کاربردهای جریان گردابی
مشخصات جریان‌های گردابی عبارت است از:این‌ها جریان‌ها فقط در مواد هادی القا می‌شوند،این جریان‌ها با عیب‌ها در سطح فلز مانند ترک، خوردگی و لبه‌ها منحرف می‌شوند واین جریان‌ها با افزایش عمق در سطح فلز کاهش پیدا می‌کنند به طوری که بیشترین مقدار آن‌ها در سطح فلز وجود دارد.
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز،
جریان گردابی چیست؟
بر اساس قانون لنز، زمانی که یک حلقه هادی در برابر میدان مغناطیسی متغیر قرار می‌گیرد نیروی emf در آن القا می‌شود که نتیجه القا این نیرو جاری شدن جریان در جهت مخالف با جریان اصلی است. این مورد مانند زمانی است که به جای یک مسیر رسانا حلقه بسته، تغییرات میدان مغناطیسی در یک جسم رسانا مانند فیلمان یا نوار از یک فلز مغناطیسی مانند آهن و یا مواد غیر مغناطیسی وجود داشته باشد، این تغییرات میدان مغناطیسی در این اجسام باعث جاری شدن جریان در مقطع عرضی در یک مسیر بسته می‌شود.
این جریان‌ها دارای نام جریان گردابی می‌باشد که نام گذاری این اسم به این دلیل است که جریان ایجاد شده داخل هادی به مانند گرداب‌های کوچک می‌باشند. این حلقه‌های جریان برخی اوقات به نفع و برخی اوقات به ضرر ما می‌باشد.
در حالی که این جریان در بخش‌هایی مانند هسته‌های ترانس، می‌تواند تلفات دمایی بالایی را ایجاد کند. این المان در زمینه‌های مختلف صنعتی مانند کوره صنعتی، جوشکاری و … مورد استفاده قرار گرفته است. این مقاله و کاربرد‌ها و تئوری این موضوع را توضیح می‌دهد.
تلفات جریان گردابی در ترانسفورماتور:
مسیر عبور جریان گردابی
شار میدان مغناطیسی در داخل هسته عامل ایجاد نیروی emf در داخل هسته می‌شود که این موضوع بر اساس قانون لنز و فاراده بوده و در شکل زیر به نمایش درآمده است. بخشی از هسته ترانسفورماتور را که در شکل می‌بینید در نظر بگیرید. میدان مغناطیسی B (t) بر اساس جریان i (t) شکل گرفته است و باعث ایجاد جریان گردابی ieddy در هسته می‌شود.
تلفات ناشی از جریان گردابی به شکل زیر می‌باشد:
جایی که K ثابتی است که بر اساس اندازه بوده و نسبت عکس با مقاومت ماده و یا فلز به کار رفته شده دارد.
f فرکانس منبع
Bm بزرگترین دامنه میدان مغناطیسی
τ ضخامت است.
معادله فوق نشانگر این موضوع است که تلفات جریان گردابی به چگالی شار، فرکانس و ضخامت مواد وابسته بوده و با مقاومت آن نسبت عکس دارد.
برای کاهش تلفات جریان گردابی در هسته ترانسفورماتور آن را به شکل ورقه‌های نازک به هم چسبیده می‌سازند که نام آن ورقه ورقه کردن هسته [۱]بوده و هر صفحه از صفحه‌ی دیگر عایق و یا ایزوله شده است و به همین دلیل جریان در یک مقطع کوچک به دام افتاده و به سایر بخش‌های هسته منتقل نمی‌شود؛ بنابراین مسیر حرکتی کاهش پیدا می‌کند. این موضوع در شکل زیر مشخص است:
هسته ورقه ورقه شده ترانس
مسیر جریان گردابی در آهن ورقه ورقه شده و ورقه ورقه نشده
برای افزایش مقاومت ماده از ماده نورد شده سرد در یک مسیر [۲]، استیل با گرید CRGO در ترانسفورماتور استفاده می‌شود
مشخصات جریان‌های گردابی
این‌ها جریان‌ها فقط در مواد هادی القا می‌شوند.
این جریان‌ها با عیب‌ها در سطح فلز مانند ترک، خوردگی و لبه‌ها منحرف می‌شوند
این جریان‌ها با افزایش عمق در سطح فلز کاهش پیدا می‌کنند به طوری که بیشترین مقدار آن‌ها در سطح فلز وجود دارد
این مشخصات به کاربردهای کثیر از جریان گردابی در صنایع هوافضا، پتروشیمی، برق می‌شود که به وسیله آن می‌توان شکست و یا صدمات فلزات را مشخص کرد.
کاربردهای جریان گردابی:
شناوری مغناطیسی: این یک نوع نیروی دافعه شناوری است که کاربرد خود را در راه آهن‌های پر سرعت مغناطیسی پیدا کرده است که تکنولوژی پیشرفته را در سیستم حامل و نقل را به ارمغان آورده است و باعث ایجاد حمل و نقل بدون اصطکاک شده است.
تغییر شار مغناطیسی تولید شده توسط یک آهنربای ابررسانا که در قطار در حال حرکت قرار دارد، جریان‌های گردابی را روی صفحه هدایتی ثابت ایجاد می‌کند که قطار توسط آن جابه جا می‌شود. جریان گردابی با میدان مغناطیسی اثر متقابل ایجاد می‌کنند تا نیروی حرکتی را ایجاد کنند
درمان سرطان به روش هایپرترمی [۳]:
گرمای جریان گردابی به منظور گرم کردن بافت مورد استفاده قرار می‌گیرد. جریان‌های گردابی القا شده در لوله‌ها با سیم‌های مجاور سیم پیچ متصل به یک خازن برای ایجاد یک مدار مخزن که به یک منبع فرکانس رادیویی متصل بوده و عامل ایجاد گرما در این لوله‌ها می‌باشد.
ترمز کردن به وصیله جریان گردابی:
انرژی جنبشی به دلیل تلفات جریان گردابی تبدیل به گرما می‌شود که در صنعت کاربردهای بیشماری پیدا می‌کند.
ترمز در قطار‌ها
ترمز غلتک
اره برقی یا مته برای خاموش شدن اضطراری آن
گرمایش القایی:
این فرآیند گرم کردن الکتریکی یک جسم رسانا با هدایت جریان‌های گرداب در آن با استفاده از الکترومغناطیس با فرکانس بالا است. کاربردهای اصلی آن عبارتند از: پخت القایی، کوره القایی که برای گرم کردن فلزات تا نقطه ذوب آن‌ها، جوشکاری و ... استفاده می‌شود.
درایور با سرعت قابل تنظیم با استفاده از جریان‌های گردابی:
با کمک کنترل کننده پس خور یک درایور با قابلیت تنظیم سرعت به وسیله جریان گردابی را می‌توان ایجاد کرد. این موضوع در پروسه تولید پلاستیک، مبدل‌ها و فرم دهی فلزات کاربرد دارد.
تشخیص فلزات:
این موضوع حضور فلزات را در موادی مانند خاک و سنگ تشخیص می‌دهد. با کمک القای جریان گردابی این موضوع کشف می‌شود.
کاربرد پردازش داده:
آزمایش غیرمخرب به وسیله جریان گردابی در بررسی ترکیب و سختی سازه‌های فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
منبع: ماه صنعت
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.