Юрий Костыков - Волшебная лампа

Установка была запущена точно в назначенный срок.

За последние годы электронная лампа проникла в самые различные области народного хозяйства.

Вот сейчас мы встретились с ней при сушке керамических изделий. А ведь таким же способом можно сушить сырую древесину, чай, табак. В чем тут дело?

Мы уже знаем, что с помощью электронной лампы в контуре, состоящем из катушки и конденсатора, можно получить колебания электрической энергии.

Схема колебательного контура.

Как маятник часов отклоняется то вправо, то влево, так электрическая энергия, находящаяся в контуре, перебегает то в катушку и собирается там в виде магнитного поля, то в конденсатор и скапливается в нем в виде электрического поля. Если бы в часах не было пружины или гири, то маятник покачался бы и остановился. Точно так же, если бы не было лампы, то электрические колебания быстро затухли бы. Пружина в часах и лампа в электрическом контуре не позволяют колебаниям прекратиться. Частота колебаний зависит от величины катушки и конденсатора и бывает от нескольких десятков в секунду до многих миллионов.

Таким образом, внутри катушки образуется переменное магнитное поле, а между пластинами конденсатора — переменное электрическое поле.

Если в эти поля поместить какой-нибудь металлический предмет, то в электрическом поле с ним никаких изменений не произойдет, а в магнитном поле он будет сильно нагреваться, причем интересно, что тепло будет выделяться только на его поверхности, середина же его может остаться совсем холодной. Глубина прогрева будет тем меньше, чем выше частота.

Совершенно по-иному будет вести себя предмет, сделанный из какого-нибудь непроводящего материала — диэлектрика. Он нагреется в электрическом поле конденсатора и останется холодным в магнитном поле катушки, и в отличие от металлического предмета тепло будет выделяться в нем равномерно по всему объему. Такой равномерный нагрев во всей толще материала можно получить только при помощи электрического поля. При всех других способах нагрева раньше будет нагреваться поверхность предмета, а потом уже тепло распространится в глубину.

Большинство важных и интересных применений электронной лампы в промышленности основано именно на этих особенностях поведения материалов в переменных электрическом и магнитном полях.

До последнего времени сушка производилась теплым воздухом. Обтекая материал, подлежащий сушке, воздух нагревал его, в результате чего влага с поверхности материала испарялась, а находящаяся в глубине поступала к наружным слоям. Если скорость продвижения влаги из внутренних слоев соответствовала скорости испарения ее с поверхности, то материал высыхал равномерно по всей толщине и не повреждался. Если же такого соответствия не было, то различные слои материала усыхали неравномерно, он начинал растрескиваться подобно тому, как трескается чайный стакан при вливании в него кипятка.

В переменном электрическом поле высокой частоты высушиваемый материал нагревается сразу по всей своей толще, но благодаря испарению влаги с поверхности верхние слои несколько охлаждаются. Более высокая температура глубинных слоев значительно усиливает выход влаги из толщи материала и во много раз сокращает время его сушки.

Переменное электрическое поле высокой частоты применяется не только для сушки керамических изделий, но и для многих других материалов.

Отлично сушится древесина. Чтобы высушить теплым воздухом дубовый квадратный брус со стороной в 10 сантиметров, надо затратить дней сто. Без большого брака дело не обходится. Если же скорость сушки увеличить вдвое, то почти все бруски будут с трещинами. Эти же дубовые бруски, помещенные в электрическое поле мощного генератора, высушиваются за несколько часов и почти совершенно без брака.

Сушка в электрическом поле высокой частоты чая, табака и некоторых других ароматических продуктов не только ускоряет их высушивание, но и в значительной степени повышает их качество.

Продукты питания при консервировании нагревают в паровых ваннах до определенной температуры. Часть продукта, находящегося у стенок банки, разваривается, теряет питательность и вкусовые качества, в то время как внутренние могут не успеть прогреться. При консервировании же продуктов в электрическом поле высокой частоты продукты прогреваются равномерно по всей массе, не развариваются и полностью сохраняют питательность, аромат, натуральный цвет и вкус.

С помощью ламповых высокочастотных установок можно вытапливать жир из отходов на бойнях. Жиры не пригорают и получаются лучшего качества.

Широко используется в промышленности свойство металлов нагреваться в переменном магнитном поле высокой частоты. Металлурги построили специальные, так называемые индукционные печи, в которых производят плавку высококачественных металлов и руд. В этих печах металл, подлежащий плавке, помещается в магнитное поле катушки. Частота контура берется относительно низкой, чтобы металл прогревался сразу на большую глубину. Индукционные печи обеспечивают абсолютную частоту плавки и исключают возможность случайного попадания вредных примесей, газов и т. п.

Удивительное свойство переменного магнитного поля высокой частоты нагревать только поверхностный слой металла дает возможность производить закалку только одной поверхности стальных изделий и инструментов. Выбирая соответствующую частоту генератора, можно закалить металл на необходимую глубину, оставляя середину металла в незакаленном состоянии. Такая закалка дает поверхности закаливаемых деталей инструментов необходимую твердости, уменьшает их износ и в то же время не ослабляет их общей прочности.

Невозможно переоценить значение, которое играет в нашей жизни металл. От огромных броненосцев до золотых зубов и от электрического кабеля до чайной ложки — все это металл. Жизнь современного общества совершенно немыслима без металла. Да и не только современного. В зависимости от того, какой металл был наиболее ходовым в определенное время, целые эпохи в развитии человеческого общества стали называть его именем. Так был бронзовый век, железный век…

Самым расточительным истребителем всевозможных металлов является война. Танки, пушки, снаряды, самолеты, бомбы, пули — все это металл. И все это непрерывно расходуется в процессе боев и требует все новых и новых пополнений.

Откуда же берутся металлы?

Как известно, основная их масса добывается из земли. Иногда рудные залежи находятся прямо на поверхности земли. Но это случается редко. А чаще всего залежи руд находятся глубоко под землей, и, чтобы их обнаружить, надо вести самые тщательные поиски.