Kako izračunati dužinu nihrom žice. Električni grijaći elementi, grijaći elementi, vrste, izvedbe, spoj i ispitivanje Otvorena nihrom spirala
Proračun nihrom spirale. Spremni da napravite nihromsku spiralu. Nihrom dužina na 220 volti
Proračun nihrom spirale. Spremni da napravite nihromsku spiralu
Prilikom namotavanja nihrom spirale za grijaće elemente, operacija se često izvodi pokušajima i pogreškama, a zatim se na spiralu primjenjuje napon i zagrijavanjem nihrom žice, niti odabiru potreban broj zavoja.
Obično takav postupak traje dugo, a nihrom gubi svoje karakteristike s višestrukim pregibima, što dovodi do brzog izgaranja na mjestima deformacije. U najgorem slučaju, otpad od nihroma se dobija iz poslovnog nihroma.
Uz njegovu pomoć možete precizno odrediti dužinu zavoja do zavoja. U zavisnosti od Ø nihrom žice i Ø šipke na koju je namotana nihrom spirala. Nije teško preračunati dužinu nihromske spirale na drugi napon koristeći jednostavnu matematičku proporciju.
|
Ø nihrom 0,2 mm |
Ø nihrom 0,3 mm | nihrom 0,4 mm | Ø nihrom 0,5 mm | Ø nihrom 0,6 mm | Ø nihrom 0,7 mm | ||||||
| Ø šipke, mm | dužina spirale, cm |
šipka, mm |
dužina spirale, cm |
šipka, mm |
dužina spirale, cm |
šipka, mm |
dužina spirale, cm |
šipka, mm |
dužina spirale, cm |
šipka, mm |
dužina spirale, cm |
| 1,5 | 49 | 1,5 | 59 | 1,5 | 77 | 2 | 64 | 2 | 76 | 2 | 84 |
| 2 | 30 | 2 | 43 | 2 | 68 | 3 | 46 | 3 | 53 | 3 | 64 |
| 3 | 21 | 3 | 30 | 3 | 40 | 4 | 36 | 4 | 40 | 4 | 49 |
| 4 | 16 | 4 | 22 | 4 | 28 | 5 | 30 | 5 | 33 | 5 | 40 |
| 5 | 13 | 5 | 18 | 5 | 24 | 6 | 26 | 6 | 30 | 6 | 34 |
| 6 | 20 | 8 | 22 | 8 | 26 | ||||||
Na primjer, potrebno je odrediti dužinu nihromske spirale za napon od 380 V iz žice Ø 0,3 mm, šipke za namotaje Ø 4 mm. Tabela pokazuje da će dužina takve spirale za napon od 220 V biti 22 cm. Napravimo jednostavan omjer:
220 V - 22 cm
380 V - X cm
X = 380 22 / 220 = 38 cm
Proračun električnih grijaćih elemenata od nihrom žice
Dužina nihrom žice za proizvodnju spirale određuje se na osnovu potrebne snage.
Primjer: Odredite dužinu nihrom žice za grijaći element za pločice snage P = 600 W pri Umains = 220 V.
1) I = P/U = 600/220 = 2,72 A
2) R \u003d U / I \u003d 220 / 2,72 \u003d 81 oma
3) Na osnovu ovih podataka (vidi tabelu 1) biramo d=0,45; S=0,159
zatim dužina nihroma
l \u003d SR / ρ = 0,159 81 / 1,1 = 11,6 m
gdje je l - dužina žice (m)
S - presjek žice (mm2)
R - otpor žice (Ohm)
ρ - otpornost (za nihrom ρ=1,0÷1,2 Ohm mm2/m)
Naša kompanija PARTAL je spremna da proizvede nihrom spiralu po specifikacijama i skicama kupca
Isplativo je kupiti nihromsku spiralu u kompaniji PARTAL
Nihrom za spiralu Visoka kvaliteta samo Ruska proizvodnja. Strogo poštovanje kvaliteta i brenda
partalstalina.ru
Proračun nihrom spirale | Korisno
Proračun nihrom spirale je, u stvari, veoma važan proces. Vrlo često se u tvornicama, industrijama, tvornicama to zanemaruje i proračun se vrši "na oko", nakon čega se spirala spaja na mrežu, a zatim se odabire potreban broj zavoja ovisno o zagrijavanju nihrom žice . Možda je ovaj postupak vrlo jednostavan, ali traje dugo i dio nihroma se jednostavno gubi.
Međutim, ovaj postupak se može izvesti mnogo preciznije, lakše i brže. Da biste racionalizirali svoj rad, da biste izračunali nihromsku spiralu za napon od 220 volti, možete koristiti donju tablicu. Na osnovu činjenice da je otpornost nihroma (Ohm mm2 / m) C, možete brzo izračunati dužinu namota zavoj do zavoja u zavisnosti od prečnika šipke na koju je namotana nihromska nit, a direktno od same debljine nihrom žice. A koristeći jednostavnu matematičku proporciju, možete lako izračunati dužinu spirale za drugačiji napon.
Na primjer, trebate odrediti dužinu nihromske spirale za napon od 127 volti iz žice čija je debljina 0,3 mm i šipke za namotavanje promjera 4 mm. Gledajući u tabelu, može se vidjeti da će dužina ove spirale za napon od 220 volti biti 22 cm. Napravimo jednostavan omjer: 220 V - 22 cm 127 V - X cm tada: X \u003d 127 22 / 220 \u003d 12,7 cm
Nakon što ste namotali nihromsku spiralu, pažljivo je spojite, bez rezanja, na izvor napona i uvjerite se u svoje proračune, odnosno u proračune ispravnog namota. I vrijedi zapamtiti da se za zatvorene spirale dužina namota povećava za trećinu vrijednosti date u ovoj tabeli.
Nihrom žica, proračun težine nihroma, primena nihroma
www.olakis.ru
Proizvodimo električne spirale od NICHROMA prema specifikacijama i skicama kupca
Nichrome spirala
Svi znaju šta je nihromska spirala. Ovo je grijaći element u obliku žice namotane vijkom za kompaktno postavljanje.
Ova žica je napravljena od nihroma, precizne legure čije su glavne komponente nikl i hrom.
"Klasični" sastav ove legure je 80% nikla, 20% hroma.
Sastav imena ovih metala formirao je naziv koji označava grupu legura krom-nikl - "nichrome".
Najpoznatije marke nihroma su X20H80 i X15H60. Prvi od njih je blizak "klasici". Sadrži 72-73% nikla i 20-23% hroma.
Drugi je dizajniran da smanji troškove i poboljša obradivost žice.
Na bazi ovih legura dobijene su njihove modifikacije veće izdržljivosti i otpornosti na oksidaciju na visokim temperaturama.
To su marke Kh20N80-N (-N-VI) i Kh15N60 (-N-VI). Koriste se za grijaće elemente u kontaktu sa zrakom. Preporučena maksimalna radna temperatura je od 1100 do 1220 °C
Upotreba nihrom žice
Glavna kvaliteta nihroma je visoka otpornost električna struja. Definiše opseg legure.
Nihrom spirala se koristi u dva kvaliteta - kao grijaći element ili kao materijal za električni otpor električnih kola.
Za grijače se koristi električna spirala od legura Kh20N80-N i Kh15N60-N.
Primjeri primjene:
- kućni toplinski reflektori i grijači ventilatora;
- Grijaći elementi za kućne aparate za grijanje i grijanje na struju;
- grijači za industrijske peći i termičku opremu.
Legure Kh15N60-N-VI i Kh20N80-N-VI dobijene u vakuumskim indukcijskim pećima koriste se u industrijska oprema povećana pouzdanost.
Spirala od nihroma X15N60, X20N80, X20N80-VI, N80HYUD-VI razlikuje se po tome što se njen električni otpor malo mijenja s temperaturom.
Od njega se izrađuju otpornici, konektori elektronskih kola, kritični dijelovi vakuumskih uređaja.
Kako namotati spiralu od nihroma
Otporni ili grijaći kalem može se napraviti kod kuće. Da biste to učinili, potrebna vam je nihromova žica odgovarajuće marke i ispravan izračun potrebne dužine.
Proračun nihrom spirale se temelji na otpornosti žice i potrebnoj snazi ili otporu, ovisno o namjeni spirale. Prilikom izračunavanja snage potrebno je uzeti u obzir maksimalnu dopuštenu struju pri kojoj se zavojnica zagrijava do određene temperature.
Obračun temperature
Na primjer, žica promjera 0,3 mm pri struji od 2,7 A će se zagrijati do 700 ° C, a struja od 3,4 A će je zagrijati do 900 ° C.
Za izračunavanje temperature i struje postoje referentne tablice. Ali ipak morate uzeti u obzir uslove rada grijača.
Kada se uroni u vodu, prijenos topline se povećava, tada se maksimalna struja može povećati do 50% od izračunate.
Zatvoreni cijevni grijač, naprotiv, smanjuje rasipanje topline. U tom slučaju, dozvoljena struja se također mora smanjiti za 10-50%.
Na intenzitet odvođenja topline, a time i na temperaturu grijača, utiče korak namotaja spirale.
Tijesno raspoređeni zavojnici pružaju više topline, veći korak poboljšava hlađenje.
Treba napomenuti da su svi tabelarni proračuni dati za grijač koji se nalazi horizontalno. Kada se ugao prema horizontu promijeni, uslovi za odvođenje topline se pogoršavaju.
Proračun otpora nihromske spirale i njene dužine
Nakon što smo odlučili za snagu, prelazimo na proračun potrebnog otpora.
Ako je određujući parametar snaga, tada prvo pronađemo potrebnu struju prema formuli I = P / U.
Imajući snagu struje, određujemo potreban otpor. Da bismo to učinili, koristimo Ohmov zakon: R=U/I.
Oznake ovdje su općenito prihvaćene:
- P je oslobođena snaga;
- U je napon na krajevima spirale;
- R je otpor zavojnice;
- I - jačina struje.
Proračun otpora nihrom žice je spreman.
Sada odredimo dužinu koja nam je potrebna. Zavisi od otpornosti i prečnika žice.
Možete napraviti proračun na osnovu otpornosti nihroma: L=(Rπd2)/4ρ.
- L je željena dužina;
- R je otpor žice;
- d je prečnik žice;
- ρ je otpornost nihroma;
- π je konstanta 3.14.
Ali lakše je uzeti gotovi linearni otpor iz tablica GOST 12766.1-90. Tamo također možete izvršiti korekcije temperature, ako trebate uzeti u obzir promjenu otpora tokom grijanja.
U ovom slučaju proračun će izgledati ovako: L=R/ρld, gdje je ρld otpor jednog metra žice prečnika d.
Spiralno namotavanje
Sada napravimo geometrijski proračun nihromske spirale. Odabrali smo prečnik žice d, odredili potrebnu dužinu L i imamo šipku prečnika D za namotavanje. Koliko okreta trebate napraviti? Dužina jednog okreta je: π(D+d/2). Broj zavoja je N=L/(π(D+d/2)). Obračun je završen.
praktično rešenje
U praksi se rijetko tko bavi neovisnim namotavanjem žice za otpornik ili grijač.
Lakše je kupiti nihromsku spiralu sa potrebnim parametrima i, ako je potrebno, odvojiti od nje potreban broj zavoja.
Da biste to učinili, trebate kontaktirati kompaniju PARTAL, koja je od 1995. godine glavni dobavljač preciznih legura, uključujući nihrom žicu, traku i zavojnice za grijače.
Naša kompanija je u mogućnosti da u potpunosti otkloni pitanje gdje kupiti nihrom spiralu, jer smo spremni da je izradimo po narudžbi prema skicama i specifikacijama kupca.
partalstalina.ru
Proračun i popravka namotaja za grijanje lemilice
Prilikom popravka ili kada sami izrađujete električni lemilicu ili bilo koji drugi uređaj za grijanje, morate namotati grijaći namotaj od nihrom žice. Početni podatak za proračun i odabir žice je otpor namotaja lemilice ili grijača, koji se određuje na osnovu njegove snage i napona napajanja. Pomoću tablice možete izračunati koliki bi otpor namotaja lemilice ili grijača trebao biti.
Poznavajući napon napajanja i mjerenje otpora bilo kojeg uređaja za grijanje, kao što je lemilica, kuhalo za vodu, električni grijač ili električno glačalo, možete saznati snagu koju troši ovaj kućanski aparat. Na primjer, otpor električnog čajnika od 1,5 kW bit će 32,2 oma.
| 12 | 48,0 | 108 | 1344 | 4033 |
| 6,0 | 24,0 | 54 | 672 | 2016 |
| 4,0 | 16,0 | 36 | 448 | 1344 |
| 3,4 | 13,7 | 31 | 384 | 1152 |
| 2,4 | 9,6 | 22 | 269 | 806 |
| 1.9 | 7.7 | 17 | 215 | 645 |
| 1,4 | 5,7 | 13 | 161 | 484 |
| 0,96 | 3,84 | 8,6 | 107 | 332 |
| 0,72 | 2,88 | 6,5 | 80,6 | 242 |
| 0,48 | 1,92 | 4,3 | 53,8 | 161 |
| 0,36 | 1,44 | 3,2 | 40,3 | 121 |
| 0,29 | 1,15 | 2,6 | 32,3 | 96,8 |
| 0,21 | 0,83 | 1,85 | 23,0 | 69,1 |
| 0,16 | 0,64 | 1,44 | 17,9 | 53,8 |
| 0,14 | 0,57 | 1,30 | 16,1 | 48,4 |
| 0,10 | 0,38 | 0,86 | 10,8 | 32,3 |
| 0,07 | 0,29 | 0,65 | 8,06 | 24,2 |
| 0,06 | 0,23 | 0,52 | 6,45 | 19,4 |
| 0,05 | 0,19 | 0,43 | 5,38 | 16,1 |
Pogledajmo primjer kako se koristi tabela. Recimo da trebate premotati lemilicu od 60 W dizajnirano za napon napajanja od 220 V. Odaberite 60 W iz krajnje lijeve kolone tabele. Na gornjoj horizontalnoj liniji odaberite 220 V. Kao rezultat izračuna, ispada da otpor namotaja lemilice, bez obzira na materijal namota, treba biti jednak 806 oma.
Ako ste trebali napraviti lemilo snage 60 W, dizajnirano za napon od 220 V, lemilo za napajanje iz mreže od 36 V, tada bi otpor novog namota već trebao biti 22 oma. Možete samostalno izračunati otpor namota bilo kojeg električnog grijača pomoću online kalkulatora.
Nakon određivanja potrebne vrijednosti otpora namotaja lemilice, iz donje tablice, odabire se odgovarajući promjer nihrom žice na osnovu geometrijskih dimenzija namota. Nihrom žica je legura hrom-nikl koja može izdržati temperature do 1000 ° C i ima oznaku Kh20N80. To znači da legura sadrži 20% hroma i 80% nikla.
Za namotavanje spirale lemilice otpornosti od 806 oma iz gornjeg primjera, trebat će vam 5,75 metara nihrom žice promjera 0,1 mm (potrebno je podijeliti 806 sa 140) ili 25,4 m žice promjera 0,2 mm i tako dalje.
Prilikom namotavanja spirale lemilice, zavoji su naslagani blizu jedan drugom. Kada se zagrije, usijana površina nihrom žice oksidira i formira izolacijsku površinu. Ako cijela dužina žice ne stane na rukav u jednom sloju, tada se sloj rane prekriva liskunom, a drugi se namotava.
Za električnu i toplotnu izolaciju namotaja grejnog elementa najbolji materijali je liskun, fiberglas tkanina i azbest. Azbest ima zanimljivu osobinu, može se natopiti vodom i postaje mekan, omogućava vam da mu date bilo koji oblik, a nakon sušenja ima dovoljnu mehaničku čvrstoću. Prilikom izolacije namota lemilice mokrim azbestom treba uzeti u obzir da mokri azbest dobro provodi eklektičnu struju i da će se lemilo u mrežu moći uključiti tek nakon što se azbest potpuno osuši.
felstar.mypage.ru
KAKO IZRAČUNATI SPIRALU OD NIKROMA?
Post napisao admin u 18.01.2015 23:23Kategorije: 3. Kućna elektrika, Elektro radionica
Bez komentara "
Namotavanje nihromske spirale za uređaje za grijanje često se izvodi "na oko", a zatim se, uključujući spiralu u mrežu, odabire potreban broj zavoja zagrijavanjem nihrom žice. Obično takav postupak traje dosta vremena, a nihrom se gubi.
Kada koristite spiralu za napon od 220 V, možete koristiti podatke date u tabeli, na osnovu toga da je otpornost nihroma ρ = (Ohm mm2/m). Koristeći ovu formulu, možete brzo odrediti dužinu zavoja namotaja do zavoja, ovisno o debljini nihrom žice i promjeru šipke na koju je spirala namotana.
Na primjer, ako je potrebno odrediti dužinu spirale za napon od 127 V iz nihrom žice debljine 0,3 mm, šipka za namotaje promjera . 4 mm. Tabela pokazuje da će dužina takve spirale za napon od 220 V biti 22 cm.
Napravimo jednostavan omjer:
220 V - 22 cm
X \u003d 127 * 22 / 220 = 12,7 cm.
Nakon namotavanja spirale, spojite je bez rezanja na izvor napona i uvjerite se da je namotaj ispravan. Za zatvorene spirale, dužina namotaja se povećava za 1/3 vrijednosti date u tabeli.
konvencije u tabeli: D - prečnik šipke, mm; L je dužina spirale, cm.
| diam. nihrom 0,2 mm | diam. nihrom 0,3 mm | diam. nihrom 0,4 mm | diam. nihrom 0,5 mm | diam. nihrom 0,6 mm | diam. nihrom 0,7 mm | diam. nihrom 0,8 mm | diam. nihrom 0,9 mm | diam. nihrom 1,0 mm | |||||||||
| D | L | D | L | D | L | D | L | D | L | D | L | D | L | D | L | D | L |
| 1,5 | 49 | 1,5 | 59 | 1,5 | 77 | 2 | 64 | 2 | 76 | 2 | 84 | 3 | 68 | 3 | 78 | 3 | 75 |
| 2 | 30 | 2 | 43 | 2 | 68 | 3 | 46 | 3 | 53 | 3 | 62 | 4 | 54 | 4 | 72 | 4 | 63 |
| 3 | 21 | 3 | 30 | 3 | 40 | 4 | 36 | 4 | 40 | 4 | 49 | 5 | 46 | 6 | 68 | 5 | 54 |
| 4 | 16 | 4 | 22 | 4 | 28 | 5 | 30 | 5 | 33 | 5 | 40 | 6 | 40 | 8 | 52 | 6 | 48 |
| 5 | 13 | 5 | 18 | 5 | 24 | 6 | 26 | 6 | 30 | 6 | 34 | 8 | 31 | 8 | 33 | ||
| 6 | 20 | 8 | 22 | 8 | 26 | 10 | 24 | 10 | 30 | ||||||||
| 10 | 22 | ||||||||||||||||
elctricvs.ru
Električni otpor je jedna od najvažnijih karakteristika nihroma. Određuje ga mnogo faktora, a posebno električni otpor nihroma ovisi o veličini žice ili trake, razredu legure. Opšta formula za aktivni otpor je: R = ρ l / S R - aktivni električni otpor (Ohm), ρ - električni otpor (Ohm mm), l - dužina provodnika (m), S - površina poprečnog presjeka (mm2)
Za racionalizaciju ovog rada pri korištenju nihromske spirale za napon od 220 V, predlažem korištenje podataka datih u tabeli, na osnovu toga da je otpornost nihroma = (Ohm mm2 / m) C. Uz njegovu pomoć možete brzo odrediti dužinu zavoja namotaja do zavoja, ovisno o debljini nihrom žice i promjeru šipke na koju je namotana nihromska spirala. Nije teško preračunati dužinu nihromske spirale na drugi napon koristeći jednostavnu matematičku proporciju.
Na primjer, potrebno je odrediti dužinu nihrom spirale za napon od 380 V iz žice debljine 0,3 mm, šipke za namotaje Ø 4 mm. Tabela pokazuje da će dužina takve spirale za napon od 220 V biti 22 cm. Napravimo jednostavan omjer: 220 V - 22 cm 380 V - X cm tada: X = 380 22 / 220 = 38 cm Nakon što ste namotali nihromsku spiralu, spojite je bez rezanja na izvor napona i uvjerite se da je namotaj ispravan. Za zatvorene spirale, dužina namotaja se povećava za 1/3 vrijednosti date u tabeli. Ova tabela prikazuje teorijsku težinu 1 metra nihrom žice i trake. Razlikuje se ovisno o veličini proizvoda.
|
www.metotech.ru
| Proračun grijaćih elemenata Primjer izračuna. Dato: U=220V, t=700°C, tip H20N80, d=0,5mm-----------L,P-?odgovara S = 0,196 mm², a struja na 700°C I = 5.2 A. Tip legure X20H80 je nihrom, čiji je specifični otpor ρ = 1,11 μOhm m. Određujemo otpor R = U / I = 220 / 5,2 = 42,3 Ohm. Odavde izračunavamo dužinu žice: L = RS / ρ = 42,3 0,196 / 1,11 = 7,47 m Određujemo snagu grijača: P = U I = 220 5,2 = 1,15 kW . Prilikom namotavanja spirale uočava se sljedeći odnos: D=(7÷10 )d, gdje je D prečnik spirale, mm, d je prečnik žice, mm Napomena: - ako su grijači unutar zagrijane tekućine, onda se opterećenje (struja) može povećati za 1,1- 1,5 puta; - u zatvorenoj verziji grijača, struju treba smanjiti za 1,2-1,5 puta. Za deblju žicu uzima se manji koeficijent, za tanku veći. Za prvi slučaj, koeficijent je izabran upravo suprotno. Napraviću rezervu: govorimo o pojednostavljenom proračunu grijaćeg elementa. Možda će nekome trebati tabela vrijednosti električnog otpora za 1 m nihrom žice, kao i njena težina Tabela 1. Dozvoljena jačina struje nihrom žice pri normalnoj temperaturi
|
||||||||
www.elektrikii.ru
Prilikom namotavanja nihrom spirale za grijaće elemente, operacija se često izvodi pokušajima i pogreškama, a zatim se na spiralu primjenjuje napon i zagrijavanjem nihrom žice, niti odabiru potreban broj zavoja.
Obično takav postupak traje dugo, a nihrom gubi svoje karakteristike s višestrukim pregibima, što dovodi do brzog izgaranja na mjestima deformacije. U najgorem slučaju, otpad od nihroma se dobija iz poslovnog nihroma.
Uz njegovu pomoć možete precizno odrediti dužinu zavoja do zavoja. U zavisnosti od Ø nihrom žice i Ø šipke na koju je namotana nihrom spirala. Nije teško preračunati dužinu nihromske spirale na drugi napon koristeći jednostavnu matematičku proporciju.
Dužina nihrom spirale zavisi od prečnika nihroma i prečnika štapa
|
Ø nihrom 0,2 mm |
Ø nihrom 0,3 mm | nihrom 0,4 mm | Ø nihrom 0,5 mm | Ø nihrom 0,6 mm | Ø nihrom 0,7 mm | ||||||
| Ø šipke, mm | dužina spirale, cm |
Ø šipka, mm |
dužina spirale, cm |
Ø šipka, mm |
dužina spirale, cm |
Ø šipka, mm |
dužina spirale, cm |
Ø šipka, mm |
dužina spirale, cm |
Ø šipka, mm |
dužina spirale, cm |
| 1,5 | 49 | 1,5 | 59 | 1,5 | 77 | 2 | 64 | 2 | 76 | 2 | 84 |
| 2 | 30 | 2 | 43 | 2 | 68 | 3 | 46 | 3 | 53 | 3 | 64 |
| 3 | 21 | 3 | 30 | 3 | 40 | 4 | 36 | 4 | 40 | 4 | 49 |
| 4 | 16 | 4 | 22 | 4 | 28 | 5 | 30 | 5 | 33 | 5 | 40 |
| 5 | 13 | 5 | 18 | 5 | 24 | 6 | 26 | 6 | 30 | 6 | 34 |
| 6 | 20 | 8 | 22 | 8 | 26 | ||||||
Na primjer, potrebno je odrediti dužinu nihromske spirale za napon od 380 V iz žice Ø 0,3 mm, šipke za namotaje Ø 4 mm. Tabela pokazuje da će dužina takve spirale za napon od 220 V biti 22 cm. Napravimo jednostavan omjer:
220 V - 22 cm
380 V - X cm
onda:
X = 380 22 / 220 = 38 cm
Nakon što ste namotali nihromsku spiralu, spojite je bez rezanja na izvor napona i uvjerite se da je namotaj ispravan. Za zatvorene spirale, dužina namotaja se povećava za 1/3 vrijednosti date u tabeli.
Proračun električnih grijaćih elemenata od nihrom žice
Dužina nihrom žice za proizvodnju spirale određuje se na osnovu potrebne snage.
Primjer: Odredite dužinu nihrom žice za grijaći element pločica sa snagom P= 600 W at U mreže = 220 V.
Rješenje:
1) I=P/U= 600/220 = 2,72 A
2) R = U/I= 220 / 2,72 = 81 ohma
3) Na osnovu ovih podataka (vidi tabelu 1), vršimo odabir d=0,45; S=0,159
zatim dužina nihroma
l = SR / ρ\u003d 0,159 81 / 1,1 \u003d 11,6 m
Gdje l- dužina žice (m)
S- presek žice (mm 2)
R- otpor žice (Ohm)
ρ - otpornost (za nihrom ρ=1,0÷1,2 Ohm mm 2 /m)
| Dozvoljena struja (l), A | |||||||
| Ø nihrom na 700 °C , mm |
0,17 |
0,45 |
0,55 |
0,65 Pogodno je i isplativo kupiti nihromsku spiralu u kompaniji PARTAL - online naručivanje Isporuka narudžbi u Rusiji, Kazahstanu i Bjelorusiji |
U praksi kućnog majstora potrebno je popraviti ili dizajnirati uređaje za grijanje. To mogu biti razne peći, grijači, lemilice i rezači. Najčešće se za to koriste spirale ili nihrom žica. Glavni zadatak u ovom slučaju je odrediti dužinu i poprečni presjek materijala. U ovom članku ćemo govoriti o tome kako izračunati dužinu nihrom žice ili spirale iz snage, otpora i temperature.
Osnovne informacije i marke nihroma
Nihrom je legura nikla i hroma sa dodatkom mangana, silicijuma, gvožđa, aluminijuma. Za ovaj materijal parametri ovise o specifičnom omjeru tvari u leguri, ali u prosjeku leže unutar:
- specifični električni otpor - 1,05-1,4 Ohm * mm 2 / m (ovisno o marki legure);
- temperaturni koeficijent otpora - (0,1-0,25) 10 −3 K −1;
- radna temperatura - 1100 °C;
- tačka topljenja - 1400°C;
U tabelama se otpornost često daje u μOhm * m (ili 10 -6 Ohm * m) - numeričke vrijednosti su iste, razlika je u dimenzijama.
Trenutno postoje dvije najčešće marke nihrom žice:
- X20H80. Sastoji se od 74% nikla i 23% hroma, kao i 1% gvožđa, silicijuma i mangana. Provodnici ove marke mogu se koristiti na temperaturama do 1250 ᵒ C, talište - 1400 ᵒ C. Takođe ima povećan električni otpor. Legura se koristi za proizvodnju elemenata grijaćih uređaja. Otpornost - 1,03-1,18 μOhm m;
- X15H60. Sastav: 60% nikal, 25% gvožđe, 15% hrom. Radna temperatura nije veća od 1150 ᵒ S. Temperatura topljenja je 1390 ᵒ S. Sadrži više gvožđa, što povećava magnetna svojstva legure i povećava njenu otpornost na koroziju.
Saznat ćete više o ocjenama i svojstvima ovih legura iz GOST 10994-74, GOST 8803-89, GOST 12766.1-90 i drugih.
Kao što je već spomenuto, nihrom žica se koristi svuda gdje je to potrebno. grijaćih elemenata. Visoka otpornost i tačka topljenja omogućavaju korištenje nihroma kao osnove za različite grijaće elemente, od kotlića ili sušila za kosu do muflne peći.
Metode proračuna
Otporom
Hajde da shvatimo kako izračunati dužinu nihrom žice u smislu snage i otpora. Proračun počinje određivanjem potrebne snage. Zamislimo da nam je potrebna nihromska nit za lemilo male veličine snage 10 vati, koje će raditi iz napajanja od 12 V. Za to imamo žicu prečnika 0,12 mm.
Najjednostavniji izračun dužine nihroma u smislu snage bez uzimanja u obzir grijanja izvodi se na sljedeći način:
Odredimo jačinu struje:
I=P/U=10/12=0,83A
Proračun otpora nihrom žice vrši se prema:
R=U/I=12/0.83=14.5 Ohm
Dužina žice je:
l=SR/ ρ ,
gdje je S površina presjek, ρ – otpornost.
Ili sa ovom formulom:
l= (Rπd2)/4 ρ
L=(14,5*3,14*0,12^2)/4*1,1=0,149m=14,9cm
Isto se može preuzeti iz GOST 12766.1-90 tab. 8, gdje je naznačena vrijednost od 95,6 Ohm / m, ako je ponovo izračunate, dobit ćete gotovo istu stvar:
L=R potrebno / R stol = 14,4 / 95,6 = 0,151m = 15,1cm
Za grijač od 10 vati koji se napaja na 12 V, potrebno vam je 15,1 cm.
Ako trebate izračunati broj zavoja spirale kako biste je uvijali od nihrom žice ove dužine, upotrijebite sljedeće formule:
Dužina jednog okreta:
Broj okreta:
N=L/(π(D+d/2)),
gdje su L i d dužina i prečnik žice, D je prečnik šipke na koju će spirala biti namotana.
Pretpostavimo da namotamo nihrom žicu na šipku promjera 3 mm, a zatim izvršimo proračune u milimetrima:
N=151/(3,14(3+0,12/2))=15,71 okreta
Ali u isto vrijeme, mora se uzeti u obzir da li je nihrom takvog poprečnog presjeka uopće sposoban izdržati ovu struju. Detaljne tabele za određivanje maksimalno dozvoljene struje na određenoj temperaturi za određene sekcije date su u nastavku. Jednostavnim riječima- određujete na koliko stupnjeva žica treba zagrijati i birate njen poprečni presjek za nazivnu struju.
Također imajte na umu da ako je grijač unutar tekućine, tada se struja može povećati za 1,2-1,5 puta, a ako je u skučenom prostoru, onda obrnuto - smanjiti.
Po temperaturi
Problem sa gornjim proračunom je što otpor hladnog namotaja izračunavamo prema prečniku nihrom filamenta i njegovoj dužini. Ali to zavisi od temperature, a pritom je potrebno uzeti u obzir pod kojim uslovima će to biti moguće postići. Ako je za rezanje pjene ili za grijač takav proračun još uvijek primjenjiv, onda će za peć za mufle biti pregrub.
Navedimo primjer nihromskih proračuna za peć.
Prvo se odredi njegova zapremina, recimo 50 litara, zatim se odredi snaga, za to postoji pravilo:
- do 50 litara - 100W / l;
- 100-500 litara - 50-70 W / l.
Onda u našem slučaju:
I=5000/220=22,7 A
R=220/22,7=9,7 oma
Za 380V pri povezivanju spirala sa zvijezdom, proračun će biti sljedeći.
Snagu dijelimo u 3 faze:
Pf=5/3=1,66 kW po fazi
Kada je spojen u zvijezdu, na svaku granu se primjenjuje 220V (fazni napon, može se razlikovati ovisno o vašoj električnoj instalaciji), tada je struja:
I=1660/220=7,54 A
Otpor:
R=220/7,54=29,1 oma
Za trokutnu vezu izračunavamo iz linearnog napona od 380V:
I=1660/380=4,36 A
R=380/4,36=87,1 oma
Za određivanje promjera uzima se u obzir specifična površinska snaga grijača. Izračunavamo dužinu, uzimamo otpor iz tabele. 8. GOST 12766.1-90, ali prvo odredimo prečnik.
Da biste izračunali specifičnu površinsku snagu peći, koristite formulu.
Bef (ovisno o površini koja prima toplinu) i a (koeficijent efikasnosti zračenja) se biraju prema sljedećim tabelama.
Dakle, da zagrejemo peć na 1000 stepeni, uzmimo temperaturu spirale na 1100 stepeni, zatim prema tabeli selekcije V eff biramo vrednost od 4,3 W / cm 2, a prema tabeli odabira koeficijenta a - 0.2.
V add \u003d V ef * a = 4,3 * 0,2 = 0,86 W / cm 2 = 0,86 * 10 ^ 4 W / m 2
Prečnik se određuje po formuli:
p t - specifična otpornost materijala grijača pri datom t, određena prema GOST 12766.1, tabela 9 (dato u nastavku).
Za nihrom H80N20 - 1.025
p t \u003d p 20 * p 1000 \u003d 1,13 * 10 ^ 6 * 1,025 \u003d 1,15 * 10 ^ 6 Ohm / mm
Zatim, za spajanje na trofaznu mrežu prema shemi "Star":
Dužina se izračunava po formuli:
Provjerimo vrijednosti:
L=R/(p*k)=29,1/(0,82*1,033)=34m
Vrijednosti se razlikuju zbog visoke temperature zavojnice, provjera ne uzima u obzir niz faktora. Stoga ćemo uzeti za dužinu 1 spirale - 42 m, a zatim za tri spirale treba vam 126 metara nihroma 1,3 mm.
Zaključak
- uslovi životne sredine;
- lokacija grijaćih elemenata;
- temperatura spirale;
- temperatura na koju se površina mora zagrijati i drugi faktori.
Čak se i gornji proračun, uprkos svojoj složenosti, ne može nazvati dovoljno tačnim. Budući da je proračun grijaćih elemenata kontinuirana termodinamika i može se navesti niz drugih faktora koji utiču na njegove rezultate, na primjer, toplinska izolacija peći i tako dalje.
U praksi, nakon procijenjenih proračuna, spirale se dodaju ili uklanjaju ovisno o dobivenom rezultatu ili se za podešavanje koriste temperaturni senzori i uređaji.
materijala
Ako kućni majstor Zbog prirode posla koji obavlja neophodna je muflna peć, on, naravno, može kupiti gotov uređaj u trgovini ili putem oglasa. Međutim, takva fabrički napravljena oprema je veoma skupa. Stoga se mnogi majstori sami bave proizvodnjom takvih peći.
Glavna "radna jedinica" električne muflne peći je grijač, koji se u zanatskoj proizvodnji obično izrađuje u obliku spirale od posebne žice visokog otpora i toplinske efikasnosti. Njegove karakteristike moraju striktno odgovarati snazi opreme koja se stvara, očekivanim temperaturnim uvjetima rada, a također ispunjavati i neke druge zahtjeve. Ako je planirano nezavisna proizvodnja uređaja, preporučujemo korištenje algoritma predloženog u nastavku i praktičnih kalkulatora za izračunavanje grijača peći za mufle.
Izračun zahtijeva određena objašnjenja, koja ćemo pokušati što jasnije iznijeti.
Algoritam i kalkulatori za izračunavanje grijača muflne peći
Od čega su napravljeni kalemovi za grijanje?
Za početak, samo nekoliko riječi o žici koja se koristi za namotavanje zavojnica za grijanje. Obično se u takve svrhe koristi nichrome ili fechral.
- Nichrome(od skraćenica nikal + hrom) najčešće je predstavljen legurama Kh20N80-N, Kh15N60 ili Kh15N60-N.
cijene muflnih peći
muflna peć
Ona dostojanstvo :
- visoka granica sigurnosti pri bilo kojoj temperaturi grijanja;
- plastična, laka za obradu, pogodna za zavarivanje;
- izdržljivost, otpornost na koroziju, nedostatak magnetnih kvaliteta.
Nedostaci :
- niže stope grijanja i termička stabilnost u poređenju sa Fechraleva.
- Fekhraleva(od skraćenica ferum, krom, aluminij) - u naše vrijeme češće se koristi materijal od legure Kh23Yu 5T.
Prednosti fehral:
- mnogo jeftiniji od nihroma, zbog čega je materijal uglavnom popularan;
- ima značajnije pokazatelje otpora i otpornog zagrevanja;
- visoka otpornost na toplotu.
Nedostaci :
- mala čvrstoća, pa čak i nakon jednokratnog zagrijavanja preko 1000 stepeni - izražena krhkost spirale;
- izuzetna izdržljivost;
- prisustvo magnetnih kvaliteta, podložnost koroziji zbog prisustva gvožđa u sastavu;
- nepotrebna hemijska aktivnost - može da reaguje sa materijalom šamotne obloge peći;
- preterano velika termička linearna ekspanzija.
Svaki od majstora može slobodno odabrati bilo koji od navedenih materijala, analizirajući njihove prednosti i nedostatke. Algoritam proračuna uzima u obzir karakteristike takvog izbora.
Korak 1 - određivanje snage peći i jačine struje koja prolazi kroz grijač.
Da ne bi ulazili u nepotrebno dato U slučaju detalja, odmah ćemo reći da postoje empirijski standardi usklađenostivolumenradna komora muflne peći i njena moć. Oni su prikazani u tabeli ispod:
Ako postoje skice dizajna budućeg uređaja, tada je volumen komore prigušivača lako odrediti - proizvod visine, širine i dubine. Zatim se volumen pretvara u litre i množi s preporučenim stopama snage navedenim u tabeli. Tako dobijamo snagu peći u vatima.
Vrijednosti tablice su u nekim rasponima, pa koristite interpolaciju ili uzmite približnu prosječnu vrijednost.
Pronađena snaga, s poznatim mrežnim naponom (220 volti), omogućava vam da odmah odredite jačinu struje koja će proći kroz grijaći element.
I=P/U.
I- jačina struje.
R– gore utvrđenu snagu muflne peći;
U- napon napajanja.
Cijeli ovaj prvi korak proračuna može se obaviti vrlo jednostavno i brzo uz pomoć kalkulatora: sve tabelarne vrijednosti su već unesene u program za proračun.
Kalkulator snage i struje muflne peći kroz grijač
Vrlo često, ako želite napraviti ili popraviti grijač uradi sam električne peći, osoba ima mnogo pitanja. Na primjer, koji promjer uzeti žicu, koja bi trebala biti njena dužina ili koja se snaga može dobiti pomoću žice ili trake sa datim parametrima, itd. Uz pravi pristup rješavanju ovog problema, potrebno je uzeti u obzir dosta parametara, na primjer, jačinu struje koja prolazi kroz grijač, radna temperatura, vrsta električne mreže i drugo.Ovaj članak pruža referentne podatke o materijalima koji se najčešće koriste u proizvodnji grijača. električne pećnice, kao i metodologiju i primjere njihovog proračuna (proračun grijača za električne peći).
Grijači. Materijali za proizvodnju grijača
Direktno grijač- jedan od mnogih važnih elemenata peći, on je taj koji grije, ima najvišu temperaturu i određuje performanse instalacije grijanja u cjelini. Stoga grijači moraju ispunjavati niz zahtjeva, koji su navedeni u nastavku.Zahtjevi za grijače
Osnovni zahtjevi za grijače (materijal grijača):- Grijači moraju imati dovoljnu otpornost na toplinu (otpornost na skaliranje) i otpornost na toplinu. Otpornost na toplinu - mehanička čvrstoća pri visoke temperature. Otpornost na toplinu - otpornost metala i legura na plinsku koroziju na visokim temperaturama (svojstva otpornosti na toplinu i otpornost na toplinu detaljnije su opisana na stranici).
- Heater u električnoj peći moraju biti izrađene od materijala visoke električne otpornosti. razgovor običan jezikŠto je veći električni otpor materijala, to se više zagrijava. Stoga, ako uzmete materijal s manjim otporom, onda vam je potreban grijač veće dužine i manjeg poprečnog presjeka. U peć se ne može uvijek staviti dovoljno dugačak grijač. Treba uzeti u obzir i to što je veći promjer žice od koje je grijač napravljen, duži je njegov vijek trajanja . Primeri materijala sa visokim električnim otporom su legure hrom-nikl, legure gvožđa-hrom-aluminijuma, koje su precizne legure sa visokim električnim otporom.
- Niskotemperaturni koeficijent otpora je bitan faktor pri odabiru materijala za grijač. To znači da kada se temperatura promijeni, električni otpor materijala grijač ne menja mnogo. Ako je temperaturni koeficijent električnog otpora veliki, za uključivanje peći u hladnom stanju potrebno je koristiti transformatore koji u početku daju smanjen napon.
- Fizička svojstva materijala grijača moraju biti konstantna. Neki materijali, kao što je karborund, koji je nemetalni grijač, mogu vremenom promijeniti svoja svojstva. fizička svojstva, posebno električni otpor, što komplikuje uslove njihovog rada. Za stabilizaciju električnog otpora koriste se transformatori s velikim brojem koraka i rasponom napona.
- metalni materijali moraju imati dobra tehnološka svojstva, i to: duktilnost i zavarljivost, kako bi se mogli koristiti za izradu žica, traka, a od trake - grijaći elementi složene konfiguracije. Također grijalice mogu se napraviti od nemetala. Nemetalni grijači se presuju ili oblikuju u gotov proizvod.
Materijali za proizvodnju grijača
Najprikladniji i najkorišteniji u proizvodnji grijača za električne peći su precizne legure sa visokim električnim otporom. To uključuje legure na bazi hroma i nikla ( hrom-nikl), gvožđe, hrom i aluminijum ( gvožđe-hrom-aluminijum). O klasama i svojstvima ovih legura raspravlja se u „Precizne legure. Ocjene». Predstavnici legura hrom-nikl su razreda Kh20N80, Kh20N80-N (950-1200 °C), Kh15N60, Kh15N60-N (900-1125 °S), željezo-hromoaluminij - razreda Kh23Yu5T (950-1200 °C), Kh23Yu5T (900-1125 °C). 950-1350 °S), X23Yu5 (950-1200 °C), X15Yu5 (750-1000 °C). Postoje i legure gvožđa-hrom-nikl - Kh15N60Yu3, Kh27N70YuZ.Gore navedene legure imaju dobru otpornost na toplinu i otpornost na toplinu, tako da mogu raditi na visokim temperaturama. dobro otpornost na toplotu pruža zaštitni film od krom oksida koji se stvara na površini materijala. Temperatura topljenja filma je viša od temperature topljenja same legure; ne puca pri zagrijavanju i hlađenju.
Hajde da donesemo komparativna karakteristika nihrom i fechral.
Prednosti nihroma:
- dobra mehanička svojstva na niskim i visokim temperaturama;
- legura je otporna na puzanje;
- ima dobra tehnološka svojstva - duktilnost i zavarljivost;
- dobro obrađeno;
- ne stari, nemagnetno.
- visoka cijena nikla - jedne od glavnih komponenti legure;
- niže radne temperature u odnosu na Fechral.
- jeftinija legura u odnosu na nihrom, tk. ne sadrži ;
- ima bolju otpornost na toplinu od nihroma, na primjer, Fechral X23Yu5T može raditi na temperaturama do 1400 ° C (1400 ° C je maksimalna radna temperatura za grijač od žice Ø 6,0 mm ili više; Ø 3,0 - 1350 ° C; Ø 1,0 - 1225 °S, Ø 0,2 - 950 °S).
- lomljiva i lomljiva legura, ova negativna svojstva su posebno izražena nakon što je legura bila na temperaturi većoj od 1000°C;
- jer fechral ima željezo u svom sastavu, tada je ova legura magnetna i može hrđati u vlažnoj atmosferi na normalnim temperaturama;
- ima nisku otpornost na puzanje;
- stupa u interakciju s šamotnom oblogom i željeznim oksidima;
- Fechral grijači se značajno izdužuju tokom rada.
Nedavno su razvijene legure tipa Kh15N60Yu3 i Kh27N70YuZ; sa dodatkom 3% aluminijuma, što je značajno poboljšalo toplotnu otpornost legura, a prisustvo nikla je praktično eliminisalo nedostatke legura gvožđe-hrom-aluminijum. Legure Kh15N60YuZ, Kh27N60YUZ ne stupaju u interakciju sa šamotom i oksidima željeza, prilično su dobro obrađene, mehanički jake, nisu lomljive. Maksimalna radna temperatura legure X15N60YUZ je 1200 °C.
Osim gore navedenih legura na bazi nikla, hroma, željeza, aluminija, za proizvodnju grijača koriste se i drugi materijali: vatrostalni metali, kao i nemetali.
Od nemetala za proizvodnju grijača koriste se karborund, molibden disilicid, ugalj i grafit. Karborund i molibden disilicidni grijači se koriste u visokotemperaturnim pećima. U pećima sa zaštitnom atmosferom koriste se ugljični i grafitni grijači.
Od vatrostalnih materijala, tantal i niobij se mogu koristiti kao grijači. U visokotemperaturnim pećima vakuuma i zaštitne atmosfere, molibdenski grijači I volfram. Molibdenski grijači mogu raditi do temperature od 1700 °C u vakuumu i do 2200 °C u zaštitnoj atmosferi. Ova temperaturna razlika nastaje zbog isparavanja molibdena na temperaturama iznad 1700 °C u vakuumu. Volframovi grijači mogu raditi do 3000 °C. U posebnim slučajevima koriste se grijači od tantala i niobija.
Proračun grijača električnih peći
Obično su ulazni podaci za snagu koju grijači moraju obezbijediti, maksimalnu temperaturu koja je potrebna za implementaciju odgovarajućeg tehnološki proces(kaljenje, kaljenje, sinterovanje itd.) i dimenzije radnog prostora električne peći. Ako snaga peći nije podešena, onda se može odrediti po pravilu. Prilikom proračuna grijača potrebno je dobiti prečnik i dužinu (za žicu) ili površinu poprečnog presjeka i dužinu (za traku), koji su potrebni za proizvodnja grijača.Također je potrebno odrediti materijal od kojeg ćete napraviti grijalice(ova stavka se ne razmatra u članku). U ovom članku, kao materijal za grijače, razmatra se precizna legura nikl-krom visoke električne otpornosti, koja je jedna od najpopularnijih u proizvodnji grijaćih elemenata.
Određivanje promjera i dužine grijača (nihrom žice) za datu snagu peći (jednostavan proračun)
Možda i najviše jednostavna opcija proračun grijača od nihroma je izbor prečnika i dužine pri datoj snazi grejača, napona napajanja mreže, kao i temperature koju će grejač imati. Uprkos jednostavnosti proračuna, on ima jednu osobinu na koju ćemo obratiti pažnju u nastavku.Primjer izračuna promjera i dužine grijaćeg elementa
Početni podaci:
Snaga uređaja P
= 800 W; mrežni napon U
= 220 V; temperatura grijača 800 °C. Nihrom žica X20H80 se koristi kao grijaći element.
1. Prvo morate odrediti jačinu struje koja će proći kroz grijaći element:
I=P/U
\u003d 800 / 220 \u003d 3,63 A.
2. Sada morate pronaći otpor grijača:
R=U/I
= 220 / 3,63 = 61 ohma;
3. Na osnovu vrijednosti dobijene u stavu 1. struje koja prolazi nihrom grijač, morate odabrati prečnik žice. I ovaj trenutak je važan. Ako se, na primjer, pri jakosti struje od 6 A koristi nikromska žica promjera 0,4 mm, tada će izgorjeti. Stoga, nakon izračunavanja jačine struje, potrebno je odabrati odgovarajuću vrijednost prečnika žice iz tabele. U našem slučaju, za jačinu struje od 3,63 A i temperaturu grijača od 800 ° C, odabiremo nihromsku žicu promjera d = 0,35 mm i površina poprečnog presjeka S \u003d 0,096 mm 2.
Opšte pravilo izbor prečnika žice može se formulirati na sljedeći način: potrebno je odabrati žicu čija dopuštena jačina struje nije manja od izračunate jakosti struje koja prolazi kroz grijač. Da biste uštedjeli materijal grijača, trebali biste odabrati žicu s najbližom višom (od izračunate) dopuštenom strujom.
Tabela 1
| Prečnik, mm | Površina poprečnog presjeka nihrom žice, mm 2 | Temperatura grijanja nihrom žice, °C | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 200 | 400 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | ||
| Maksimalna dozvoljena struja, A | ||||||||
| 5 | 19,6 | 52 | 83 | 105 | 124 | 146 | 173 | 206 |
| 4 | 12,6 | 37,0 | 60,0 | 80,0 | 93,0 | 110,0 | 129,0 | 151,0 |
| 3 | 7,07 | 22,3 | 37,5 | 54,5 | 64,0 | 77,0 | 88,0 | 102,0 |
| 2,5 | 4,91 | 16,6 | 27,5 | 40,0 | 46,6 | 57,5 | 66,5 | 73,0 |
| 2 | 3,14 | 11,7 | 19,6 | 28,7 | 33,8 | 39,5 | 47,0 | 51,0 |
| 1,8 | 2,54 | 10,0 | 16,9 | 24,9 | 29,0 | 33,1 | 39,0 | 43,2 |
| 1,6 | 2,01 | 8,6 | 14,4 | 21,0 | 24,5 | 28,0 | 32,9 | 36,0 |
| 1,5 | 1,77 | 7,9 | 13,2 | 19,2 | 22,4 | 25,7 | 30,0 | 33,0 |
| 1,4 | 1,54 | 7,25 | 12,0 | 17,4 | 20,0 | 23,3 | 27,0 | 30,0 |
| 1,3 | 1,33 | 6,6 | 10,9 | 15,6 | 17,8 | 21,0 | 24,4 | 27,0 |
| 1,2 | 1,13 | 6,0 | 9,8 | 14,0 | 15,8 | 18,7 | 21,6 | 24,3 |
| 1,1 | 0,95 | 5,4 | 8,7 | 12,4 | 13,9 | 16,5 | 19,1 | 21,5 |
| 1,0 | 0,785 | 4,85 | 7,7 | 10,8 | 12,1 | 14,3 | 16,8 | 19,2 |
| 0,9 | 0,636 | 4,25 | 6,7 | 9,35 | 10,45 | 12,3 | 14,5 | 16,5 |
| 0,8 | 0,503 | 3,7 | 5,7 | 8,15 | 9,15 | 10,8 | 12,3 | 14,0 |
| 0,75 | 0,442 | 3,4 | 5,3 | 7,55 | 8,4 | 9,95 | 11,25 | 12,85 |
| 0,7 | 0,385 | 3,1 | 4,8 | 6,95 | 7,8 | 9,1 | 10,3 | 11,8 |
| 0,65 | 0,342 | 2,82 | 4,4 | 6,3 | 7,15 | 8,25 | 9,3 | 10,75 |
| 0,6 | 0,283 | 2,52 | 4 | 5,7 | 6,5 | 7,5 | 8,5 | 9,7 |
| 0,55 | 0,238 | 2,25 | 3,55 | 5,1 | 5,8 | 6,75 | 7,6 | 8,7 |
| 0,5 | 0,196 | 2 | 3,15 | 4,5 | 5,2 | 5,9 | 6,75 | 7,7 |
| 0,45 | 0,159 | 1,74 | 2,75 | 3,9 | 4,45 | 5,2 | 5,85 | 6,75 |
| 0,4 | 0,126 | 1,5 | 2,34 | 3,3 | 3,85 | 4,4 | 5,0 | 5,7 |
| 0,35 | 0,096 | 1,27 | 1,95 | 2,76 | 3,3 | 3,75 | 4,15 | 4,75 |
| 0,3 | 0,085 | 1,05 | 1,63 | 2,27 | 2,7 | 3,05 | 3,4 | 3,85 |
| 0,25 | 0,049 | 0,84 | 1,33 | 1,83 | 2,15 | 2,4 | 2,7 | 3,1 |
| 0,2 | 0,0314 | 0,65 | 1,03 | 1,4 | 1,65 | 1,82 | 2,0 | 2,3 |
| 0,15 | 0,0177 | 0,46 | 0,74 | 0,99 | 1,15 | 1,28 | 1,4 | 1,62 |
| 0,1 | 0,00785 | 0,1 | 0,47 | 0,63 | 0,72 | 0,8 | 0,9 | 1,0 |
Bilješka :
- ako su grijači unutar zagrijane tekućine, tada se opterećenje (dozvoljena struja) može povećati za 1,1 - 1,5 puta;
- kada su grijači zatvoreni (na primjer, u komornim električnim pećima), potrebno je smanjiti opterećenje za 1,2 - 1,5 puta (manji koeficijent se uzima za deblju žicu, veći za tanku).
R = ρ l/S ,
Gdje R - električni otpor provodnika (grijača) [Ohm], ρ - električna otpornost materijala grijača [Ohm mm 2 / m], l - dužina provodnika (grijača) [mm], S - površina poprečnog presjeka provodnika (grijača) [mm 2 ].
Tako dobijamo dužinu grijača:
l = R S / ρ
\u003d 61 0,096 / 1,11 \u003d 5,3 m.
U ovom primjeru, kao grijač se koristi nihrom žica Ø 0,35 mm. U skladu sa „Žica od preciznih legura sa visokim električnim otporom. Specifikacije" nominalna vrijednost električne otpornosti nihrom žice marke Kh20N80 je 1,1 Ohm mm 2 / m ( ρ \u003d 1,1 Ohm mm 2 / m), vidi tabelu. 2.
Rezultat proračuna je potrebna dužina nihrom žice, koja je 5,3 m, prečnik - 0,35 mm.
tabela 2
Određivanje prečnika i dužine grijača (nihrom žice) za datu peć (detaljan proračun)
Izračun prikazan u ovom paragrafu je složeniji od prethodnog. Ovdje ćemo uzeti u obzir dodatne parametre grijača, pokušat ćemo shvatiti opcije za spajanje grijača na trofaznu strujnu mrežu. Proračun grijača će se izvršiti na primjeru električne peći. Neka su početni podaci unutrašnje dimenzije peći.1. Prvo što treba uraditi je izračunati zapreminu komore unutar pećnice. U ovom slučaju, uzmimo h = 490 mm, d = 350 mm i l = 350 mm (visina, širina i dubina, respektivno). Tako dobijamo volumen V = h d l \u003d 490 350 350 \u003d 60 10 6 mm 3 \u003d 60 l (mjera zapremine).
2. Zatim morate odrediti snagu koju bi peć trebala dati. Snaga se mjeri u vatima (W) i određuje se pomoću pravilo: za električnu pećnicu zapremine 10 - 50 litara, specifična snaga je 100 W / l (Vati po litri zapremine), sa zapreminom od 100 - 500 litara - 50 - 70 W / l. Uzmimo specifičnu snagu od 100 W/l za razmatranu peć. Dakle, snaga električnog grijača peći bi trebala biti P \u003d 100 60 \u003d 6000 W \u003d 6 kW.
Treba napomenuti da sa snagom od 5-10 kW grijalice obično se izrađuju u jednoj fazi. Pri velikim snagama, za ravnomjerno opterećenje mreže, grijači se izrađuju trofazni.
3. Zatim morate pronaći jačinu struje koja prolazi kroz grijač I=P/U , Gdje P - snaga grejača, U - napon na grijaču (između njegovih krajeva) i otpor grijača R=U/I .
Možda postoji dvije opcije za spajanje na električnu mrežu:
- na kućnu jednofaznu strujnu mrežu - tada U = 220 V;
- na industrijsku mrežu trofazne struje - U = 220 V (između neutralne žice i faze) ili U = 380 V (između bilo koje dvije faze).
I=P/U
\u003d 6000 / 220 \u003d 27,3 A - struja koja prolazi kroz grijač.
Zatim je potrebno odrediti otpor grijača peći.
R=U/I
\u003d 220 / 27,3 \u003d 8,06 oma.
Slika 1 Grijač žice u mreži jednofazne struje
Željene vrijednosti prečnika žice i njene dužine biće određene u stavu 5. ovog stava.
Kod ovog tipa priključka opterećenje se ravnomjerno raspoređuje na tri faze, tj. 6 / 3 = 2 kW po fazi. Dakle, trebaju nam 3 grijača. Zatim morate odabrati način direktnog povezivanja grijača (opterećenja). Mogu postojati 2 načina: “ZVEZDA” ili “TROUGAO”.
Vrijedi napomenuti da su u ovom članku formule za izračunavanje trenutne snage ( I ) i otpor ( R ) za trofaznu mrežu nisu napisane u klasičnom obliku. Ovo je učinjeno kako se ne bi komplicirala prezentacija materijala o proračunu grijača električnim pojmovima i definicijama (na primjer, fazni i linearni naponi i struje i odnos između njih se ne spominju). Klasični pristup i formule za proračun trofaznih kola mogu se naći u stručnoj literaturi. U ovom članku neke matematičke transformacije izvršene na klasičnim formulama su skrivene od čitaoca, a to nema nikakvog utjecaja na konačni rezultat.
Prilikom povezivanja tipa “STAR” grijač je povezan između faze i nule (vidi sliku 2). U skladu s tim, napon na krajevima grijača će biti U
= 220 V.
I=P/U
\u003d 2000 / 220 \u003d 9,10 A.
R=U/I
= 220 / 9,10 = 24,2 oma.
Slika 2 Žičani grijač u trofaznoj strujnoj mreži. Povezivanje prema shemi "STAR".
Prilikom povezivanja tipa "TROKUTA" grijač je povezan između dvije faze (vidi sl. 3). U skladu s tim, napon na krajevima grijača će biti U
= 380 V.
Struja koja prolazi kroz grijač je
I=P/U
\u003d 2000 / 380 \u003d 5,26 A.
Otpor jednog grijača -
R=U/I
\u003d 380 / 5,26 \u003d 72,2 oma.
Slika 3 Žičani grijač u trofaznoj strujnoj mreži. Povezivanje prema shemi "TROKUT"
4. Nakon utvrđivanja otpora grijača sa odgovarajućim priključkom na električnu mrežu odaberite prečnik i dužinu žice.
Prilikom određivanja navedenih parametara potrebno je izvršiti analizu specifična površinska snaga grijača, tj. rasipanje snage po jedinici površine. Površinska snaga grijača ovisi o temperaturi zagrijanog materijala i o dizajnu grijača.
Primjer
Iz prethodnih proračunskih tačaka (vidi stav 3 ovog stava) znamo otpor grijača. Za rernu od 60 litara sa monofaznim priključkom jeste R
= 8,06 oma. Kao primjer, uzmite prečnik od 1 mm. Zatim, da bi se dobio potreban otpor, neophodno je l = R / str
\u003d 8,06 / 1,4 \u003d 5,7 m nihrom žice, gdje ρ
- nominalna vrijednost električnog otpora 1 m žice u [Ohm / m]. Masa ovog komada nihrom žice će biti m = l μ
\u003d 5,7 0,007 \u003d 0,0399 kg \u003d 40 g, gdje je μ
- težina 1 m žice. Sada je potrebno odrediti površinu komada žice dužine 5,7 m. S = l π d
\u003d 570 3,14 0,1 \u003d 179 cm 2, gdje je l
– dužina žice [cm], d
– prečnik žice [cm]. Dakle, 6 kW treba izdvojiti iz površine od 179 cm 2. Rješavajući jednostavnu proporciju, dobijamo da se snaga oslobađa iz 1 cm 2 β=P/S
\u003d 6000 / 179 \u003d 33,5 W, gdje je β
- površinska snaga grijača.
Rezultirajuća površinska snaga je previsoka. Heaterće se otopiti ako se zagrije na temperaturu koja bi dala dobijenu vrijednost površinske snage. Ova temperatura će biti viša od tačke topljenja materijala grijača.
Navedeni primjer je demonstracija pogrešnog izbora prečnika žice koja će se koristiti za izradu grijača. U stavu 5 ovog stava dat će se primjer pravilnog odabira prečnika.
Za svaki materijal, ovisno o potrebnoj temperaturi grijanja, određuje se dozvoljena vrijednost površinske snage. Može se odrediti pomoću posebnih tabela ili grafikona. U ovim proračunima se koriste tabele.
Za visokotemperaturne peći(na temperaturi većoj od 700 - 800 ° C) dozvoljena površinska snaga, W / m 2, jednaka je β dodati \u003d β eff α , Gdje β eff - površinska snaga grijača u zavisnosti od temperature medija za primanje topline [W/m 2 ], α je faktor efikasnosti zračenja. β eff je odabran prema tabeli 3, α - prema tabeli 4.
Ako pećnica na niskoj temperaturi(temperatura manja od 200 - 300 ° C), tada se dozvoljena površinska snaga može smatrati jednakom (4 - 6) · 10 4 W / m 2.
Tabela 3
| Temperatura površine koja prima toplinu, °C | β eff, W/cm 2 na temperaturi grijača, °S | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 800 | 850 | 900 | 950 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 | 1200 | 1250 | 1300 | 1350 | ||
| 100 | 6,1 | 7,3 | 8,7 | 10,3 | 12,5 | 14,15 | 16,4 | 19,0 | 21,8 | 24,9 | 28,4 | 36,3 | |
| 200 | 5,9 | 7,15 | 8,55 | 10,15 | 12,0 | 14,0 | 16,25 | 18,85 | 21,65 | 24,75 | 28,2 | 36,1 | |
| 300 | 5,65 | 6,85 | 8,3 | 9,9 | 11,7 | 13,75 | 16,0 | 18,6 | 21,35 | 24,5 | 27,9 | 35,8 | |
| 400 | 5,2 | 6,45 | 7,85 | 9,45 | 11,25 | 13,3 | 15,55 | 18,1 | 20,9 | 24,0 | 27,45 | 35,4 | |
| 500 | 4,5 | 5,7 | 7,15 | 8,8 | 10,55 | 12,6 | 14,85 | 17,4 | 20,2 | 23,3 | 26,8 | 34,6 | |
| 600 | 3,5 | 4,7 | 6,1 | 7,7 | 9,5 | 11,5 | 13,8 | 16,4 | 19,3 | 22,3 | 25,7 | 33,7 | |
| 700 | 2 | 3,2 | 4,6 | 6,25 | 8,05 | 10,0 | 12,4 | 14,9 | 17,7 | 20,8 | 24,3 | 32,2 | |
| 800 | - | 1,25 | 2,65 | 4,2 | 6,05 | 8,1 | 10,4 | 12,9 | 15,7 | 18,8 | 22,3 | 30,2 | |
| 850 | - | - | 1,4 | 3,0 | 4,8 | 6,85 | 9,1 | 11,7 | 14,5 | 17,6 | 21,0 | 29,0 | |
| 900 | - | - | - | 1,55 | 3,4 | 5,45 | 7,75 | 10,3 | 13 | 16,2 | 19,6 | 27,6 | |
| 950 | - | - | - | - | 1,8 | 3,85 | 6,15 | 8,65 | 11,5 | 14,5 | 18,1 | 26,0 | |
| 1000 | - | - | - | - | - | 2,05 | 4,3 | 6,85 | 9,7 | 12,75 | 16,25 | 24,2 | |
| 1050 | - | - | - | - | - | - | 2,3 | 4,8 | 7,65 | 10,75 | 14,25 | 22,2 | |
| 1100 | - | - | - | - | - | - | - | 2,55 | 5,35 | 8,5 | 12,0 | 19,8 | |
| 1150 | - | - | - | - | - | - | - | - | 2,85 | 5,95 | 9,4 | 17,55 | |
| 1200 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 3,15 | 6,55 | 14,55 | |
| 1300 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 7,95 | |
Tabela 4
Žičane spirale, poluzatvorene u žljebovima obloge
Žičane spirale na policama u cijevima
Žičani cik-cak (šip) grijači
Pretpostavimo da je temperatura grijača 1000 °C, a radni predmet želimo zagrijati na temperaturu od 700 °C. Zatim, prema tabeli 3, biramo β eff \u003d 8,05 W / cm 2, α = 0,2, β dodati \u003d β eff α \u003d 8,05 0,2 \u003d 1,61 W / cm 2 \u003d 1,61 10 4 W / m 2.
5. Nakon određivanja dozvoljene površinske snage grijača potrebno je pronađite njegov prečnik(za žičane grijače) ili širina i debljina(za grijače traka), kao i dužina.
Prečnik žice se može odrediti pomoću sledeće formule: d
- prečnik žice, [m]; P
- snaga grijača, [W]; U
- napon na krajevima grijača, [V]; β add
- dozvoljena površinska snaga grijača, [W/m 2 ]; ρt
- otpor materijala grijača na datoj temperaturi, [Ohm m].
ρ t = ρ 20 k
, Gdje ρ 20
- električna otpornost materijala grijača na 20 °C, [Ohm m] k
- korekcijski faktor za izračunavanje promjene električnog otpora u zavisnosti od temperature (za ).
Dužina žice se može odrediti sljedećom formulom:
l
- dužina žice, [m].
Odabiremo prečnik i dužinu žice nihrom H20N80. Specifični električni otpor materijala grijača je
ρ t = ρ 20 k
\u003d 1,13 10 -6 1,025 \u003d 1,15 10 -6 Ohm m.
Mreža jednofazne struje za domaćinstvo
Za štednjak od 60 litara priključen na kućnu jednofaznu strujnu mrežu, iz prethodnih koraka proračuna poznato je da je snaga peći P
\u003d 6000 W, napon na krajevima grijača - U
= 220 V, dozvoljena snaga površinskog grijača β add
\u003d 1,6 10 4 W / m 2. Onda dobijamo
Dobivena veličina se mora zaokružiti na najbliži veći standard. Standardne veličine za nihrom i fechral žicu se mogu naći u. Dodatak 2, tabela 8. U ovom slučaju, najbliži veliki standardne veličine je Ø 2,8 mm. Prečnik grejača d = 2,8 mm.
Dužina grejača l = 43 m.
Ponekad je potrebno odrediti i masu potrebne količine žice.
m = l μ
, Gdje m
- masa komada žice, [kg]; l
- dužina žice, [m]; μ
- specifična težina (masa 1 metra žice), [kg/m].
U našem slučaju, masa grijača m = l μ \u003d 43 0,052 \u003d 2,3 kg.
Ovaj proračun daje minimalni prečnik žice pri kojem se može koristiti kao grijač pod datim uvjetima.. Sa stanovišta uštede materijala, takav proračun je optimalan. U ovom slučaju može se koristiti i žica većeg prečnika, ali će se tada njena količina povećati.
Ispitivanje
Rezultati proračuna može se provjeriti na sledeći način. Dobijen je prečnik žice od 2,8 mm. Tada je dužina koja nam je potrebna
l = R / (ρ k)
\u003d 8,06 / (0,179 1,025) \u003d 43 m, gdje je l
- dužina žice, [m]; R
- otpor grijača, [Ohm]; ρ
- nominalna vrijednost električnog otpora 1 m žice, [Ohm/m]; k
- korekcijski faktor za izračunavanje promjene električnog otpora ovisno o temperaturi.
Ova vrijednost je ista kao i vrijednost dobivena drugim proračunom.
Sada je potrebno provjeriti da li površinska snaga grijača koji smo odabrali neće premašiti dopuštenu površinsku snagu, koja je pronađena u koraku 4. β=P/S \u003d 6000 / (3,14 4300 0,28) \u003d 1,59 W / cm 2. Primljena vrijednost β \u003d 1,59 W / cm 2 ne prelazi β add \u003d 1,6 W / cm 2.
Rezultati
Dakle, za grijač će biti potrebno 43 metra nihrom žice X20H80 promjera 2,8 mm, što je 2,3 kg.
Industrijska trofazna strujna mreža
Također možete pronaći promjer i dužinu žice potrebne za proizvodnju grijača peći povezanih na trofaznu strujnu mrežu.
Kao što je opisano u tački 3, svaki od tri grijača ima 2 kW snage. Pronađite promjer, dužinu i masu jednog grijača.
STAR veza(vidi sliku 2)
U ovom slučaju, najbliža veća standardna veličina je Ø 1,4 mm. Prečnik grejača d = 1,4 mm.
Dužina jednog grijača l
= 30 m.
Težina jednog grijača m = l μ
\u003d 30 0,013 \u003d 0,39 kg.
Ispitivanje
Dobijen je prečnik žice od 1,4 mm. Tada je dužina koja nam je potrebna
l = R / (ρ k)
\u003d 24,2 / (0,714 1,025) \u003d 33 m.
β=P/S \u003d 2000 / (3,14 3000 0,14) \u003d 1,52 W / cm 2, ne prelazi dozvoljeno.
Rezultati
Za tri grijača povezana prema shemi "STAR" trebat će vam
l
\u003d 3 30 \u003d 90 m žice, što je
m
\u003d 3 0,39 \u003d 1,2 kg.
Vrsta veze “TROUGAO”(vidi sliku 3)
U ovom slučaju, najbliža veća standardna veličina je Ø 0,95 mm. Prečnik grejača d = 0,95 mm.
Dužina jednog grijača l
= 43 m.
Težina jednog grijača m = l μ
\u003d 43 0,006 \u003d 0,258 kg.
Ispitivanje
Dobijen je prečnik žice od 0,95 mm. Tada je dužina koja nam je potrebna
l = R / (ρ k)
\u003d 72,2 / (1,55 1,025) \u003d 45 m.
Ova vrijednost se gotovo poklapa s vrijednošću dobivenom kao rezultat drugog izračuna.
Površinska snaga će biti β=P/S \u003d 2000 / (3,14 4300 0,095) \u003d 1,56 W / cm 2, ne prelazi dozvoljeno.
Rezultati
Za tri grijača spojena prema shemi "TROKUTA" trebat će vam
l
\u003d 3 43 \u003d 129 m žice, što je
m
\u003d 3 0,258 \u003d 0,8 kg.
Ako uporedimo 2 gore razmotrene opcije za povezivanje grijača na trofaznu strujnu mrežu, možemo vidjeti da "STAR" zahtijeva žicu većeg promjera od "TROKUTA" (1,4 mm naspram 0,95 mm) kako bi se postigla zadata snaga peći od 6 kW. Gde potrebna dužina nihrom žice kada je spojena prema shemi "STAR" manja je od dužine žice pri povezivanju tipa "TROKUT"(90 m naspram 129 m), i potrebna masa je, naprotiv, veća (1,2 kg prema 0,8 kg).
Spiralni proračun
Tokom rada, glavni zadatak je postaviti grijač procijenjene dužine u ograničeni prostor peći. Nichrome i fechral žica su namotane u obliku spirala ili savijene u obliku cik-cak, traka je savijena u obliku cik-cak, što omogućava smještaj velika količina materijala (po dužini) u radnu komoru. Najčešća opcija je spirala.Omjeri između koraka spirale i njenog promjera i promjera žice odabrani su na takav način da se olakša postavljanje grijača u peć, osigura njihova dovoljna krutost, da se u najvećoj mogućoj mjeri isključi lokalno pregrijavanje zavoja. same spirale i istovremeno ne ometaju prijenos topline sa njih na proizvode.
Što je veći promjer spirale i manji njezin korak, lakše je postaviti grijače u peć, ali s povećanjem promjera, snaga spirale se smanjuje, a tendencija njenih zavoja da leži na vrhu svake druga povećanja. S druge strane, s povećanjem učestalosti namotaja, povećava se zaštitni učinak dijela njegovih zavoja koji je okrenut prema proizvodima na ostatku i, posljedično, upotreba njegove površine se pogoršava, a može doći i do lokalnog pregrijavanja.
Praksa je uspostavila dobro definirane, preporučene omjere između prečnika žice ( d ), korak ( t ) i prečnik spirale ( D ) za žicu Ø 3 do 7 mm. Ovi omjeri su sljedeći: t ≥ 2d I D = (7÷10) d za nihrom i D = (4÷6) d - za manje izdržljive legure gvožđa-hrom-aluminijuma, kao što je fechral, itd. Za tanje žice, omjer D I d , i t obično uzimaju više.
Zaključak
U članku se raspravljalo o različitim aspektima vezanim za proračun električnih peći za grijanje- materijali, primjeri proračuna sa potrebnim referentnim podacima, reference na standarde, ilustracije.U primjerima, samo metode za izračunavanje grijači žice. Osim žice od preciznih legura, traka se može koristiti i za proizvodnju grijača.
Proračun grijača nije ograničen na izbor njihovih veličina. Također potrebno je odrediti materijal od kojeg treba biti napravljen grijač, vrstu grijača (žica ili traka), vrstu lokacije grijača i druge karakteristike. Ako je grijač napravljen u obliku spirale, tada je potrebno odrediti broj zavoja i korak između njih.
Nadamo se da vam je članak bio koristan. Dozvoljavamo njegovu besplatnu distribuciju pod uslovom da se zadrži link na našu web stranicu http://www.site.
Ako nađete bilo kakve netočnosti, javite nam putem e-pošte [email protected] web stranicu ili korištenjem Orfus sistema odabirom pogrešno napisanog teksta i pritiskom na Ctrl+Enter.
Bibliografija
- Dyakov V.I. "Tipični proračuni za električnu opremu".
- Žukov L.L., Plemyannikova I.M., Mironova M.N., Barkaya D.S., Šumkov Yu.V. "Legura za grejače".
- Sokunov B.A., Grobova L.S. "Elektrotermalne instalacije (elektrootporne peći)".
- Feldman I.A., Gutman M.B., Rubin G.K., Shadrich N.I. "Proračun i projektovanje grijača za elektrootporne peći".
- http://www.horss.ru/h6.php?p=45
- http://www.electromonter.info/advice/nichrom.html
