铁磁物质在电磁感应加热过程中的状态是相对复杂的,它不仅有磁化过程中磁滞损耗产生的磁滞热能,还有电磁感应产生涡流的损耗热能。而非磁性物质在感应加热过程中,没有磁滞损耗,只有电磁感应涡流产生的涡流损耗。无论是铁磁物质还是非磁性物质,涡流欧姆损耗热公式中的电阻应该是交流等效电阻。
1、铁磁物质感应加热的第一种状态
这种状态是发生在铁磁物质加热温度没达到居里温度Tc之前。铁磁物质由于按磁化曲线B-H曲线反复磁化,磁畴不断转向、不断摩擦,磁感应强度B总是滞后于磁场H的变化,产生磁滞现象,这种磁滞现象产生的损耗热就是磁滞热,它的损耗与磁化曲线B-H包围的面积成正比,这部分的损耗也必须由电源的能量提供。磁滞损耗功率可由下式确定,即Ph=Khf(Bm)nV式中
f–每秒反复磁化的次数,即频率,HZ;
Bm–磁滞回线上磁感应强度的最大值,T;
n–指数,由Bm的范围确定,0.1<Bm<0.1T时,n≈1.6,在0<Bm<0.1T及1<Bm<1.6T时,n≈2;
V–铁磁物质的体积,m3;
Kh–铁磁物质相关系数,由试验确定。
另外在磁性物质加热温度没有达到居里温度前,在磁场作用下,因电磁感应产生环形涡流,感应涡流在物质电阻上形成损耗,这就是涡流的热效应,涡流损耗可由下式确定
Pe=KeF2B2V
式中F–频率,HZ;
Bm–磁感应强度最大值,T;
V–铁磁物质的体积,m3;
Ke–与物质电阻率、截面积、形状相关的系数,由试验确定。
由上分析可知,铁磁物质加热温度没有达到居里温度Tc前,有两种热能存在:1、反复磁化过程中产生的磁滞损耗热;2、在交变磁场作用下,在垂直于磁力线方向的截面上感应出环形涡流,在交流欧姆电阻上产生的损耗形成的涡流焦耳热。涡流损耗产生的热能,也可以根据焦耳定律来计算。
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