Индукционный нагрев воды, Нагрев воды нагреванием железной трубки Опции

[Redray]

Есть такая задача: Нагреть столб воды около 150 мл от 10 до 90 градусов Цельсия
в трубке внутренним диаметром 30 мм длиной 25 см в которую погружена
железная трубка длинной 25 см диаметром 20 мм с толщиной стенки 2 мм.
Нагревать трубку переменным магнитным полем частотой 50 000 гц
намотанным 100 витками поверх индуктором из медной проволоки
площадью сечения 3 мм2 диаметром намотки 40мм ... Как считаете можно с ней справится и как?

Прикрепленные файлы

 _____.bmp ( 926.49 килобайт ) Кол-во скачиваний: 106

 

[Guest_TSerg_*]

Не так все просто, как кажется.
Желание выбрать столь высокую частоту для нагрева воды имеет свои особенности.
Нагрев железной трубки будет происходить в очень небольшой толщине, а поскольку тут не идет речь о закалке или плавке, то эта область не будет автоматом перемещаться внутрь трубки по мере потери ферромагнитных свойств.
Значит будет греться слой меньше десятой миллиметра с уровнем мощности около 100 Вт.
В итоге получаем мало-предсказуемый теплообмен с водой, вплоть до парового слоя.
Теплоотвод в таких условиях меняется довольно сильно, что означает необходимость применения не просто контроля температуры воды, но контроля температуры трубки.
Опять же, ничего не сказано о закрытом или открытом характере этого "бассейна", а значит, остается открытым вопрос испарения. И что у нас с "нутрем" трубки ? Тоже вода ? Воздух ?

В общем, данных задания абсолютно недостаточно, чтобы строить разумные предположения.

P.S.
А все вопросы по электронике только после выяснения сути задачи.

[jab]

Не так все просто, как кажется.
Желание выбрать столь высокую частоту для нагрева воды имеет свои особенности.
Нагрев железной трубки будет происходить в очень небольшой толщине, а поскольку тут не идет речь о закалке или плавке, то эта область не будет автоматом перемещаться внутрь трубки по мере потери ферромагнитных свойств.
Значит будет греться слой меньше десятой миллиметра с уровнем мощности около 100 Вт.
В итоге получаем мало-предсказуемый теплообмен с водой, вплоть до парового слоя.
Теплоотвод в таких условиях меняется довольно сильно, что означает необходимость применения не просто контроля температуры воды, но контроля температуры трубки.
Опять же, ничего не сказано о закрытом или открытом характере этого "бассейна", а значит, остается открытым вопрос испарения. И что у нас с "нутрем" трубки ? Тоже вода ? Воздух ?

В общем, данных задания абсолютно недостаточно, чтобы строить разумные предположения.

P.S.
А все вопросы по электронике только после выяснения сути задачи.

Наоборот! Всё проще, чем кажется. Про частоту.. я помню, что частоту озвучивал в районе 25кГц. Думаю будет вполне. Кухонные плитки тоже в этом диапазоне работают и О ЧУДО они таки работают и там не происходит всего описанного выше. Кастрюли с водой вполне адекватно греют воду без перехода точки Кюри. При какой температуре переход? А при какой температуре кипит вода в обычных условиях при нормальном атмосферном давлении? И не будет греться слой меньше десятой миллиметра, а будет греться вся трубка из-за потерь на гистерезис. Конечно к поверхности будет греться больше, но в данном случае это даже +. Перемещать индуктор не надо, он многовитковый и равномерно распределен по всей длинне трубы. Чтоб получить паровой слой, то туда надо впендюрить десятки, а то и сотни киловат в секунду, чтоб вода мгновенно вскипала как только касалась поверхности. В данном случае нужна много меньшая мощность.

Другой вопрос. Топикстартер собирается делать сам эту грелку или заказывать кому? Если сам, то имеется ли у него опыт в силовой электронике или нет? Если сам будет делать и нет опыта, то задолбает все вокруг теорией и потратит кучу времени.. возможно постройка растянется на неопределенное время. Конечную схему грелки, заточенную именно для него, и с чертежами печатных плат и с описанием сборки и настройки, вряд ли кто будет делать для него за спасибо. Поэтому придется начинать с простых решений, на которые я уже указывал и доводить под свои нужды. В общем надо остановится на чемто определенном и собрать макет, а то теоретизировать можно годами так и не построив ничего.

[Guest_TSerg_*]

Наоборот! Всё проще, чем кажется.

Довожу до Вашего сведения, что при мощности 100 Вт выделяемой в объеме железной трубки около 100 мм3 и при теплоотдаче стенка-вода в диапазоне 400..900 Вт/м2*К температура трубки поднимется от 0 до 100 град примерно за полсекунды.

Вот и думайте, что будет с водой около стенки.

А установившаяся температура трубки свыше 900 град.