皮膚通電加熱原理の詳しい説明
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皮膚通電加熱原理の詳しい説明
表皮効果加熱の本質は、強磁性体内の電磁波の減衰と、電磁誘導プロセスによる渦電流の形でほとんどの電気エネルギーが熱エネルギーに変換されることです。
皮膚電熱追跡システムを簡単に説明すると、強磁性鋼管の中に絶縁導体（スキンケーブル）を通し、ケーブルの一端（端）を鋼管の端（遠端）に接続します。 ケーブルの始端と鋼管の始端の間に交流電力を流し、電流はケーブルの始端から終端まで流れ、再び鋼管の終端から鋼管の始端に戻ります。 パイプを介してケーブルの周囲に交流磁界が誘導されることにより、鋼管上のヒステリシス損失 W1 と渦電流 W2 によって発生する熱と、鋼管上の閉回路電流によって発生する追加の熱が抵抗です。ケーブルコア自体の熱W3。
したがって、総熱放散の計算は次のように表すことができます。
W=W1+W2+W3
=Δ H · dB+I2 · RFe+I2 · RCu
上式において、 Δ H · dB は磁気回路のヒステリシス ループのループ積分です。
I は戻りラインの電流です。
RFe はループ インピーダンスであり、渦電流の形でエネルギーを消散します。
RCu はスキンケーブルのコア抵抗です。
ケーブルと鋼管の戻り電流の交差作用により、電流は鋼管の内面に集中します。 この現象を近接効果の用語で表皮効果と呼び、この現象に基づいて設計された電気加熱システムを表皮効果電気加熱と呼んでいます。
表皮効果ヒートトレースシステム（2線伝送方式）の概略図
皮膚電熱の特徴
表皮電流加熱管は鋼管製で、シンプルで丈夫な構造です。
Ø 超長い送電パイプラインの電気ヒートトレースに適した変電所は、長さ 24km までのパイプラインのヒートトレースを提供でき、従来の高周波高電圧電源で電力を供給できます。
Ø 耐熱性の高い絶縁体およびシース材を使用しているため、一般のケーブルに比べて長寿命です。
電気的な自動化制御が容易であり、最新の監視・計測・信号伝送技術を適用できます。
Ø メンテナンスの負担が少ない。 皮膚電流加熱チューブ内のワイヤーが損傷した場合、絶縁層の大規模な分解を必要とせず、局部の絶縁層を開けてワイヤーを交換するだけで修復できます。
皮膚電流加熱チューブは、工場の現場で事前に製造して接続することも、現場で千鳥状に直接構築することもできます。
表皮効果の電流分布則
表皮効果の場合、導体の表面に沿った電流の分布パターンは、次のように電磁界理論から導き出すことができます。
• •
式中、△と△0はそれぞれ表面からX距離の電流密度と表面(X=0)での電流密度です。 C は光の速度です。 ρ 導体またはワークピースの電気抵抗率 (Ω.cm)。 Ur は比透磁率です。 Fは周波数です
電流密度は表面から中心に向かってほぼ指数関数的に急激に減少していることがわかります。
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