Диэлектрический нагрев


Диэлектрический нагрев — метод нагрева диэлектрических материалов высокочастотным переменным электрическим полем (ТВЧ — токи высокой частоты; диапазон 0,3—300 МГц) или электромагнитной волной (СВЧ — сверхвысокие частоты; диапазон 0,4 — 10 ГГц). ТВЧ-нагрев диэлектриков осуществляется в конденсаторах, а СВЧ-нагрев — в волноводах и объёмных резонаторах.

Отличительной особенностью диэлектрического нагрева является объёмность тепловыделения (не обязательно однородного) в нагреваемой среде. В случае ТВЧ-нагрева тепловыделение более однородно из-за большой глубины проникновения энергии в диэлектрик; для СВЧ-нагрева характерна малая глубина проникновения и поверхностный нагрев, а также неоднородность прогрева в пространстве стоячих волн; однородность достигается за счёт теплопроводности материала.

По сравнению с индукционным нагревом, применяемым для разогрева электропроводящих материалов переменным током частотой не более 30 МГц, диэлектрический нагрев проводится обычно с использованием более высоких частот.

Диэлектрический материал (древесина, пластик, керамика) помещается между обкладками конденсатора[1], на который подаётся напряжение высокой частоты от электронного генератора на радиолампах. Переменное электрическое поле между обкладками конденсатора вызывает поляризацию диэлектрика и появление тока смещения, который разогревает материал.

Достоинства метода: высокая скорость нагрева; чистый бесконтактный метод, позволяющий проводить разогрев в вакууме, защитном газе и т. п.; равномерный нагрев материалов с низкой теплопроводностью; осуществление местного и избирательного нагрева и др.

Области применения метода: сушка материалов (древесины, бумаги, керамики и др.); нагрев пластмасс перед прессованием; сварка пластмасс; сушка клеевых швов; разогрев почвы перед землеройными работами; склеивание древесины и т.д.