, আর্দ্রতা, চাপ ইত্যাদি।

এই পরামিতিগুলি প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়ার সময় পরিবর্তিত হয়, যা অস্তরক হিটিং ডিভাইসগুলি গণনা করার সময় অবশ্যই বিবেচনায় নেওয়া উচিত। শুধুমাত্র তাদের মিথস্ক্রিয়া এবং পরিবর্তনের এই সমস্ত কারণগুলির সঠিক বিবেচনার সাথে, শিল্পে অস্তরক গরম করার ডিভাইসগুলির অর্থনৈতিক এবং প্রযুক্তিগতভাবে সুবিধাজনক ব্যবহার নিশ্চিত করা যেতে পারে।

একটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি আঠালো প্রেস হল এমন একটি ডিভাইস যা ডাইলেকট্রিক হিটিং ব্যবহার করে, উদাহরণস্বরূপ, কাঠের আঠালো গতি বাড়ানোর জন্য। ডিভাইসটি নিজেই একটি নিয়মিত আঠালো প্রেস। যাইহোক, এটিতে আঠালো অংশে একটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করার জন্য বিশেষ ইলেক্ট্রোড রয়েছে। ক্ষেত্রটি দ্রুত (কয়েক দশ সেকেন্ডের মধ্যে) পণ্যের তাপমাত্রা বাড়ায়, সাধারণত 50 - 70 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত। এটি আঠালো শুকানোর প্রক্রিয়াটিকে উল্লেখযোগ্যভাবে ত্বরান্বিত করে।

উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি হিটিংয়ের বিপরীতে, মাইক্রোওয়েভ হিটিং হল 100 মেগাহার্টজের উপরে ফ্রিকোয়েন্সি সহ অস্তরক হিটিং, এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ একটি ছোট বিকিরণকারী থেকে নির্গত হতে পারে এবং স্থানের মাধ্যমে একটি বস্তুর দিকে নির্দেশিত হতে পারে।

আধুনিক মাইক্রোওয়েভ ওভেন উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি হিটারের তুলনায় অনেক বেশি ফ্রিকোয়েন্সিতে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ ব্যবহার করে। সাধারণ হোম মাইক্রোওয়েভগুলি 2.45 GHz পরিসরে কাজ করে, তবে 915 MHz মাইক্রোওয়েভও রয়েছে। এর মানে হল যে মাইক্রোওয়েভ গরমে ব্যবহৃত রেডিও তরঙ্গের তরঙ্গদৈর্ঘ্য 0.1 সেমি থেকে 10 সেমি।

মাইক্রোওয়েভ ওভেনে মাইক্রোওয়েভ দোলনের প্রজন্ম ঘটে ম্যাগনেট্রন সহ.

প্রতিটি ডাইইলেকট্রিক হিটিং ইনস্টলেশনে একটি ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টার জেনারেটর এবং একটি ইলেক্ট্রোথার্মাল ডিভাইস থাকে — বিশেষ আকৃতির প্লেট সহ একটি ক্যাপাসিটর। কারণ ডাইলেকট্রিক গরম করার জন্য একটি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি প্রয়োজন (শত কিলোহার্টজ থেকে মেগাহার্টজ ইউনিট পর্যন্ত)।

উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি স্রোত সহ অস্তরক পদার্থ গরম করার জন্য প্রযুক্তির সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কাজ হল পুরো প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়া চলাকালীন প্রয়োজনীয় মোড নিশ্চিত করা। এই সমস্যার সমাধানটি জটিল যে উপকরণগুলির বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য গরম করার সময়, শুকানোর সময় বা পরিবর্তন হয়। উপাদানের অবস্থার অন্যান্য পরিবর্তনের ফলে। এর পরিণতি প্রক্রিয়াটির তাপীয় শাসনের লঙ্ঘন এবং ল্যাম্প জেনারেটরের অপারেশন মোডে পরিবর্তন।

উভয় কারণ একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। অতএব, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি স্রোত সহ অস্তরক পদার্থগুলিকে গরম করার জন্য একটি প্রযুক্তি বিকাশ করার সময়, প্রক্রিয়াকৃত উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি অবশ্যই যত্ন সহকারে অধ্যয়ন করা উচিত এবং এই বৈশিষ্ট্যগুলির পরিবর্তন অবশ্যই প্রযুক্তিগত চক্র জুড়ে বিশ্লেষণ করা উচিত।

একটি উপাদানের অস্তরক ধ্রুবক তার ভৌত বৈশিষ্ট্য, তাপমাত্রা, আর্দ্রতা এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের পরামিতিগুলির উপর নির্ভর করে। উপাদান শুকিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে অস্তরক ধ্রুবক সাধারণত হ্রাস পায় এবং কিছু ক্ষেত্রে কয়েকবার পরিবর্তন হতে পারে।

বেশিরভাগ উপাদানের জন্য, অস্তরক ধ্রুবকের ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভরতা কম উচ্চারিত হয় এবং শুধুমাত্র কিছু ক্ষেত্রে বিবেচনা করা উচিত। ত্বকের জন্য, উদাহরণস্বরূপ, এই নির্ভরতা কম-ফ্রিকোয়েন্সি অঞ্চলে তাৎপর্যপূর্ণ, তবে ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধির সাথে সাথে এটি তুচ্ছ হয়ে যায়।

ইতিমধ্যে উল্লিখিত হিসাবে, পদার্থের অস্তরক ধ্রুবক তাপমাত্রা পরিবর্তনের উপর নির্ভর করে যা সর্বদা শুকানোর এবং গরম করার প্রক্রিয়ার সাথে থাকে।

অস্তরক ক্ষতির কোণের স্পর্শক প্রক্রিয়াকরণের সময়ও স্থির থাকে না, এবং এটি প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়ার উপর একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে, যেহেতু ব-দ্বীপ স্পর্শক একটি বিকল্প বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি শোষণ করার উপাদানের ক্ষমতাকে চিহ্নিত করে।

প্রচুর পরিমাণে, অস্তরক ক্ষতি কোণের স্পর্শক উপাদানের আর্দ্রতার উপর নির্ভর করে। কিছু উপাদানের জন্য, যন্ত্র প্রক্রিয়ার শেষে স্পর্শক ব-দ্বীপ তার প্রাথমিক মান থেকে কয়েকশ গুণ পরিবর্তিত হয়। সুতরাং, উদাহরণস্বরূপ, সুতার জন্য, যখন আর্দ্রতা 70 থেকে 8% পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়, তখন শোষণ কোণের স্পর্শক 200 গুণ কমে যায়।

উপাদান একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য ভাঙ্গন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের চাপ এই উপাদান দ্বারা অনুমোদিত.

বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ব্রেকডাউন শক্তি বৃদ্ধি ক্যাপাসিটর প্লেটগুলিতে ভোল্টেজ বাড়ানোর সম্ভাবনাকে সীমিত করে এবং এইভাবে ইনস্টল করা শক্তির উপরের সীমা নির্ধারণ করে।

উপাদানের তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার বৃদ্ধি, সেইসাথে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ফ্রিকোয়েন্সি, ভাঙ্গন ক্ষেত্রের শক্তি হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে।

শুকানোর প্রক্রিয়া চলাকালীন উপাদানের বৈদ্যুতিক পরামিতিগুলির পরিবর্তনের সাথেও একটি পূর্বনির্ধারিত প্রযুক্তিগত মোড নিশ্চিত করার জন্য, জেনারেটরের অপারেটিং মোড সামঞ্জস্য করা প্রয়োজন। জেনারেটরের অপারেটিং মোডে সঠিক পরিবর্তনের সাথে, সমগ্র অপারেটিং চক্রের সময় সর্বোত্তম অবস্থা অর্জন করা এবং ইনস্টলেশনের উচ্চ দক্ষতা অর্জন করা সম্ভব।

ওয়ার্কিং কনডেন্সারের নকশা উত্তপ্ত অংশগুলির আকার এবং আকার, উত্তপ্ত উপাদানের বৈশিষ্ট্য, প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়ার প্রকৃতি এবং অবশেষে, উত্পাদনের ধরণ দ্বারা নির্ধারিত হয়।

সহজ ক্ষেত্রে, এটি একে অপরের সমান্তরাল দুটি বা ততোধিক সমতল প্লেট নিয়ে গঠিত। প্লেটগুলি অনুভূমিক এবং উল্লম্ব হতে পারে। ফ্ল্যাট ইলেক্ট্রোডগুলি করাত কাঠ, স্লিপার, সুতা, আঠালো পাতলা পাতলা কাঠ শুকানোর জন্য ইনস্টলেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

গরম করার উপকরণগুলির অভিন্নতা চিকিত্সা করা বস্তুর সমগ্র আয়তন জুড়ে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের বিতরণের অভিন্নতার উপর নির্ভর করে।

উপাদানের গঠনে অসামঞ্জস্যতার উপস্থিতি, ইলেক্ট্রোড এবং অংশের বাইরের পৃষ্ঠের মধ্যে একটি পরিবর্তনশীল বায়ু ব্যবধান, ইলেক্ট্রোডের কাছাকাছি পরিবাহী ভরের (ধারক, সমর্থন ইত্যাদি) উপস্থিতি বৈদ্যুতিকের অসম বন্টনের দিকে পরিচালিত করে। ক্ষেত্র

অতএব, অনুশীলনে, কাজের ক্যাপাসিটারগুলির জন্য বিভিন্ন ধরণের ডিজাইনের বিকল্পগুলি ব্যবহার করা হয়, যার প্রতিটি একটি নির্দিষ্ট প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়ার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

একটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে একটি ডাইলেকট্রিক দিয়ে গরম করার জন্য ইনস্টলেশনগুলি এই ইনস্টলেশনগুলিতে অন্তর্ভুক্ত সরঞ্জামগুলির একটি বরং উচ্চ খরচে তুলনামূলকভাবে কম দক্ষতা রয়েছে। অতএব, এই জাতীয় পদ্ধতির ব্যবহার শুধুমাত্র একটি পুঙ্খানুপুঙ্খ অধ্যয়ন এবং বিভিন্ন গরম করার পদ্ধতির অর্থনৈতিক এবং প্রযুক্তিগত সূচকগুলির তুলনা করার পরেই ন্যায়সঙ্গত হতে পারে।

একটি ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তরকারী সমস্ত উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি অস্তরক হিটিং সিস্টেমের জন্য প্রয়োজন। এই ধরনের কনভার্টারগুলির সামগ্রিক কার্যকারিতা ক্যাপাসিটর প্লেটে সরবরাহ করা পাওয়ার এবং পাওয়ার গ্রিড থেকে প্রাপ্ত শক্তির অনুপাত হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়।

দরকারী কর্মের সহগের মানগুলি 0.4 - 0.8 এর মধ্যে। দক্ষতার পরিমাণ ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারে লোডের উপর নির্ভর করে। একটি নিয়ম হিসাবে, কনভার্টারের সর্বোচ্চ দক্ষতা অর্জন করা হয় যখন এটি সাধারণত লোড করা হয়।

ডাইলেকট্রিক হিটিং ইনস্টলেশনের প্রযুক্তিগত এবং অর্থনৈতিক সূচকগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে ইলেক্ট্রোথার্মাল ডিভাইসের নকশার উপর নির্ভর করে। পরেরটির সঠিকভাবে নির্বাচিত নকশা উচ্চ দক্ষতা এবং মেশিনের সময় ফ্যাক্টর নিশ্চিত করে।

আরো দেখুন:

বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে ডাইলেকট্রিক্স

অস্তরক ক্ষতি কি এবং এটি কি কারণ

বৈদ্যুতিক গরম করার প্রধান প্রকার