المنت از مهم ترین تجهیزات مهم در صنعت هستند که در اغلب دستگاه های صنعتی استفاده می شود و کاربرد خیلی زیادی دارد.
در یک شرکت های صنایع مواد غذایی، برای یکنواخت کردن دمای داخل مخزن به یک دمای متعادل از المنت استفاده می شود . این افزایش دما برای بهتر مخلوط شدن مواد، لازم است. اما نکته اینجا است که المنت چیست؟ و چه نوع المنتی باید انتخاب کنیم؟ برای این کار باید با ساختار المنت، نحوه عملکرد و انواع آن آشنا شوید. پس برای این که بتوانید المنت مناسب را در هر پروژه‌ای انتخاب کنید، تا پایان این مقاله با ما همراه باشید.
المنت چیست؟
المنت یک نوع عملگر در صنعت است که کاربرد زیادی دارد. المنت برقی تجهیزی است که انرژی الکتریکی را به انرژی‌های دیگر مثل گرما، نور تبدیل می‌کند. پس المنت عملگری است که انرژی الکتریکی را به گرما تبدیل می‌کند
مزایای استفاده از المنت در صنعت
یکی از مهم‌ترین فرایندها در صنعت، فرایند (سیکل) گرما است که در تمامی کارخانه‌های خشک کردن میوه، تهیه کمپوت، تهیه سس، اکسترودر دستگاه های تزریق پلاستیک،فرایند های پرس کردن و…کارایی دارد. معمولاً المنت‌ها وظیفه تامین حرارت و گرما را برعهده دارند.
از جمله دلایل استفاده از المنت عبارتند از:
- المنت انرژی الکتریکی را به گرما تبدیل می‌کند که یک انرژی تمیز (پاک) است. در صورتی که استفاده از مواد فسیلی (بنزین، گازوئیل و مازوت) باعث آلودگی محیط زیست می‌شود.
- انرژی الکتریکی نسبت به انرژی‌های دیگر ارزان‌تر است.
- نصب، راه‌اندازی، نگهداری و تعمیرات المنت نسبت به سایر تجهیزاتِ تولید گرما مانند مشعل گازی بسیار آسان‌تر است.
- بهره‌وری، کارایی و ایمنی المنت بیشتر است.
- هزینه تهیه المنت نسبت به تجهیزات گرمایی دیگر (مشعل گازی یا گازوئیلی) بسیار ارزان‌تر و مقرون به صرفه‌تر است.
ساختار داخلی المنت
حتماً شما هم، مانند اکثر افراد، فکر می‌کنید که المنت یک سیم با مقاومت بسیار بالا است؛ اما نادرست است. زیرا در یک مدار، طبق قانون اهم (V=IR)، زمانی که ۲۲۰ ولت به مدار بدهیم، اگر مقاومت بسیار بالا باشد، جریان خیلی کمی از مقاومت عبور می‌کند.
پس المنت سیمی با مقاومت بسیار بالا است؛ اما جنس و ساختار سیم توانایی تحمل جریان‌های الکتریکی و گرمایی بالا را دارد.
زمانی که جریان الکتریکی از سیم عبور می‌کند، انرژی جنبشی الکترون‌ها زیاد شده و به هم برخورد می‌کنند. برخورد الکترون‌ها باعث ایجاد گرمای زیاد در سیم یا کابل می شود.
کاربرد المنت در صنعت
المنت در فرایندهای بسیاری کاربرد دارد که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:
- کوره ذوب فولاد (Steel Melting Furnace)
- دستگاه اکسترودر (Extruder Machine)
- صنایع غذایی (Food Industry)
- لوازم خانگی
- صنایع تولید سرامیک و شیشه (Ceramic and Glass Industries)
- صنایع تهویه مطبوع (Air Conditioning Industry)
- صنایع نفت و شیمیایی (Oil and Chemical Industries)
- دستگاه های تزریق پلاستیک
- فرآیند پرس کردن وسیل فلزی
- در وسایل تست و تجهیزات آزمایشگاهی (آون)
بیایید بررسی کنیم که کاربرد المنت در اکسترودر چیست؟
دستگاه اکسترودر در صنعت پلاستیک بسیار پرکاربرد است. به زبان ساده، دستگاه اکسترودر استوانه‌ای است که مواد اولیه پلیمری در داخل آن بار گذاری می کنند و تحت فشار و گرما قرار می گیرند. یک ماردون (پیچِ مارپیچ) مانند چرخ گوشت که به صورت یک پیچ یک طرفه است مواد را در داخل استوانه به سمت جلو حرکت می‌دهد. مواد در اثر گرما و فشار به خمیری یک‌دست تبدیل شده و از قالب خارج می‌شوند. یک یا چند المنت در اکسترودر وظیفه گرم کردن مواد را برعهده دارند که در اکسترودر ها اغلب از المنت های کمر بندی استفاده می شود.
انواع المنت
المنت با توجه به کاربرد، به انواع زیر تقسیم می‌شوند:
المنت لوله‌ای
-
- المنت لوله‌ای یکی از رایج‌ترین و پرمصرف‌ترین المنت‌ها است.
- این المنت برای گرم کردن مواد جامد استفاده می‌شود.
- المنت لوله‌ای با توجه به شرایط محل نصب، به شکل‌های گوناگون ساخته می‌شود.
- المنت سماور برقی یک المنت لوله‌ای است.
- المنت لوله‌ای در خشک‌کن‌ها، لوازم خانگی، صنایع شیشه، پلاستیک و سردخانه کاربرد دارد.
المنت فلنجی
- المنت فلنجی نوعی المنت لوله‌ای است. در اصل تعدادی المنت لوله‌ای در یک غلاف (فلنج) قرار گرفته‌اند.
- این نوع بیشتر برای گرم کردن سیالات (مانند آب، روغن و گازها) استفاده می‌شود.
المنت داکت (پره‌ای)
-
- در این نوع، پره‌های فلزی به المنت لوله‌ای وصل شده است. زمانی که المنت گرم می‌شود، گرما به سرعت از المنت به پره‌ها انتقال داده می‌شود. در نتیجه، سطح بیشتری از المنت با هوای مجاور در تماس است و سرعت انتقال گرما به هوا افزایش می‌یابد.
- المنت پره‌ای بیشتر در سیستم تهویه (HVAC)، بخاری برقی‌های فن‌دار و خشک‌کن‌ها کاربرد دارد.
المنت تسمه‌ای
این نوع المنت برای گرم کردن مخازن کوچک، خطوط انتقال در صنایع شیمیایی، پلاستیک و ذوب کاربرد دارند.
المنت‌های تسمه‌ای به دو دسته تقسیم می‌شوند:
المنت تسمه‌ای کمربندی فلزی
المنت تسمه‌ای کمربندی فلزی تشکیل شده از: سیم المنت با آلیاژ نیکل و کروم، مواد عایقی (میکا) و غلاف از جنس فولاد ضد زنگ.
این المنت دمای عملیاتی بالا و سریعی دارد، یعنی سریع گرم و سرد می‌شود.
المنت شیشه‌ای (لامپ حرارتی یا المنت کوارتز)
-
- المنت شیشه‌ای به لامپ حرارتی یا المنت کوارتز هم معروف است.
- این المنت از یک سیم المنت تشکیل شده است که به شکل فنر در یک غلاف شیشه‌ای از جنس کوارتز قرار می‌گیرد. داخل محفظه شیشه‌ای با گاز هالوژن پر شده است.
- این المنت‌ها سرعت انتقال گرمای بالا و سریعی دارند و تا دمای حدود ۲۶۰۰ درجه سانتی‌گراد گرما تولید می‌کنند؛ اما در برابر تنش و ضربه مقاوم نیستند.
المنت‌های شیشه‌ای براساس نوع اتصال به دو دسته تقسیم می‌شوند:
۱. المنت‌هایی که در دو سر انتهای شیشه، ترمینال‌های سرامیکی برای اتصال برق به سیم المنت نصب شده است.
مشخصات الکتریکی
یکی از پارامترهای مهم برای انتخاب المنت، ولتاژ و توان کاری آن است. المنت‌ها در دو ولتاژ متناوب (۲۲۰ یا ۳۸۰ ولت) یا ولتاژ مستقیم (ولتاژ DC) با توان‌های مختلف تولید می‌شود یک سری از المنت ها به صورت تکفاز یا سه فاز می یاشند که می توان یک سری از المنت ها روبه صورت مثلث سربندی کنیم که قدرت آن تاثیر دارد.
محدوده دمای کاری
در یک فرایند باید براساس محدوده دمای کاری، المنت مناسب انتخاب شود.
چند مثال:
- المنت با سیم کروم-نیکل گرمایی تا حداکثر دمای ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد تولید می‌کند.
- المنت با سیم آهن-کروم-آلومینیوم گرمایی تا حداکثر دمای ۱۴۰۰ درجه سانتی‌گراد تولید می‌کند.
- المنت سیلیکون کارباید گرمای حداکثر تا ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد تولید می‌کند.
چگونه المنت انتخاب کنیم؟
به دو روش می‌توان المنت را انتخاب کرد:
۱. مشاوره گرفتن از نمایندگی‌ها و فروشندگان المنت
۲. استفاده از فرمول‌‌ها برای محاسبه توان مورد نیاز المنت
توان المنت یکی از پارامترهای مهم در انتخاب المنت است. توان المنت برابر است با انرژی (کار انجام شده) تقسیم بر مدت زمان انجام کار.
توان بر حسب وات : P
کار انجام شده (انرژی گرمایی) بر حسب ژول :W
زمان بر حسب ثانیه:T
انرژی گرمایی یا همان کار انجام شده بر حسب ژول :Q
جرم بر حسب کیلوگرم:m
گرمای ویژه ماده:c
تغییرات دما برحسب درجه سانتی‌گراد:ΔΘ
یک مثال از انتخاب المنت
برای درک بهتر، فرض کنید کوره‌ای دارید که می‌خواهید در مدت زمان نیم ساعت، یک قطعه آهن ۱۰۰ کیلوگرمی را به دمای ۱۲۰ درجه سانتی‌گراد برسانید. توان المنت چقدر می‌شود؟ (دمای محیط کوره را ۲۰ درجه سانتی‌گراد در نظر بگیرید.)
