Modelowanie i badania procesu dystrybucji energii elektromagnetycznej w złożu fluidalnym nagrzewanym indukcyjnie

• Autorzy: Wesołowski M. , Czaplicki A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2016.11.11

Warianty tytułu

EN

Modeling and testing of electromagnetic field energy distribution in inductively heated fluidized bed

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nagrzewanie indukcyjne jest rozwojową metodą elektrotermiczną, stosowaną współcześnie w wielu technologiach zaawansowanych. Istotne zalety tego rodzaju grzejnictwa, wynikające z miejscowej przemiany energii elektrycznej w ciepło oraz łatwości kształtowania pól temperatury przesądzają często o jej wykorzystywaniu w dziedzinach, w których dominowały do tej pory inne techniki, w tym paliwowe. Jedną z nowych technik wykorzystujących nagrzewanie indukcyjne jest bezpośrednia generacja ciepła w złożach fluidalnych. Potencjalne zastosowania tej metody dotyczą zarówno aplikacji medycznych, jak i przemysłowych. Tym niemniej modele fizyczne i matematyczne aplikacji tej klasy nie są pełne. Znaczna liczba parametrów wpływających na bilanse energetyczne złóż fluidalnych (wielkość, zagęszczenie i materiał złoża, częstotliwość pola elektromagnetycznego) utrudniają projektowanie układów grzejnych o racjonalnych parametrach. Dodatkowo zjawiska związane z poruszaniem drobin oraz skomplikowany rozkład pola wewnątrz złoża, czynią ten odbiornik odmiennym w stosunku do ciał stałych. W niniejszym artykule zaprezentowano właściwości złoża fluidalnego opartego o mieszaninę oleju transformatorowego oraz sproszkowanego ferrytu. Podstawowym celem było określenie zastępczych parametrów złoża (rezystancji i reaktancji), w oparciu o serię autorskich badań. Zaprezentowano konstrukcję układu pomiarowego, wyniki badań oraz ocenę stosowalności proponowanego modelu w zakresie ich wykorzystania do projektowania indukcyjnych układów grzejnych. Określono również kierunki dalszych prac zmierzających do opracowania autorskich konstrukcji urządzeń grzejnych wykorzystujących przewodzące złoża fluidalne.

EN

Induction heating is modern and growing electrothermal technique. Basic advantages of induction heating systems results from large efficiency, local and direct energy conversion. Such merits cause that induction heating is implemented in many modern and advance technologies. One of most important is heating of fluidized bed. This technique can be implemented in many medical applications (like cancer therapy) or industrial applications. Basic difficulty is a precise simulation of electromagnetic field distribution in fluidized bed region. The distribution of electromagnetic field energy affects the local and global temperature values in heated area. In the article basic numerical models of fluidized bed surrounded by inductor were presented. Some calculations were done and results were compared to typical electromagnetic energy distribution in sold cylinder typical in many induction heating applications. Physical model on fluidized bed was performed and tested to show basic differences in resistances and reactances of fluidized bed charge (in comparison to solid charge).

Słowa kluczowe

PL

nagrzewanie indukcyjne; złoże fluidalne; modelowanie

EN

induction heating; fluidized bed; modelling; tests

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 57, nr 11
• Strony: 54--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Wesołowski M.

• Politechnika Warszawska, Instytut Elektroenergetyki

autor

Czaplicki A.

• Politechnika Warszawska, Instytut Elektroenergetyki

Bibliografia

• [1] Yi. Zhang1 and Ya. Zhai, (2011) Magnetic Induction Heating of Nano-sized Ferrite Particles, Advances in Induction and Microwave Heating of Mineral and Organic Materials, ISBN 978- 953-307-522-8.
• [2] P. Moroz P, S. K. Jones, B. N. , (2002) Gray. Int. J. Hyperthermia, 18, 267.
• [3] Girish Dahake, Ambrell, Nanoparticle Heating Using Induction in Hyperthermia, 2014 ASM International.
• [4] Pierre-Olivier Chapuis, Marine Laroche, Sebastian Volz, Jean- Jacques Greffet, Near-field induction heating of metallic nanoparticles due to infrared magnetic dipole contribution, HAL Id: hal-00252040.
• [5] M. Zahn, (2003) Electromagnetic Field Theory: A Problem Solving Approach, Krieger Publishing Company.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).