ڈائی الیکٹرک ہیٹنگ

ڈائی الیکٹرک ہیٹنگ کیا ہے؟

ڈائی الیکٹرک ہیٹنگ سے مراد ایک متبادل برقی میدان میں ڈائی الیکٹرکس اور سیمی کنڈکٹرز کو گرم کرنا ہے جس کے زیر اثر گرم مواد پولرائز ہوتا ہے۔ پولرائزیشن متعلقہ چارجز کی نقل مکانی کا ایک عمل ہے، جس کے نتیجے میں ہر میکروسکوپک حجم کے عنصر پر برقی لمحہ ظاہر ہوتا ہے۔

پولرائزیشن کو لچکدار اور نرمی میں تقسیم کیا جاتا ہے: لچکدار (بغیر جڑتا) برقی میدان کی توانائی کا تعین کرتا ہے، اور نرمی (جڑتی) گرم مواد میں جاری ہونے والی حرارت کا تعین کرتی ہے۔ بیرونی برقی میدان کے ذریعے ریلیکس پولرائزیشن میں، ایٹموں، مالیکیولز، چارجڈ کمپلیکس کے اندرونی بانڈز ("رگڑ") کی قوتوں پر قابو پانے کے لیے کام کیا جاتا ہے۔ اس کام کا آدھا حصہ حرارت میں بدل جاتا ہے۔

ڈائی الیکٹرک میں جاری ہونے والی طاقت کو عام طور پر حجم کی اکائی کہا جاتا ہے اور اس کا حساب فارمولے سے کیا جاتا ہے۔

جہاں γ مواد کا پیچیدہ کنجوجٹ کنڈکٹنس ہے، EM مواد میں برقی فیلڈ کی طاقت ہے۔

پیچیدہ ترسیل

یہاں، εr کل پیچیدہ ڈائی الیکٹرک مستقل ہے۔

ε' کا حقیقی حصہ، جسے ڈائی الیکٹرک مستقل کہا جاتا ہے، توانائی کی مقدار کو متاثر کرتا ہے جو کسی مواد میں ذخیرہ کی جا سکتی ہے۔ ε« کا خیالی حصہ، جسے نقصان کا عنصر کہا جاتا ہے، مواد میں پھیلی ہوئی توانائی (گرمی) کا ایک پیمانہ ہے۔

نقصان کا عنصر پولرائزیشن اور لیکیج کرنٹ دونوں کی وجہ سے مواد میں ضائع ہونے والی توانائی کو مدنظر رکھتا ہے۔

عملی طور پر، حسابات ایک قدر کا استعمال کرتے ہیں جسے نقصان کا زاویہ ٹینجنٹ کہتے ہیں:

نقصان کے زاویے کا ٹینجنٹ برقی مقناطیسی دوغلوں کی ذخیرہ شدہ توانائی کے ساتھ حرارت پر خرچ ہونے والی توانائی کے تناسب کا تعین کرتا ہے۔

اوپر غور کرتے ہوئے، والیومیٹرک مخصوص فعال طاقت، W/m3:

یا

اس طرح، مخصوص حجم کی طاقت گرم مواد میں برقی میدان کی طاقت کے مربع، تعدد اور نقصان کے عنصر کے متناسب ہے۔

گرم مواد میں برقی فیلڈ کی طاقت کا انحصار لاگو وولٹیج، ڈائی الیکٹرک مستقل ε '، فیلڈ کو بنانے والے الیکٹروڈز کے مقام اور شکل پر ہوتا ہے۔ عملی طور پر کچھ عام صورتوں کے لیے، الیکٹروڈز کا مقام، برقی میدان کی طاقت کا شمار شکل 1 میں دکھائے گئے فارمولوں سے کیا جاتا ہے۔

چاول۔ 1. الیکٹرک فیلڈ کی طاقت کے حساب سے: a — بیلناکار کپیسیٹر، b — فلیٹ سنگل لیئر کپیسیٹر، c، d — فلیٹ ملٹی لیئر کپیسیٹر جس میں مواد کی تہوں کی ترتیب ہے، بالترتیب ٹرانسورس میں اور برقی میدان کے ساتھ .

واضح رہے کہ ایم کی زیادہ سے زیادہ قدر کو محدود کرنا گرم مواد کی برقی طاقت سے محدود ہے۔ وولٹیج بریک ڈاؤن وولٹیج کے نصف سے زیادہ نہیں ہونا چاہیے۔اناج اور سبزیوں کی فصلوں کے بیجوں کی گنجائش (5 … 10) 103 V/m، لکڑی کے لیے — (5 … 40) 103 V/m، پولی ونائل کلورائیڈ — (1 … 10) 105 V/m میں لی جاتی ہے۔

نقصان کا گتانک ε « مواد کی کیمیائی ساخت اور ساخت، اس کے درجہ حرارت اور نمی کے مواد پر، مواد میں برقی میدان کی تعدد اور طاقت پر منحصر ہے۔

مواد کی ڈائی الیکٹرک ہیٹنگ کی خصوصیات

ڈائی الیکٹرک ہیٹنگ مختلف صنعتوں اور زراعت میں استعمال ہوتی ہے۔

ڈائی الیکٹرک ہیٹنگ کی اہم خصوصیات درج ذیل ہیں۔

1. حرارت گرم مواد میں ہی خارج ہوتی ہے، جس سے حرارت کو دسیوں اور سیکڑوں گنا تیز کرنا ممکن ہوتا ہے (کنویکٹیو ہیٹنگ کے مقابلے)۔ یہ خاص طور پر کم تھرمل چالکتا (لکڑی، اناج، پلاسٹک وغیرہ) کے لیے قابل توجہ ہے۔ )۔

2. ڈائی الیکٹرک ہیٹنگ سلیکٹیو ہے: مخصوص والیومیٹرک پاور اور اس کے مطابق، غیر ہم آہنگ مواد کے ہر جزو کا درجہ حرارت مختلف ہوتا ہے۔ یہ فنکشن زراعت میں استعمال ہوتا ہے، مثال کے طور پر اناج کو جراثیم سے پاک کرنے اور ریشم کے کیڑوں کو چننے میں،

3. ڈائی الیکٹرک خشک ہونے کے دوران، مواد کے اندر حرارت خارج ہوتی ہے اور اس وجہ سے مرکز میں درجہ حرارت دائرہ سے زیادہ ہوتا ہے۔ مواد کے اندر نمی گیلے سے خشک اور گرم سے سردی کی طرف منتقل ہوتی ہے۔ لہٰذا، محرک خشک ہونے کے دوران، مواد کے اندر کا درجہ حرارت دائرہ کے مقابلے میں کم ہوتا ہے، اور درجہ حرارت کے میلان کی وجہ سے نمی کا بہاؤ نمی کو سطح پر جانے سے روکتا ہے۔ یہ convective خشک کرنے کی تاثیر کو بہت کم کر دیتا ہے۔ ڈائی الیکٹرک خشک کرنے میں، درجہ حرارت کے فرق اور نمی کی مقدار ایک ساتھ ہونے کی وجہ سے نمی بہہ جاتی ہے۔یہ ڈائی الیکٹرک خشک کرنے کا بنیادی فائدہ ہے۔

4. اعلی تعدد کے ساتھ برقی میدان میں گرم اور خشک ہونے پر، نقصان کا گتانک کم ہو جاتا ہے اور، اس کے مطابق، حرارت کے بہاؤ کی طاقت۔ پاور کو مطلوبہ سطح پر رکھنے کے لیے، آپ کو کیپسیٹر کو فراہم کردہ فریکوئنسی یا وولٹیج کو تبدیل کرنے کی ضرورت ہے۔

ڈائی الیکٹرک حرارتی تنصیبات

یہ صنعت ایک یا کئی اقسام کی مصنوعات کے ساتھ ساتھ عام استعمال کے لیے تنصیبات کے لیے خصوصی ہائی فریکوئنسی تنصیبات تیار کرتی ہے۔ ان اختلافات کے باوجود، تمام اعلی تعدد تنصیبات میں ایک ہی ساختی خاکہ ہے (تصویر 2)۔

مواد کو ہائی فریکوئنسی ڈیوائس کے ورکنگ کیپسیٹر میں گرم کیا جاتا ہے 1۔ ہائی فریکوئنسی وولٹیج کو انٹرمیڈیٹ آسکیلیٹنگ سرکٹس 2 کے بلاک کے ذریعے ورکنگ کیپسیٹر کو فراہم کیا جاتا ہے، جو پاور ریگولیشن اور جنریٹر ریگولیشن کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ سیمی کنڈکٹر ریکٹیفائر 4 سے حاصل کردہ براہ راست وولٹیج، ہائی فریکوئنسی متبادل وولٹیج میں۔ ایک ہی وقت میں، ریکٹیفائر سے حاصل ہونے والی تمام توانائی کا کم از کم 20 ... 40% لیمپ جنریٹر میں خرچ ہوتا ہے۔

زیادہ تر توانائی لیمپ کے انوڈ میں ضائع ہو جاتی ہے، جسے پانی سے ٹھنڈا کرنا ضروری ہے۔ لیمپ کا اینوڈ زمین 5 … 15 kV کے حوالے سے فراہم کیا جاتا ہے، اس لیے ٹھنڈے پانی کی الگ تھلگ فراہمی کا نظام بہت پیچیدہ ہے۔ ٹرانسفارمر 5 نیٹ ورک وولٹیج کو 6 ... 10 kV تک بڑھانے اور جنریٹر اور برقی نیٹ ورک کے درمیان کنڈکٹیو کنکشن کو منقطع کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ بلاک 6 کا استعمال انسٹالیشن کو آن اور آف کرنے، ترتیب وار تکنیکی کارروائیوں کو انجام دینے اور ہنگامی حالات سے حفاظت کے لیے کیا جاتا ہے۔

ڈائی الیکٹرک حرارتی تنصیبات جنریٹر کی طاقت اور فریکوئنسی میں ایک دوسرے سے مختلف ہوتی ہیں، معاون آلات کی تعمیر میں جو پروسیس شدہ مواد کو حرکت دینے اور رکھنے کے لیے بنائے گئے ہیں، نیز اس پر مکینیکل اثرات کے لیے۔

چاول۔ 2. ہائی فریکوئنسی انسٹالیشن کا بلاک ڈایاگرام: 1 — لوڈ کیپیسیٹر کے ساتھ ہائی فریکوئینسی ڈیوائس، 2 — پاور ریگولیٹر کے ساتھ انٹرمیڈیٹ آسکیلیٹنگ سرکٹس کا ایک بلاک، کیپیسیٹینس اور انڈکٹنس کو تراشنا، 3 — اینوڈس اور نیٹ ورک کی علیحدگی کے ساتھ لیمپ جنریٹر سرکٹس، 4 — سیمی کنڈکٹر ریکٹیفائر: 5 — سٹیپ اپ ٹرانسفارمر، c — بلاک جو انسٹالیشن کو غیر معمولی آپریٹنگ طریقوں سے بچاتا ہے۔

صنعت مختلف مقاصد کے لیے بڑی تعداد میں اعلی تعدد تنصیبات تیار کرتی ہے۔ مصنوعات کے گرمی کے علاج کے لئے، سیریل ہائی فریکوئنسی جنریٹر استعمال کیے جاتے ہیں، جس کے لئے خصوصی آلات تیار کیے جاتے ہیں.

ڈائی الیکٹرک کے ساتھ گرم کرنے کے لیے جنریٹر کا انتخاب اس کی طاقت اور تعدد کا تعین کرنے کے لیے آتا ہے۔

ہائی فریکوئنسی جنریٹر کی دوغلی طاقت Pg کام کرنے والے کپیسیٹر اور انٹرمیڈیٹ دوغلی سرکٹس کے بلاک کے نقصانات کی قدر کے لحاظ سے مواد کی گرمی کے علاج کے لیے ضروری حرارت کے بہاؤ سے زیادہ ہونی چاہیے۔

جہاں ηk کام کرنے والے کپیسیٹر کی کارکردگی ہے، حرارت کی منتقلی کی سطح کے رقبے، حرارت کی منتقلی کے گتانک اور مواد اور درمیانے درجے کے درجہ حرارت کے فرق پر منحصر ہے ηk = 0.8 ... 0.9، ηe کی برقی کارکردگی ہے۔ oscillating circuit ηe = 0.65 ... 0 , 7, ηl — کارکردگی، اعلی تعدد کو مربوط کرنے والی تاروں میں ہونے والے نقصانات کو مدنظر رکھتے ہوئے ηl = 0.9 … 0.95۔

گرڈ سے جنریٹر کے ذریعے استعمال ہونے والی بجلی:

یہاں ηg جنریٹر کی کارکردگی ہے ηg = 0.65 … 0.85۔

اعلی تعدد کی تنصیب کی کُل کارکردگی کا تعین اس کی تمام اکائیوں کی کارکردگی کی پیداوار سے ہوتا ہے اور یہ 0.3... ... 0.5 کے برابر ہے۔

اس طرح کی کم کارکردگی ایک اہم عنصر ہے جو زرعی پیداوار میں ڈائی الیکٹرک ہیٹنگ کے بڑے پیمانے پر استعمال کو روکتا ہے۔

ہائی فریکوئنسی تنصیبات کی توانائی کی کارکردگی کو جنریٹر کے ذریعے ختم ہونے والی گرمی کا استعمال کرکے بہتر بنایا جا سکتا ہے۔

ڈائی الیکٹرکس اور سیمی کنڈکٹرز کو گرم کرتے وقت کرنٹ کی فریکوئنسی کا انتخاب مطلوبہ حرارت کے بہاؤ کی بنیاد پر کیا جاتا ہے۔ ہمارے پاس ورک کیپسیٹر میں قوتوں کے توازن سے

جہاں V گرم مواد کا حجم ہے، m3۔

کم از کم تعدد جس پر تکنیکی عمل ایک دی گئی رفتار سے ہوتا ہے:

جہاں Emax مواد میں زیادہ سے زیادہ قابل اجازت برقی فیلڈ کی طاقت ہے، V/m۔

جیسے جیسے فریکوئنسی بڑھتی ہے، ایم کم ہوتا ہے اور اس وجہ سے تکنیکی عمل کی وشوسنییتا بڑھ جاتی ہے۔ تاہم، تعدد بڑھانے کے لیے کچھ حدود ہیں۔ اگر نقصان کا تناسب تیزی سے گرتا ہے تو تعدد کو بڑھانا ناقابل عمل ہے۔ اس کے علاوہ، جیسے جیسے فریکوئنسی بڑھتی ہے، بوجھ اور جنریٹر کے پیرامیٹرز سے مماثل ہونا مشکل ہو جاتا ہے۔ زیادہ سے زیادہ فریکوئنسی، ہرٹز، جس پر یہ معاہدہ فراہم کیا جاتا ہے:

جہاں L اور C ورکنگ کیپسیٹر کے ساتھ لوڈ سرکٹ کی انڈکٹینس اور کیپیسیٹینس کی کم سے کم ممکنہ مساوی قدریں ہیں۔

ورکنگ کپیسیٹر کے بڑے لکیری جہتوں کے ساتھ، فریکوئنسی میں اضافہ الیکٹروڈ پر وولٹیج کی غیر مساوی تقسیم کا باعث بن سکتا ہے اور اس وجہ سے غیر مساوی حرارتی نظام ہو سکتا ہے۔ اس شرط کے لیے زیادہ سے زیادہ قابل اجازت فریکوئنسی، ہرٹز

جہاں l ورکنگ کیپسیٹر کا سب سے بڑا پلیٹ سائز ہے، m۔