Нагрев без огня

Если какое-либо тело поместить в переменное электрическое или магнитное поле высокой частоты, то молекулы и атомы тела будут совершать колебатель­ные движения, тело будет нагреваться. Степень нагрева зависит от строения вещества тела и частоты тока, создающего переменное электрическое или магнитное поле. Это явление наш­ло широкое практическое примене­ние в промышленном производст­ве. А в некоторых отраслях про­изводства высокочастотный нагрев произвел техническую революцию. Вот несколько примеров. Для изготовления струнных музыкальных инструментов, мебе­ли, деталей корпусов кораблей при­годна только совершенно сухая древесина. Изделия из сырой или плохо просушенной древесины не­избежно коробятся, дают трещины. Естественная же сушка древесины требует длительного времени. Как ускорить процесс сушки? Этот во­прос давно волнован деревообде­лочников. Разрешить его помогла радиоэлектроника.

В простейшем виде установка для ускоренной сушки древесины (рис. 380) представляет собой мощный генератор тока высокой частоты, питающий конден­сатор из массивных металлических плит. На эти плиты, как на полки, уклады­вают доски, бруски, рейки и даже круглый лес. Между пластинами такого конденсатора возникает сильное электрическое поле высокой частоты, пронизы­вающее всю находящуюся в нем древесину и вызывающее равномерный нагрев всей ее массы. В камере, где производится сушка, имеется вентиляция для удаления испаряющейся влаги. Высушенная таким способом древесина пригодна для любых самых ответственных изделий.

Высокочастотный способ сушки древесины используется на многих дерево­обрабатывающих предприятиях.

Глиняная и фарфоровая посуда, кирпич, изоляторы для линий электропе­редачи формуют из влажной массы. Затем происходит самый ответственный технологический процесс производства — сушка, предшествующая обжигу изде­лий. От нее зависит качество продукции. Для равномерной сушки гончарных и керамических изделий на воздухе требуются месяцы, а иногда и годы Уско­рить сушку этих изделий, как и древесины, помогает электрическое поле вы­сокой частоты. Контроль сушки автоматизирован. Брак отсутствует.

Таким же способом можно сушить зерно, бумагу, чай, вытапливать жир, стерилизовать пищевые продукты, печь хлеб, варить обед, сушить кондитерские изделия и многое другое.

Люди давно мечтали о таких стальных деталях и режущих инструментах, которые были бы очень твердыми и в то же время нехрупкими. Мечта осу­ществилась благодаря радиоэлектронике.

Рис. 380. Сушка древесины токами высо­кой частоты.

Если стальную деталь поместить в магнитное поле высокой частоты, по­верхность ее раскалится с такой быстротой, что тепло не успеет проникнуть вглубь металла. Остается только опустить деталь в воду или масло, и поверхность ее будет закалена, сделается очень твердой, в то время как основная масса металла останется вязкой, нехрупкой. Толщину закаленного слоя легко регули­ровать, меняя частоту тока: чем выше частота, тем тоньше закаливаемый слой. Ток частотой около 1 МГц, например, дает толщину закаливаемого слоя около 0,5 мм, а частотой 50 кГц —8-15 мм.

Для поверхностной закалки металлических деталей применяют специальные катушки индуктивности, называемые индукторами (рис. 381). Они питаются от мощных генераторов токов высокой частоты. Внутрь индуктора, где обра­зуется сильное переменное магнитное поле, помещают деталь, поверхность ко­торой нужно закалить. Тут же находится и охлаждающий душ.

Высокочастотный способ поверхностной обработки металла впервые разра­ботал и практически осуществил член-корреспондент Академии наук СССР, лау­реат золотой медали А. С. Попова, профессор В. А. Вологдин. Сейчас высо­кочастотная закалка металлических изделий используется при изготовлении рез­цов, сверл, осей механизмов и многих других деталей и инструментов, от которых требуется повышенная твердость при необходимой вязкости основной массы металла. Такие детали мало изнашиваются, способны выдерживать рез­кие толчки и удары.

Подобным способом можно плавить металлы или руду, если использовать токи с частотой в несколько тысяч герц. При мощности генератора высокой частоты 100 кВт плавка 100 кг металла продолжается не более четверти часа.

Высокочастотные плавильные печи получили широкое применение в про­изводстве высококачественных сталей, специальных тугоплавких, магнитных и легких сплавов.

При лечении некоторых болезней требуется глубокий внутренний прогрев тела. Это особенно необходимо при лечении гангрен, воспалений суставов. Обычные грелки в таких случаях не приносят существенной пользы. На по­мощь приходят токи высокой и ультразвуковой частот. Чтобы прогреть, напри­мер, больной сустав руки, ее помещают между металлическими пластинками (рис. 382), образующими конденсатор контура генератора. Больной ощущает только легкое тепло. Радиотерапией называют отрасль медицины, ис­пользующую для лечения токи и поля ультразвуковой и высокой частот.

Электрическое поле соответствующей частоты благоприятно действует на рост и развитие растений, убивает вредных микробов и насекомых.

В библиотеках, например, иногда заводятся жучки, точащие книги. Раньше единственной мерой борьбы с ним было сжигание книг. Теперь этих вредителей уничтожают электрическим полем высокой частоты, не портя книг.

В. Г. Борисов. Юный Радиолюбитель