Który metal nagrzeje się najszybciej w polu indukcyjnym? Parametry i materiały

Witajcie!

Ostatnio wpadłem na filmik gdy ktoś nagrzewa kątownik przed gięciem.



I tak się zastanawiałem jaki parametr odpowiada za szybkość nagrzewania metali w polu indukcyjnym? Rezystywność? Impedancja? Przewodność cieplna? A może coś jeszcze innego?

Czy ktoś potrafiłby mi podpowiedzieć, który z 5 materiałów: miedź, aluminium, stal węglowa, stal asteniczna, stal transformatorowa nagrzeje się najszybciej, a który najwolniej?
Oczywiście przy założeniu, że elementy wykonane z tych materiałów miałyby te same wymiary i umieszczono by je w takim samym polu indukcyjnym.

Pozdrawiam,
Misiekuba

Misiekuba napisał:

I tak się zastanawiałem jaki parametr odpowiada za szybkość nagrzewania metali w polu indukcyjnym? Rezystywność? Impedancja? Przewodność cieplna? A może coś jeszcze innego?

Za szybkość nagrzania metalu odpowiada kombinacja szeregu czynników - częstotliwości zmian pola, indukcji magnetycznej, rezystywności materiału, wymiarów geometrycznych oraz bezwładności cieplnej przedmiotu.

Stal nie asteniczna tylko austenityczna.

Kolejność w/g mnie jest następująca:

1 Stal węglowa
2 stal austenityczna
3 stal transformatorowa

potem długo długo nic

4 miedź
5 aluminium

Co do pkt. 4 i 5 można mieć wątpliwości bo miedź ma większy ciężar właściwy i co za tym idzie ciepło właściwe, więc wymaga więcej energii ale za to ma lepszą przewodność el. co powinno spowodować przepływ większych prądów.

Wszystko zależy jednak od częstotliwości i można dobrać odpowiednie parametry do każdego metalu.

Cześć Xantix,

Jeśli jednak pominiemy zmienne, które uznajemy, że w każdym przypadku będą takie same, jak np. częstotliwość zmian pola, czy kształt badanego elementu, to używając jakiego współczynnika - lub jakiego wzoru - mógłbym uszeregować ciąg: miedź, aluminium, stal węglowa, stal austenityczna, stal transformatorowa, od najwolniej nagrzewającego się materiału do najszybciej nagrzewającego się materiału?
Nie chodzi mi o ustalenie wartości co do przecinka. Zależy mi bardziej na generaliach.

Dla przykładu. Pręty fi 20 o tej samej długości, np. 100mm, wykonane z pięciu różnych wyżej wymienionych materiałów, nagrzeją się w tym samym polu indukcyjnym, z różnym czasie. Mam rację? A jeśli tak, to który z nich nagrzej się najszybciej? Który będzie kolejny itd?
I dlaczego?

Misiekuba napisał:

to używając jakiego współczynnika

Jak wszystkie parametry poboczne będą takie same to o szybkości nagrzewania decydować będzie przede wszystkim rezystywność materiału.

Jaszczur1111, czy stal austenityczna - dzięki za poprawienie mnie - nie jest przypadkiem stalą niemagnesującą się? A jeśli tak, to czy to nie powinno osłabiać jej właściwości nagrzewania się w polu indukcyjnym?

Dodano po 1 [minuty]:

Xantix napisał:

Jak wszystkie parametry poboczne będą takie same to o szybkości nagrzewania decydować będzie przede wszystkim rezystywność materiału.

Wielkie dzięki Xantix.

Dodano po 3 [minuty]:

Xantix napisał:

Jak wszystkie parametry poboczne będą takie same to o szybkości nagrzewania decydować będzie przede wszystkim rezystywność materiału.

Xantix, dla pewności jeszcze dopytam. Im większa rezystywność tym szybciej będzie się nagrzewał. Mam rację?

Misiekuba napisał: " Im większa rezystywność tym szybciej będzie się nagrzewał. Mam rację?"
NIE. Gdyby tak było to najszybciej nagrzewałyby się izolatory.
Trudno określić optymalne właściwości materiału.
Podobnie jak w stacjach nadawczych ani za mała ani za duża impedancja anteny nie gwarantuje maksymalnej mocy nadawania. Optimum jest przy dopasowaniu do oporności wyjściowej źródła.
Także przy nagrzewaniu indukcyjnym właściwości optymalne nagrzewania zależą od nagrzewnicy. Przy jednej nagrzewa się szybciej stal a przy innej miedź.
Dla idealnego źródła nagrzewającego chyba jednak obstawiałbym miedź, gdyż moc jest wyrażona wzorem P=I^2*R
Gry R zmaleje 2 razy to prąd wzrośnie też 2 razy zakładając idealną wydajność nagrzewnicy. Moc wydzielona wzrośnie wówczas 4 razy.

Kolejność jaką podałem nie była przypadkowa. Chodzi o to, że stal transformatorowa ma dużą zawartość krzemu i węgla co zwiększa jej rezystywność. Jest to czynnik osłabiający grzanie. Zresztą z takich blach robi się rdzenie właśnie po to by zmniejszyć straty na grzanie poprzez zaindukowane prądy w pakietach. Stal niemagnetyczna rzeczywiście nie jest nagrzewana w kuchenkach indukcyjnych ale tylko dla tego, że jest niewłaściwie rozpoznawana i automatyka kuchenki ją wyłącza. Umieszczenie takiej stali w szybkozmiennym polu el.magn. powoduje jej nagrzewanie podobnie jak miedź czy alu.

Jeśli masz określone urządzenie z parametrami ustawionymi do grzania np. zwykłej stali konstrukcyjnej (kątowniki) to raczej nie uda się łatwo przestawić na grzanie miedzi czy alu.

Zapomnieliście jeszcze, że szybkość nagrzewania zależy również od mocy urządzenia.

Myślę, że nikt nie zapomniał. To oczywiste Freddy.

Tyle, że nikt o tym nie napisał a mamy do czynienia z początkującym, który jest "zielony".