铝合金在强磁场下会产生电涡流发热么
把块状金属置于随时间变化的磁场中或让它在磁场中运动时,金属块内将产生感应电流.这种电流在金属块内自成闭合回路,很像水的漩涡,因此叫做涡电流简称涡流.整块金属的电阻很小,所以涡流常常很强.如变压器的铁心,当交变电流穿过导线,时穿过铁心的磁通量不断随时间变化,它在副边产生感应电动势,同时也在铁心中产生感应电动势,从而产生涡流.这些涡流使铁心大量发热,浪费大量的电能,效率很低.但涡流也是可以利用的,在感应加热装置中,利用涡流可对金属工件进行热处理.
铝合金和复合材料的一般不会产生涡流,铁抱箍一般是不允许直接卡上去的。另外其它回答者说涡流产生最大坏处是产生热量是对的,第一加速绝缘层老化,其次电能损耗也是一个方面,毕竟一条几千米或者几十千米的线路会用掉几千甚至几万个电缆卡箍,累积起来传输损耗也不小了。
可以,如下验证:一小磁铁用细线悬挂静止,一铝板在磁铁附近移动,发现磁铁也动!是因为铝板相当闭合电路,相对磁铁的运动使闭合电路的磁通量变化,铝板中产生了涡流,而涡流的磁场与磁铁的磁场发生互相作用的结果。
2.电磁炉的加热是利用锅体中产生涡流的热效应,说Q
==
I
2
R
t
你就懂了吧(微波炉则利用产生的电磁波使食物的分子热运动升温原理)
3.电磁炉之所以不用铝锅原因是:电磁炉使用的锅体材料是导电性能相对较好,铁磁性材料的金属或者合金以及它们的复合体。也就是Q
==
I
2
R
t中I
2
R大一些的材料。所以一般采用的锅有:铸铁锅,生铁锅,不锈铁锅。铝锅导电性能是不错其导磁性能非常低,所以在电磁炉上并不能正常工作。(纯铁锅材料由同样不能在电磁炉上用!)
4.相关物理知识:电磁感应作用在导体内部感生的电流。又称为傅科电流。导体在磁场中运动,或者导体静止但有着随时间变化的磁场,或者两种情况同时出现,都可以造成磁力线与导体的相对切割。按照电磁感应定律,在导体中就产生感应电动势,从而驱动电流。这样引起的电流在导体中的分布随着导体的表面形状和磁通的分布而不同,其路径往往有如水中的漩涡,因此称为涡流。导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时,因涡流而导致能量损耗称为涡流损耗。涡流损耗的大小与磁场的变化方式
、导
体的运动
、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率等因素有关。涡流损耗的计算需根据导体中的电磁场的方程式,结合具体问题的上述诸因素进行。
基本介绍
采用国际标准Adopted International Standard 国外先进标准
采用国际标准号Adopted International Standard No ASTM E215 - 98(2004)e1
采用程度Application Degree
采标名称Adopted International Standard Name
标准类别Plan Name in English 方法
国际标准分类号(ICS)
计划完成年限Suppose to Be Finished Year 2011年
完成时间Achievement Time
所处阶段Plan Phase 起草阶段
国家标准号Standard No.
大.所产生涡
流也不大
理伦上交流电
穿过任何导体
都能产生涡流
只不过涡流小
到可以忽列
而不计..
不建议自行改装涡轮增压器,因为涡轮增压器需要中冷器和独立散热系统。如果散热不好,很容易导致车辆自燃。要改装涡轮增压器,需要重新调整电脑(插电式或全更换),增加进气系统和排气系统。如果功率的增加超过了变速箱的承受能力,后果就更不堪设想了。
一个大型的公共建筑中,电气投资约占工程总投资的10%,而电缆在电气投资中,几乎占了预算的一半以上。使用低烟无卤铜电缆会使本来已居高不下的电缆成本大幅度增加。从国家层面上看,中国是一个贫铜国家,铜矿资源存量约2600万吨,精铜矿进口依存度超过70%,高于铁矿石和石油的对外依赖程度,铜价的大幅度上涨造成社会成本的增加。另一方面,大体量公共建筑的用电量很大,用电等级高,电缆选型的时候经常会出现多根185mm2、240mm2的大电缆,对于高层建筑来说,在垂直竖井中敷设大截面的电缆难度大。在施工预算定额中,垂直敷设电缆所需的费用是水平敷设电缆的2.6~4倍。因此怎样选用电缆,选择何种材质的电缆是一个大问题。寻找一种安全可靠、可替代的产品是业主、承包商和设计人员的共同愿望。
在美国、加拿大等发达国家,一种以铝合金为导体、交联聚乙烯绝缘、连锁式铝合金带铠装低压电缆被大量使用,这种金属铠装电缆在北美市场安装运行了将近40年,由于其连接可靠、重量轻、弯曲半径小、安装方便、散热好、节省桥架、节约资源、低烟无卤且与WDZR—YJY相比价格优势明显而被广泛应用于机场、军事基地、办公室、住宅、酒店、超市、院校、体育场馆、医院、工业厂房、数据处理中心、监狱等场所。
下面就铝合金电力电缆的优势简单分析如下:
一、导体材料
现在市场上常见电缆导体有铜和铝两种材质。很多人的观点认为铝导体的电阻率比铜导体的电阻率大,则用铝作为电缆的导体在传输过程中能量损耗就应该会比铜材料大。其实,这种观点没有理论依据。因为传输过程中的能量损失取决于导体电阻而不是电阻率。根据GB/T 3956-2008《电缆的导体》,在20℃时,某一铜导体截面的直流电阻值与对应于一个或两个规格的铝导体直流电阻值相当。也就是说,从传输过程中的能量损失考虑,某一铜导体电力电缆完全可以由对应大两个规格的铝导体电缆所替代,此时铝电缆的载流量是大于铜缆的。
早在60年代,我国就开始实行“以铝代铜”的国策,铝芯电缆大量应用,从高压输电线到居民入户线,全部采用铝芯。GB50217《电力工程电缆设计规范》94版的条文解释第3.1.4条中明确说明“显然宜继续采取以铝代铜的技术经济政策”。但实际应用中,铝线的机械强度差,易于折断,长期使用的铝线会脆化,不利于维修。早期的住宅入户铝线截面较小,不能满足用电增长,居民自己新买的铜线直接与铝线拧在一起,在潮湿的空气里会发生电化学腐蚀,造成接触电阻变大,久而久之发生短路、断路等现象,再加上原来的电线电缆绝缘材料差,熔点低、火灾发生的概率增大。根据公安部消防局统计显示,电气线路引发的火灾一直比例较高,占火灾总数的15%左右。(电气火灾主要三个原因:一、电气设计图纸不满足防火安全要求;二、施工不尊重图纸,施工人员不按规章操作;三、电气制造厂家使用了假冒伪劣材料。)
同样的经历也发生在北美,硬态纯铝线的接触点处理不到位引发大量的火灾、断路等事故。经过长达两年的细致研究和分析,发现问题主要出在导体材料和连接点处。住宅用线的铝导体采用硬态纯铝(AA1350),其在机械式连接中,在压力作用下,长期运行后会发生不可恢复形变,即所谓的“蠕变”。蠕变产生后,原来的压紧不够,接触点的压力减小使得接触电阻迅速增大,电流流过造成接头处过热,如果不定期维修,那么出现事故的风险大增。
针对铝电缆在应用过程中出现的问题,美国上世纪60年代初就研究开发出铝合金导体,并陆续开发出系列铝合金材料,形成了AA8000系列铝合金材料;我国于2005年开始研制这种合金,并获得专利技术、通过美国UL 认证,各项性能指标符合AA8000系列铝合金材料性能要求。
这些铝合金导体材料解决纯铝的众多不足并拥有由于铜导体的一些特性。下面就这些性能作具体分析。
1、电气性能
铝合金与铜相比,在同等截面等长度的情况下,电导率是铜的61.8%,载流量约为铜的78%。根据电缆截面的规格分布,将铝合金电缆的截面增加1.5倍左右,载流量与电压降等电气参数与铜相当。正如美国国家电气规范NEC330.14规定:“8、10、12AWG截面(相当于国内8.37mm2、5.26mm2、3.332mm2)的实心导体应由AA8000系列电工级铝合金材料制造。绞合型导体从8AWG(相当于国内8.37mm2)到1000kcmil(相当于国内506.7mm2)应由AA8000系列电工级铝合金导体材料制造。
使用大一个或两个规格的铝合金电缆替代铜缆,人们会担心,加大导体是否过多增加导体外径,因而影响安装连接。为了解决因增加截面导致导体外径增大的这一问题,我们可采用先进的紧压技术,紧压系数达到0.93,使替代后的铝合金电缆的外径相比于铜缆只增加10%左右,因而根本不会影响到安装连接。
2、连接性能
铝合金材料由于加入了铁、镁、稀土等多种元素,大大改进了其连接性能。尤其是当导体退火时添加的铁元素产生了高抗蠕变性能,即使在长时间过热时,也能保证连接稳定性。
在过去的经验积累和认知中,铜铝连接一直是最为关键的问题。铜和铝(或铝合金)如果直接;连接接触,有金属材质不同,存在电位差,在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀。在电力系统中,这种腐蚀会增加接触电阻,使接头处发热,是系统安全运行的隐患。
电化学腐蚀是以下因素共同作用的结果:
(1)、不同的电极电位(>0.5V)、金属间的不同电阻、金属的极化特性。
(2)、电解液的电导率、阴阳极表面的接触面积(电流密度)。
另外,铜和铝(或合金)的膨胀系数不同,如果采用刚性连接会造成金属疲劳,长时间使用后会造成连接处松弛,也会增加接触电阻。这是人们普遍担心的问题。
铝合金电力电缆对于终端的处理,主要依靠以下几个手段:
第一、镀锡。铜排镀锡或铝端子镀锡都是可行的。用铜排镀锡和铝端子镀锡来解决铜铝过渡问题已经广泛的应用于电力行业,被证明是安全可靠的。
第二、采用特制的过渡垫片,这种垫片介于铜铝之间,有效地防止铜铝接触带来的腐蚀问题。
第三、涂抹抗氧化剂。当用电设备的铜触头没有镀锡,而铝端子也没用镀锡时,可以采用涂抹抗氧化剂的方法。抗氧化剂介于铜铝之间,可以有效地防止电解质的进入,从而避免了电化学腐蚀。
采用以上第一、第三种方法接线时,需要加装碟形垫片来吸收铜/铝膨胀系数不同带来的松弛,用扭力扳手拧紧后,无需对整个连接系统进行任何维修和二次拧紧。
3、力学性能
(1)极佳拉伸性能:铝合金相比于纯铝,由于加入了特殊成分和特殊的加工工艺,极大的提高了抗拉强度,且延伸率提高到30%。
(2)超强的弯曲性:铝合金电缆安装时的最小弯曲半径大于7倍电缆外径即可,远远优于GB12706的“电缆安装时的最小弯曲半径”——12倍至20倍电缆外径。
(3)优异的低反弹性能:铝合金电缆比铜缆反弹性能少40%。
(4)优异的抗蠕变性能:铝合金导体的特殊合金与热处理工艺大大减少了金属在受热和压力下的“蠕变”倾向,相对于纯铝,抗蠕变性能提高300%。
4、抗腐蚀性能
铝在空气中很快的生成一层厚度约为2×10-4mm的致密氧化膜。防止内部的金属被进一步腐蚀。而铜不能生成氧化膜,所以污染物会停留在表面,进一步向里腐蚀,腐蚀一段时间后,雨水冲刷,将氧化物都冲走,新的污染物又积聚,重新腐蚀新的金属,而铜没有氧化膜,导致铜的氧化很快,金属流失很多。
铝合金导体中由于加入了稀土金属,在化学性能方面,进一步提高单纯以铝为导体的金属材料的耐腐蚀性能,减少了不同金属之间的电位差,因为电位差越大,腐蚀会越严重。加入的其他金属元素均是可允许的金属配对,减少由于电位差而引起的接触腐蚀。
二、阻燃性能
现在高层建筑的火灾发生时,浓烟是火灾中致命的杀手,大量的浓烟吸入人体内会造成死亡,吸入少量的浓烟可能会导致昏厥,影响逃生,所以国家相关消防部门、建筑管理部门明文规定使用低烟无卤阻燃电缆。
YJHL8、YJHL8Y型(铝合金带连锁铠装电缆)铠装电缆采用铝合金导体、阻燃硅烷交联聚乙烯绝缘、铝合金带连锁铠装结构(或增加低烟无卤聚烯烃护套),能实现阻燃IA级、耐火IA级,且低烟无卤。具有极佳安全性能和经济效益。
三、安装特性
铝合金带连锁铠装电缆和铜缆相比,更像是将金属导管和电缆集成了在一起。实际应用时省去了穿管的工作,在电气设计明敷,可以省去桥架,这样给业主方降低造价,给总包方节省工时、缩短工期,给国家节约钢材,减少污染和能源浪费。
由于铝的密度约是铜的1/3,所以在同等载流量下,铝合金电缆比铜缆重量轻一半。对于高层建筑来说,垂直敷设的难度和工作量大大降低,给施工人员减轻劳动强度,能够缩短工期,节省人工成本,同时也减少由于电缆过重造成的本体潜在损失。
铝合金铠装使得电缆的弯曲更容易。铠装电缆的弯曲半径可以达到7倍的电缆外径。如此之小的弯曲半径使得建筑内部布线非常方便,转弯灵活,尤其对于一些旧建筑改造等工程,原有空间非常狭窄的情况下,能很容易的将电力输送到更多房间。而对于PVC护套的铠装外线电缆,可以轻易绕开障碍物,较小的弯曲半径施工更容易,节省电缆长度。而铝合金铠装是非磁性材料,即使存在三相不平衡电流,也不会产生涡流,能减少线路的损耗。
四、节能环保性能
节能减排是推进经济结构调整,转变增长方式的必由之路,是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。采用铝合金为导体材料,同样载流量下,电缆的重量只是铜缆的一半,运输、安装过程中的碳排放量减少,YJHL8、YJHL8Y型铠装电缆敷设不用桥架、钢管,节约大量的钢材。
另一方面,铝合金的回收率非常高。再生铝是节能、环保型产业,再生铝的综合能耗只是电解铝的5%,而再生铜的综合能耗则是冶炼铜的18%。
五、材料成本及安装成本的比较
在实现同样性能的前提下,铝合金电缆的直接成本即电缆本身的成本比铜缆节约约35%,由于铝合金电缆的弯曲性能更好和重量更轻,可以免桥架或减少桥架用量,安装成本能节约20%~50%。
通过以上对比可以看出,铝合金电缆弥补了纯铝的不足,在电气性能达到铜的基础上,更轻便、更柔韧、更节能、机械性能、安全性能及经济性能远远超过铜缆。国内铜芯电缆的设计使用寿命是30年,而铝合金电缆的使用寿命为40年,国外应用40年的产品和经验,完全可以复制到我们国家。利用我国丰富的铝资源制造铝合金电缆,以满足工业与民用配电的需求,是符合科学发展的需要,是利国利民的好事。
[size=3]一 氧化夹渣
缺陷特征:氧化夹渣多分布在铸件的上表面,在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色或黄色,经x光透视或在机械加工时发现,也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现
产生原因:
1.炉料不清洁,回炉料使用量过多
2.浇注系统设计不良
3.合金液中的熔渣未清除干净
4.浇注操作不当,带入夹渣
5.精炼变质处理后静置时间不够
防止方法:
1.炉料应经过吹砂,回炉料的使用量适当降低
2.改进浇注系统设计,提高其挡渣能力
3.采用适当的熔剂去渣
4.浇注时应当平稳并应注意挡渣
5.精炼后浇注前合金液应静置一定时间
二 气孔 气泡
缺陷特征:三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形,具有光滑的表面,一般是发亮的氧化皮,有时呈油黄色。表面气孔、气泡可通过喷砂发现,内部气孔 气泡可通过X光透视或机械加工发现气孔 气泡在X光底片上呈黑色
产生原因:
1.浇注合金不平稳,卷入气体
2.型(芯)砂中混入有机杂质(如煤屑、草根 马粪等)
3.铸型和砂芯通气不良
4.冷铁表面有缩孔
5.浇注系统设计不良
防止方法 :
1.正确掌握浇注速度,避免卷入气体。
2.型(芯)砂中不得混入有机杂质以减少造型材料的发气量
3.改善(芯)砂的排气能力
4.正确选用及处理冷铁
5.改进浇注系统设计
三 缩松
缺陷特征:铝铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具有大平面的薄壁处。在铸态时断口为灰色,浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在x光底片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光、荧光低倍 断口等检查方法发现<br>
产生原因:
1.冒口补缩作用差
2.炉料含气量太多
3.内浇道附近过热
4.砂型水分过多,砂芯未烘干
5.合金晶粒粗大
6.铸件在铸型中的位置不当
7.浇注温度过高,浇注速度太快
防止方法:
1.从冒口补浇金属液,改进冒口设计
2.炉料应清洁无腐蚀
3.铸件缩松处设置冒口,安放冷铁或冷铁与冒口联用
4.控制型砂水分,和砂芯干燥
5.采取细化品粒的措施
6.改进铸件在铸型中的位置降低浇注温度和浇注速度
四 裂纹
缺陷特征 :
1.铸造裂纹。沿晶界发展,常伴有偏析,是一种在较高温度下形成的裂纹在体积收缩较大的合金和形状较复杂的铸件容易出现
2.热处理裂纹:由于热处理过烧或过热引起,常呈穿晶裂纹。常在产生应力和热膨张系数较大的合金冷却过剧。或存在其他冶金缺陷时产生
产生原因:
1.铸件结构设计不合理,有尖角,壁的厚薄变化过于悬殊
2.砂型(芯)退让性不良
3.铸型局部过热
4.浇注温度过高
5.自铸型中取出铸件过早
6.热处理过热或过烧,冷却速度过激
防止方法:
1.改进铸件结构设计,避免尖角,壁厚力求均匀,圆滑过渡
2.采取增大砂型(芯)退让性的措施
3.保证铸件各部分同时凝固或顺序凝固,改进浇注系统设计
4.适当降低浇注温度
5.控制铸型冷却出型时间
6.铸件变形时采用热校正法
7.正确控制热处理温度,降低淬火冷却速度
气孔分析
压铸件缺陷中,出现最多的是气孔。
气孔特征。有光滑的表面,形状是圆形或椭圆形。表现形式可以在铸件表面、或皮下针孔、也可能在铸件内部。
(1)气体来源
1) 合金液析出气体—a与原材料有关 b与熔炼工艺有关
2) 压铸过程中卷入气体¬—a与压铸工艺参数有关 b与模具结构有关
3) 脱模剂分解产生气体¬—a与涂料本身特性有关 b与喷涂工艺有关
(2)原材料及熔炼过程产生气体分析
铝液中的气体主要是氢,约占了气体总量的85%。
熔炼温度越高,氢在铝液中溶解度越高,但在固态铝中溶解度非常低,因此在凝固过程中,氢析出形成气孔。
氢的来源:
1) 大气中水蒸气,金属液从潮湿空气中吸氢。
2) 原材料本身含氢量,合金锭表面潮湿,回炉料脏,油污。
3) 工具、熔剂潮湿。
(3)压铸过程产生气体分析
由于压室、浇注系统、型腔均与大气相通,而金属液是以高压、高速充填,如果不能实现有序、平稳的流动状态,金属液产生涡流,会把气体卷进去。
压铸工艺制定需考虑以下问题:
1) 金属液在浇注系统内能否干净、平稳地流动,不会产生分离和涡流。
2) 有没有尖角区或死亡区存在?
3) 浇注系统是否有截面积的变化?
4) 排气槽、溢流槽位置是否正确?是否够大?是否会被堵住?气体能否有效、顺畅排出?
应用计算机模拟充填过程,就是为了分析以上现象,以作判断来选择合理的工艺参数。
(4)涂料产生气体分析
涂料性能:如发气量大对铸件气孔率有直接影响。
喷涂工艺:使用量过多,造成气体挥发量大,冲头润滑剂太多,或被烧焦,都是气体的来源。
(5)解决压铸件气孔的办法
先分析出是什么原因导致的气孔,再来取相应的措施。
1) 干燥、干净的合金料。
2) 控制熔炼温度,避免过热,进行除气处理。
3) 合理选择压铸工艺参数,特别是压射速度。调整高速切换起点。
4) 顺序填充有利于型腔气体排出,直浇道和横浇道有足够的长度(>50mm),以利于合金液平稳流动和气体有机会排出。可改变浇口厚度、浇口方向、在形成气孔的位置设置溢流槽、排气槽。溢流品截面积总和不能小于内浇口截面积总和的60%,否则排渣效果差。
5) 选择性能好的涂料及控制喷涂量。
解决缺陷的思路
由于每一种缺陷的产生原因来自多个不同的影响因素,因此在实际生产中要解决问题,面对众多原因到底是非功过先调机?还是先换料?或先修改模具?建议按难易程度,先简后复杂去处理,其次序:
1) 清理分型面,清理型腔,清理顶杆;改善涂料、改善喷涂工艺;增大锁模力,增加浇注金属量。这些靠简单操作即可实施的措施。
2) 调整工艺参数、压射力、压射速度、充型时间、开模时间,浇注温度、模具温度等。
3) 换料,选择质优的铝合金锭,改变新料与回炉料的比例,改进熔炼工艺。
4) 修改模具,修改浇注系统,增加内浇口,增设溢流槽、排气槽等。
例如压铸件产生飞边的原因有:
1) 压铸机问题:锁模力调整不对。
2) 工艺问题:压射速度过高,形成压力冲击峰过高。
3) 模具问题:变形,分型面上杂物,镶块、滑块有磨损不平齐,模板强度不够。解决飞边的措施顺序:清理分型面→提高锁模力→调整工艺参数→修复模具磨损部位→提高模具刚度。从易到难,每做一步改进,先检验其效果,不行再进行第二步。
可以在电磁炉上使用。
常见的铝合金锅中有高压锅,而高压锅是能在电磁炉上使用,因为电磁炉是采用磁场感应涡流加热原理,他利用电流通过线圈产生磁场,产生的磁场时锅底的铁分子因为磁场的作用活跃起来,而使锅发热,然后再加热于锅内食物。但不是所有的锅都能在电磁炉上使用。比如强度性能差,容易变形,锅底不平整的,因为这些会影分子活跃度。所以建议采用铁锅、不绣钢锅,和铝合金类的锅这类锅底硬度强,不容易变形,电磁炉磁场能使这些锅的构成分子快速活跃起来,从而起到快速传输热量。
扩展资料
适用的锅类容器说明:
1、铁系(珐琅、铸锅、不锈铁)锅,不锈钢。
注 :复合底锅必须是电磁炉专用。
2、底部直径12CM以下,根据不同的功能使用,如煎炒烤炸类要离空1CM为最佳蒸煮类平底为最佳。
不适用的锅类容器说明:
1、铝、铜为材料之容器、锅。
2、容器底部直径不超过12CM者。
3、容器底部凸凹高度大于2CM者。
4、不锈钢双层复合底锅(非电磁炉专用)。