İndüksiyon Nedir? İndüksiyon Ne demek? – Bilgi Anahtari

İndüksiyon nedir?

İndüksiyon ısıtma sistemidir. Kuvvetli bir elektro-manyetik alan içerisine konulan metal malzemenin üzerinde oluşan elektrik akımının, malzemenin iç direnci nedeniyle ısı açığa çıkarması prensibine göre çalışır.

İndüksiyonlu ocaklar, üçüncü nesil mutfak pişirici sistemleridir. Sistemin hızlı çalışmasının sebebi, ocağın kendisinin değil, üzerine konulan kabın ısı kaynağına dönüşmesidir. Yani indüksiyonlu ocağın yüzeyi ısınmaz; üzerlerindeki kap ısınır. Bu sayede ocağın kendisinin elinizi yakma riski yoktur.

Basitçe anlatmak gerekirse, indüksiyonlu ocak açık bir devreye benzer. Üzerine doğru kap konulduğunda devre tamamlanır ve kap ısı üretmeye başlar. İndüksiyonlu ocağın seramik yüzeyinin hemen altında bulunan bir elektromıknatıs, manyetik alan üretir. Ocağın üzerine doğru kap konulduğunda, kabın metal gövdesi bu manyetik alandan enerji alarak ısınır.

indüksiyon

Böylece ısı ocağın yüzeyinde değil; doğrudan üzerindeki kapta üretilmiş olur. Elektronik devrelerle bu manyetizmanın şiddeti arttırılıp azaltılabilmektedir. Isı doğrudan kapta oluştuğundan, ısı şiddeti neredeyse anında değiştirilebilmektedir. Alışılagelmiş gazlı ocaklarda (ister doğalgazlı, ister tüp gazlı olsun) ısı üretim verimliliği aslında son derece düşüktür.

Bunun sebebi hem alevler tarafından üretilen enerjinin büyük bir kısmının ısıtılan kabın yanlarından kaçması, hem de önce kabın sonra da içerisindeki yiyeceğin ısıtılma mecburiyetidir. İndüksiyonlu ocaklarda ısı verimliliği %84 gibi son derece yüksek bir oranda iken, gazlı ocaklarda %39.9 oranındadır. Elektrikli radyan ocaklarda ise ısı üretim verimliliği oranı %71 ‘dir.

Tüketim kıyaslamasına bakıldığında ise karşımıza şu tablo çıkmaktadır: Orta boy bir ocak gözü tam kapasite ile yanarken bir saat boyunca 9000 BTU ısı üretmekte. Aynı miktarda ısıyı indüksiyon bir ocak gözünde 1.25 kW elektrik harcayarak elde edebilmektesiniz. Bu değeri güncel elektrik birim fiyatı ile çarparak maliyetini kolayca hesaplayabilirsiniz.

Klasik ev gereçlerinin elektrik tüketim değerlerineburadan ulaşabilirsiniz. İndüksiyonlu ocakların şüphesiz en büyük faydası, sağlanan zaman tasarrufudur.1 litresuyun kaynama süresi, indüksiyonlu bir ocak ile yaklaşık yarıya düşmektedir. Bununla beraber evinizdeki klasik ocağı, indüksiyonlu bir ocakla değiştirmeye karar verdiğinizde şunu unutmamalısınız.

İndüksiyonlu ocaklar her tencere veya tava ile çalışmazlar. Sadece indüksiyon özellikli özel kaplarla kullanılabilirler. Bunun anlamı da evinizde daha önce kullanmakta olduğunuz tüm kapların (demlik ve cezveler de dahil) yenilenmesi gerekeceğidir.

Avantajları nelerdir?

İndüksiyon Isıtma tekniğinin diğer konvensiyonel tekniklere göre avantajlarını aşağıdaki şekilde sıralamak mümkündür.

• Isıtma sırasında, ısı kaynağı ısıtılacak malzemeye doğrudan temas etmediği için malzeme yüzeyinde aşırı ısıdan zarar görme, cüruf oluşma, form değişiklikleri oluşması gibi etkiler ortadan kalkar, yüzey kalitesi artar.

• Isı, doğrudan malzemenin içerisinde herhangi bir dış temas olmadan dolayı oluştuğu için ısıtma hızı ve dolaysıyla ısıtma sisteminin verimi çok yüksektir. Dolayısıyla birim zamanda yapılan iş fazladır. Bu ise iş gücü kullanım avantajı olarak ortaya çıkar ve işletme karlılığını arttırır.

• Isıtma veriminin yüksek olması enerji kullanım maliyetlerini azaltır. İndüksiyon ısıtma tekniği, dökme LPG’ li ısıtma sistemlerine göre maliyet bazında %45-50 oranında enerji tasarrufu sağlar. Kimi uygulamalarda enerji kullanımının %80’lere varan avantajları vardır.

• Isıtma hızı ve ısıtılacak bölge çok kolay kontrol edilebilir. Bu durum özellikle hassas uygulamalarda bir avantaj olduğu gibi, malzemenin işlem yapılmayacak kısımlarının gereksiz yere ısıtılmasını da engeller. Dolayısıyla malzemenin işlem yapılmayacak kısmında gereksiz ısıdan dolayı herhangi bir deformasyon oluşmaz.

• Isıtma derinliğini kontrol etmek mümkündür. Uygulanacak frekansa bağlı olarak gerekli görüldüğü durumlarda malzemenin yüzeyinden istenen derinliğe kadar olan kısmın ısıtılması yapılabilir. Bu durum özellikle yüzey sertleştirme uygulamalarında bir avantajdır. İndüksiyon ısıtma sırasında çalışma ortamına herhangi bir zararlı gaz veya madde yayılmaz. Ortam ve çalışan personel temiz kalır.

Michael Faraday tarafından keşfedilen indüksiyon, iletken malzemeden (bakır gibi) yapılma bir bobinle başlar. Bobinden akım geçtikçe bobin içinde ve etrafında bir manyetik alan oluşur. Manyetik alanın iş yapabilme özelliği, bobin tasarımına ve bobinden geçen akım miktarına bağlıdır.

Temel prensipler

Manyetik alan, bobin içinden ve etrafından geçen doğrular şeklinde gösterilmiştir. Manyetik alanın yönü akımın geçiş yönüne bağlıdır; dolayısıyla, bobinden geçen alternatif akım, manyetik alan yönünün alternatif akım frekansıyla aynı hızda değişmesine yol açacaktır. 60Hz AC akım, manyetik alanın bir saniyede 60 kez yön değiştirmesine sebep olur. 400kHz AC akım ise manyetik alanın bir saniyede 400.000 kez yön değiştirmesine neden olur.

İletken malzemeden bir iş parçası bir değişken manyetik alan (AC ile yaratılan bir alan gibi) içine yerleştirildiğinde, iş parçasında gerilim indüklenmesine sebep olur (Faraday Kanunu). İndüklenen gerilim de elektron akışına, yani akıma yol açar! İş parçasında akan akım, bobindeki akıma ters yönlüdür. Bu da bobindeki akımın frekansını kontrol etmek suretiyle iş parçasındaki akımı kontrol edebileceğimiz anlamına gelir.

Bir malzemeden akım geçtiğinde, elektronların hareketine karşı bir direnç oluşur. Bu direnç kendini ısı olarak gösterir (Joule Isıtma Etkisi). Elektron akışına daha fazla direnç gösteren malzemelerin içlerinden akım geçtiğinde üretecekleri ısı daha yüksek olacaktır. Buna rağmen indüklenmiş akım kullanılarak yüksek iletkenliğe sahip malzemelerin de (bakır gibi) ısıtılması mümkündür. Bu olgu, indüksiyonla ısıtmada kritik öneme sahiptir.

İndüksiyon ergitme

Faydalı bir ürünün elde edilmesine yönelik proseslerin birçoğunda ilk adım ergitmedir; indüksiyonla ergitme hızlı ve verimli bir yöntemdir. İndüksiyon bobininin geometrisini değiştirmek suretiyle indüksiyon ergitme fırınları, bir kahve kupası boyutuna sığacak hacimlerden binlerce ton ergimiş metal hacimlerine kadar şarj edilebilmektedir.

Ayrıca, frekans ve güç ayarı ile  Inductotherm Grup şirketleri, burada sayılanlar dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere, neredeyse bütün metal ve malzemeleri işleyebilmektedir: Demir, çelik ve paslanmaz çelik alaşımları, bakır ve bakır esaslı alaşımlar, alüminyum ve silikon. İndüksiyon ekipmanı, mümkün olan en yüksek verimliliği sağlamak üzere her uygulama için özel tasarlanmaktadır.

Vakum indüksiyon ergitme

İndüksiyonla ısıtma, bir manyetik alan kullanılmak suretiyle gerçekleştirildiğinden refrakter veya iletken olmayan başka bir malzeme kullanmak suretiyle iş parçası (veya yük), fiziksel olarak, indüksiyon bobininden yalıtılabilir. Manyetik alan, bu malzemeden geçer ve içerisindeki yük üzerinde voltaj indüklenmesine yol açar.

Bu da yük veya iş parçasının vakum altında veya dikkatle kontrol edilmiş atmosferde ısıtılabileceği anlamına gelir. Böylece reaktif metaller (Ti, Al), özel alaşımlar, silikon, grafit ve diğer hassas iletken malzemeler işlenebilmektedir.

İndüksiyonla Isıtma

Bazı yanma yöntemlerinden farklı olarak indüksiyonla ısıtma, şarj büyüklüğünden bağımsız olarak tam olarak kontrol edilebilmektedir. Bir indüksiyon bobininden geçen akım, voltaj ve frekansı değiştirmek suretiyle sementasyon, sertleştirme ve temperleme, tavlama ve diğer ısıl işlem türleri gibi hassas uygulamalarda mükemmel sonuç veren, ince ayarlı mühendislik ısıtması sağlanır.

Otomotiv, havacılık ve uzay, fiber optik, mühimmat birleştirme, tel sertleştirme, yay teli temperleme gibi kritik uygulamalar yüksek hassasiyet gerektirmektedir. Titanyum, değerli metaller ve ileri kompozitlerle ilgili olanlar da dahil, özel metal uygulamalarına indüksiyonla ısıtma çok uygundur.

İndüksiyonun sağladığı hassas ısıtma kontrolü eşsizdir. Ayrıca, vakum altında pota ısıtma uygulamaları ile aynı ısıtma prensipleri kullanılarak sürekli uygulamalarda belirli bir atmosfer altında indüksiyonla ısıtma yapılabilmektedir.  Örnek olarak paslanmaz çelik boru ve tüplerin parlak tavlama işlemi verilebilir.

Sözlükte “indüksiyon” ne demek?

Bkz. indükleme.

İndüksiyon kelimesinin ingilizcesi

n. induction

Leave a Reply

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.