Kuidas arvutada nikroomtraadi pikkust. Elektrilised kütteelemendid, kütteelemendid, tüübid, konstruktsioonid, ühendamine ja katsetamine Avatud nikroomspiraal

Nikroomspiraali arvutamine. Valmis nikroomspiraali tegemiseks. Nikroomi pikkus 220 volti juures

Nikroomspiraali arvutamine. Valmis nikroomspiraali tegemiseks

Kütteelementide nikroomspiraali kerimisel tehakse sageli katse-eksituse meetodil ning seejärel rakendatakse spiraalile pinget ja nikroomtraadi kuumutamisel valivad keermed vajaliku arvu pöördeid.

Tavaliselt võtab selline protseduur kaua aega ja nikroom kaotab oma omadused mitme murdumise korral, mis põhjustab deformatsioonikohtades kiiret läbipõlemist. Halvemal juhul saadakse nikroomi jääke ärinikroomist.

Selle abiga saate täpselt määrata mähise pöörde pikkuse. Olenevalt nikroomtraadi Ø ja varda Ø, millele nikroomspiraal on keritud. Nikroomspiraali pikkust pole keeruline lihtsa matemaatilise proportsiooni abil teistsuguse pinge järgi ümber arvutada.

Ø nikroom 0,2 mm

Ø nikroom 0,3 mm nikroom 0,4 mm Ø nikroom 0,5 mm Ø nikroom 0,6 mm Ø nikroom 0,7 mm
varda Ø, mm spiraali pikkus, cm

varras, mm

spiraali pikkus, cm

varras, mm

spiraali pikkus, cm

varras, mm

spiraali pikkus, cm

varras, mm

spiraali pikkus, cm

varras, mm

spiraali pikkus, 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

Näiteks on vaja määrata nikroomspiraali pikkus pingele 380 V traadist Ø 0,3 mm, mähisvardast Ø 4 mm. Tabelis on näidatud, et sellise spiraali pikkus pingel 220 V on 22 cm. Teeme lihtsa suhte:

220 V - 22 cm

380 V - X cm

X = 380 22 / 220 = 38 cm

Elektriliste kütteelementide arvutamine nikroomtraadist

Nikroomtraadi pikkus spiraali valmistamiseks määratakse vajaliku võimsuse alusel.

Näide: määrake nikroomtraadi pikkus kahhelkütteelemendile, mille võimsus on P = 600 W ja Umains = 220 V.

1) I = P/U = 600/220 = 2,72 A

2) R = U / I \u003d 220 / 2,72 \u003d 81 oomi

3) Nende andmete järgi (vt tabel 1) valime d=0,45; S = 0,159

siis nikroomi pikkus

l \u003d SR / ρ \u003d 0,159 81 / 1,1 \u003d 11,6 m

kus l - juhtme pikkus (m)

S - traadi osa (mm2)

R - traadi takistus (oomi)

ρ – eritakistus (nikroomi puhul ρ=1,0÷1,2 oomi mm2/m)

Meie ettevõte PARTAL on valmis tootma nikroomspiraali vastavalt kliendi spetsifikatsioonidele ja eskiisidele

Osalises ettevõttes on kasulik osta nikroomspiraal

Nikroom spiraali jaoks Kõrge kvaliteet ainult Vene toodang. Range vastavus kvaliteedile ja kaubamärgile

partalstalina.ru

Nikroomspiraali arvutamine | Kasulik

Nikroomspiraali arvutamine on tegelikult väga oluline protsess. Väga sageli jäetakse tehastes, tööstustes, tehastes see tähelepanuta ja arvutus tehakse "silma järgi", mille järel ühendatakse spiraal võrku ja seejärel valitakse vajalik arv pööreid sõltuvalt nikroomtraadi kuumutamisest. . Võib-olla on see protseduur väga lihtne, kuid see võtab kaua aega ja osa nikroomist läheb lihtsalt raisku.

Seda protseduuri saab aga teha palju täpsemalt, lihtsamalt ja kiiremini. Oma töö ratsionaliseerimiseks ja nikroomspiraali arvutamiseks 220-voldise pinge jaoks võite kasutada allolevat tabelit. Lähtudes asjaolust, et nikroomi eritakistus on (Ohm mm2 / m) C, saate kiiresti arvutada mähise pöörde pikkuse sõltuvalt varda läbimõõdust, millele nikroomniit on keritud, ja otse keerme paksusest. nikroom traat. Ja kasutades lihtsat matemaatilist proportsiooni, saate hõlpsalt arvutada spiraali pikkuse erineva pinge jaoks.


Näiteks peate määrama nikroomspiraali pikkuse 127-voldise pinge korral juhtmest, mille paksus on 0,3 mm, ja mähisvarda läbimõõduga 4 mm. Tabelit vaadates on näha, et selle spiraali pikkus 220-voldise pinge korral on 22 cm. Teeme lihtsa suhte:

220 V - 22 cm 127 V - X cm siis: X \u003d 127 22 / 220 \u003d 12,7 cm

Pärast nikroomspiraali kerimist ühendage see ettevaatlikult, ilma seda lõikamata, pingeallikaga ja veenduge oma arvutustes või õigemini õiges mähises. Ja tasub meeles pidada, et suletud spiraalide puhul suurendatakse mähise pikkust kolmandiku võrra selles tabelis antud väärtusest.

Nikroomtraat, nikroomi massi arvutamine, nikroomi pealekandmine

www.olakis.ru

Valmistame NICHROMAST elektrispiraale vastavalt tellija spetsifikatsioonidele ja eskiisidele

Nikroomi spiraal

Kõik teavad, mis on nikroomspiraal. See on kompaktseks paigutamiseks kruviga keritud traadi kujul olev kütteelement.

See traat on valmistatud nikroomist, täppissulamist, mille põhikomponendid on nikkel ja kroom.

Selle sulami "klassikaline" koostis on 80% niklit, 20% kroomi.

Nende metallide nimede koostis moodustas nime, mis tähistab kroomi-nikli sulamite rühma - "nikroom".

Nikroomi kuulsaimad kaubamärgid on X20H80 ja X15H60. Esimene neist on "klassikale" lähedane. See sisaldab 72-73% niklit ja 20-23% kroomi.

Teine on mõeldud kulude vähendamiseks ja traadi töödeldavuse parandamiseks.

Nende sulamite põhjal saadi nende modifikatsioonid, millel oli suurem vastupidavus ja vastupidavus oksüdatsioonile kõrgetel temperatuuridel.

Need on kaubamärgid Kh20N80-N (-N-VI) ja Kh15N60 (-N-VI). Neid kasutatakse õhuga kokkupuutuvate kütteelementide jaoks. Soovitatav maksimaalne töötemperatuur on 1100 kuni 1220 °C

Nikroomtraadi kasutamine

Nikroomi peamine kvaliteet on kõrge vastupidavus elektrivool. See määrab sulami ulatuse.

Nikroomspiraali kasutatakse kahel viisil - kütteelemendina või elektriahelate elektritakistuse materjalina.

Kütteseadmete jaoks kasutatakse Kh20N80-N ja Kh15N60-N sulamitest elektrispiraali.

Rakenduse näited:

  • majapidamises kasutatavad termoreflektorid ja soojapuhurid;
  • Kütteelemendid kodukütteseadmetele ja elektriküte;
  • küttekehad tööstuslikele ahjudele ja soojusseadmetele.

Kasutatakse vaakum-induktsioonahjudes saadud sulameid Kh15N60-N-VI ja Kh20N80-N-VI. tööstusseadmed suurenenud töökindlus.

Nikroomiklassidest Х15Н60, Х20Н80, Х20Н80-VI, Н80ХУД-VI valmistatud spiraal erineb selle poolest, et selle elektritakistus muutub temperatuuriga vähe.

Sellest valmistatakse takistid, elektroonikaahelate pistikud, vaakumseadmete kriitilised osad.

Kuidas nikroomist spiraali kerida

Kodus saab valmistada takistus- või küttespiraali. Selleks vajate sobiva kaubamärgi nikroomtraati ja vajaliku pikkuse õiget arvutamist.

Nikroomspiraali arvutamisel lähtutakse traadi eritakistusest ja vajalikust võimsusest või takistusest, olenevalt spiraali eesmärgist. Võimsuse arvutamisel on vaja arvestada maksimaalse lubatud vooluga, mille juures mähis soojeneb teatud temperatuurini.

Temperatuuri arvestus

Näiteks 0,3 mm läbimõõduga traat voolutugevusel 2,7 A kuumeneb temperatuurini 700 ° C ja voolutugevus 3,4 A soojendab seda temperatuurini 900 ° C.

Temperatuuri ja voolu arvutamiseks on võrdlustabelid. Kuid ikkagi peate arvestama kütteseadme töötingimustega.

Vette kastmisel soojusülekanne suureneb, siis saab maksimaalset voolu suurendada kuni 50% arvestuslikust.

Kinnine torukujuline kütteseade, vastupidi, halvendab soojuse hajumist. Sel juhul tuleb ka lubatud voolutugevust vähendada 10-50%.

Soojuse eemaldamise intensiivsust ja seega ka küttekeha temperatuuri mõjutab spiraali mähise samm.

Tihedalt asetsevad mähised annavad rohkem soojust, suurem samm suurendab jahutust.

Tuleb märkida, et kõik tabeliarvutused on antud horisontaalselt paikneva küttekeha kohta. Kui nurk horisondi suhtes muutub, halvenevad soojuse eemaldamise tingimused.

Nikroomspiraali takistuse ja selle pikkuse arvutamine

Olles otsustanud võimsuse üle, jätkame vajaliku takistuse arvutamist.

Kui määravaks parameetriks on võimsus, siis kõigepealt leiame valemi I \u003d P / U järgi vajaliku voolu.

Võttes arvesse voolu tugevust, määrame kindlaks vajaliku takistuse. Selleks kasutame Ohmi seadust: R=U/I.

Siin olevad nimetused on üldtunnustatud:

  • P on vabastatud võimsus;
  • U on pinge spiraali otstes;
  • R on pooli takistus;
  • I - voolutugevus.

Nikroomtraadi takistuse arvutamine on valmis.

Nüüd määrame vajaliku pikkuse. See sõltub takistusest ja traadi läbimõõdust.

Nikroomi eritakistuse põhjal saab teha arvutuse: L=(Rπd2)/4ρ.

  • L on soovitud pikkus;
  • R on traadi takistus;
  • d on traadi läbimõõt;
  • ρ on nikroomi eritakistus;
  • π on konstant 3,14.

Kuid GOST 12766.1-90 tabelitest on lihtsam võtta valmis lineaarne takistus. Seal saab teha ka temperatuurikorrektsioone, kui on vaja arvestada takistuse muutusega kütmisel.

Sel juhul näeb arvutus välja järgmine: L=R/ρld, kus ρld on ühe meetri d läbimõõduga traadi takistus.

Spiraalne mähis

Nüüd teeme nikroomspiraali geomeetrilise arvutuse. Oleme valinud traadi läbimõõdu d, määranud vajaliku pikkuse L ja mähkimiseks on varras läbimõõduga D. Mitu pööret peate tegema? Ühe pöörde pikkus on: π(D+d/2). Pöörete arv on N=L/(π(D+d/2)). Arvestus lõpetatud.

praktiline lahendus

Praktikas tegeleb takisti või küttekeha iseseisva traadi mähimisega harva.

Lihtsam on osta vajalike parameetritega nikroomspiraal ja vajadusel eraldada sellest vajalik arv pöördeid.

Selleks tuleks võtta ühendust ettevõttega PARTAL, mis on alates 1995. aastast olnud suur täppissulamite, sh nikroomtraadi, teibi ja küttekehade rullide tarnija.

Meie ettevõte suudab täielikult eemaldada küsimuse, kust osta nikroomspiraali, kuna oleme valmis seda tellima vastavalt kliendi visanditele ja spetsifikatsioonidele.

partalstalina.ru

Jootekolvi küttemähise arvutamine ja remont

Remontides või omal käel elektrilise jootekolbi või muu kütteseadme valmistamisel tuleb küttemähis kerida nikroomtraadist. Traadi arvutamise ja valiku lähteandmed on jootekolvi või küttekeha mähise takistus, mis määratakse selle toite- ja toitepinge alusel. Tabeli abil saate arvutada, milline peaks olema jootekolvi või küttekeha mähise takistus.

Teades toitepinget ja mõõtes mis tahes kütteseadme, nagu jootekolb, elektriline veekeetja, elektrikeris või triikraud, toitepinget, saate teada selle kodumasina tarbitava võimsuse. Näiteks 1,5 kW elektrilise veekeetja takistus on 32,2 oomi.

Nikroommähise takistuse määramise tabel sõltuvalt toite- ja toitepingest elektriseadmed, OhmJootekolvi võimsustarve, W Jootekolvi toitepinge, V122436127220 12243642607510015020030040050070090010001500200025003000
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

Vaatame tabeli kasutamise näidet. Oletame, et peate tagasi kerima 60 W jootekolbi, mis on ette nähtud toitepingele 220 V. Valige tabeli vasakpoolsemast veerust 60 W. Ülemisel horisontaaljoonel valige 220 V. Arvutamise tulemusena selgub, et jootekolvi mähise takistus, olenemata mähise materjalist, peaks olema võrdne 806 oomiga.

Kui teil oli vaja teha 60 W võimsusega jootekolb, mis on mõeldud pingele 220 V, jootekolb 36 V võrgust toiteks, siis peaks uue mähise takistus olema juba 22 oomi. Interneti-kalkulaatori abil saate iseseisvalt arvutada mis tahes elektrikerise mähise takistuse.

Pärast jootekolvi mähise nõutava takistuse väärtuse määramist valitakse allolevast tabelist mähise geomeetriliste mõõtmete alusel nikroomtraadi sobiv läbimõõt. Nikroomtraat on kroomi-nikli sulam, mis talub kuumutamistemperatuuri kuni 1000 ° C ja millel on märgistus Kh20N80. See tähendab, et sulam sisaldab 20% kroomi ja 80% niklit.

Ülaltoodud näite põhjal 806-oomise takistusega jootekolbi spiraali kerimiseks vajate 5,75 meetrit 0,1 mm läbimõõduga nikroomtraati (806 tuleb jagada 140-ga) või 25,4 meetrit traati läbimõõduga 0,2 mm ja nii edasi.

Jootekolbi spiraali kerimisel laotakse pöörded üksteise lähedale. Kuumutamisel nikroomtraadi tulikuum pind oksüdeerub ja moodustab isoleeriva pinna. Kui traat kogu pikkuses ei mahu ühe kihina varrukale, siis kaetakse haavakiht vilgukiviga ja keritakse teine.

Kütteelemendi mähise elektri- ja soojusisolatsiooniks parimad materjalid on vilgukivi, klaaskiudriie ja asbest. Asbestil on huvitav omadus, seda saab veega leotada ja see muutub pehmeks, võimaldab anda sellele mis tahes kuju ja pärast kuivatamist on sellel piisav mehaaniline tugevus. Jootekolvi mähise isoleerimisel märja asbestiga tuleks arvestada, et märg asbest juhib hästi eklektilist voolu ning jootekolbi saab vooluvõrku sisse lülitada alles pärast asbesti täielikku kuivamist.

felstar.mypage.ru

KUIDAS ARVUTA NICHROMIST SPIRAALI?

Postituse kirjutas admin 18.01.2015 23:23

Kategooriad: 3. Koduelektrik, Elektritöökoda

Kommentaarid puuduvad "

Kütteseadmete nikroomspiraali mähis tehakse sageli "silma järgi" ja seejärel, kaasa arvatud spiraal võrgus, valitakse nikroomtraadi kuumutamisega vajalik arv pööre. Tavaliselt võtab selline protseduur palju aega ja nikroom läheb raisku.

Kui kasutate spiraali 220 V pinge jaoks, võite kasutada tabelis toodud andmeid, lähtudes sellest, et nikroomi eritakistus ρ = (Ohm mm2 / m). Selle valemi abil saate kiiresti määrata mähise pöörde pikkuse, sõltuvalt nikroomtraadi paksusest ja varda läbimõõdust, millele spiraal on keritud.

Näiteks kui 0,3 mm paksusest nikroomtraadist on vaja määrata spiraali pikkus pingega 127 V, siis mähisvarda läbimõõduga. 4 mm. Tabelist selgub, et sellise spiraali pikkus 220 V pinge korral on 22 cm.

Teeme lihtsa suhte:

220 V - 22 cm

X \u003d 127 * 22 / 220 \u003d 12,7 cm.

Pärast spiraali kerimist ühendage see ilma lõikamata pingeallikaga ja veenduge, et mähis on õige. Suletud spiraalide puhul suurendatakse mähise pikkust 1/3 võrra tabelis toodud väärtusest.

konventsioonid tabelis: D - varda läbimõõt, mm; L on spiraali pikkus, cm.

diam. nikroom 0,2 mm diam. nikroom 0,3 mm diam. nikroom 0,4 mm diam. nikroom 0,5 mm diam. nikroom 0,6 mm diam. nikroom 0,7 mm diam. nikroom 0,8 mm diam. nikroom 0,9 mm diam. nikroom 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

nikroom Х20Н80 - nikroomtraat, lint; volfram

Elektritakistus on nikroomi üks olulisemaid omadusi. Selle määravad paljud tegurid, eelkõige sõltub nikroomi elektritakistus traadi või lindi suurusest, sulami kvaliteedist. Aktiivtakistuse üldvalem on: R = ρ l / S R - aktiivne elektritakistus (Ohm), ρ - elektritakistus (Ohm mm), l - juhi pikkus (m), S - ristlõike pindala (mm2) Elektritakistuse väärtused 1 m nikroomtraadi Х20Н80 kohta Nr Läbimõõt, mm Nikroomi elektritakistus (teooria), Ohm
1 Ø 0,1 137,00
2 Ø 0,2 34,60
3 Ø 0,3 15,71
4 Ø 0,4 8,75
5 Ø 0,5 5,60
6 Ø 0,6 3,93
7 Ø 0,7 2,89
8 Ø 0,8 2,2
9 Ø 0,9 1,70
10 Ø 1,0 1,40
11 Ø 1.2 0,97
12 Ø 1,5 0,62
13 Ø 2,0 0,35
14 Ø 2.2 0,31
15 Ø 2,5 0,22
16 Ø 3,0 0,16
17 Ø 3,5 0,11
18 Ø 4,0 0,087
19 Ø 4,5 0,069
20 Ø 5,0 0,056
21 Ø 5,5 0,046
22 Ø 6,0 0,039
23 Ø 6,5 0,0333
24 Ø 7,0 0,029
25 Ø 7,5 0,025
26 Ø 8,0 0,022
27 Ø 8,5 0,019
28 Ø 9,0 0,017
29 Ø 10,0 0,014
Elektritakistuse väärtused 1 m nikroomlindile Х20Н80 Nr Suurus, mm Pindala, mm2 Nikroomi elektritakistus, Ohm
1 0,1x20 2 0,55
2 0,2x60 12 0,092
3 0,3x2 0,6 1,833
4 0,3x250 75 0,015
5 0,3x400 120 0,009
6 0,5x6 3 0,367
7 0,5x8 4 0,275
8 1,0x6 6 0,183
9 1,0 x 10 10 0,11
10 1,5x10 15 0,073
11 1,0x15 15 0,073
12 1,5x15 22,5 0,049
13 1,0x20 20 0,055
14 1,2x20 24 0,046
15 2,0x20 40 0,028
16 2,0x25 50 0,022
17 2,0x40 80 0,014
18 2,5x20 50 0,022
19 3,0x20 60 0,018
20 3,0x30 90 0,012
21 3,0x40 120 0,009
22 3,2x40 128 0,009
Kütteseadmete nikroomspiraali kerimisel tehakse seda toimingut sageli "silma järgi" ja seejärel, kaasa arvatud võrgu spiraal, valitakse nikroomtraadi kuumutamise teel vajalik pöörete arv. Tavaliselt võtab selline protseduur palju aega ja nikroom läheb raisku.

Selle töö ratsionaliseerimiseks nikroomspiraali kasutamisel 220 V pingega teen ettepaneku kasutada tabelis toodud andmeid, lähtudes sellest, et nikroomi eritakistus = (Ohm mm2 / m) C. Selle abil saate kiiresti määrata mähise pöörde pikkuse, sõltuvalt nikroomtraadi paksusest ja varda läbimõõdust, millele nikroomspiraal on keritud. Nikroomspiraali pikkust pole keeruline lihtsa matemaatilise proportsiooni abil teistsuguse pinge järgi ümber arvutada.

Nikroomspiraali pikkus sõltuvalt nikroomi läbimõõdust ja varda läbimõõdust Ø Nikroom 0,2 mm Ø Nikroom 0,3 mm Ø Nikroom 0,4 mm Ø Nikroom 0,5 mm Ø Nikroom 0,6 mm Ø Nikroom 0,7 mm Ø Nikroom 0,8 mm Ø Nikroom 0,9 mmØ varras, mm spiraali pikkus, cm Ø varras, mm spiraali pikkus, cm Ø varras, mm spiraali pikkus, cm Ø varras, mm spiraali pikkus, cm Ø varras, mm spiraali pikkus, cm Ø varras, mm spiraali pikkus, cm Ø varras , mm spiraali pikkus, cm Ø varras, mm spiraali pikkus, cm
1,5 49 1,5 59 1,5 77 2 64 2 76 2 84 3 68 3 78
2 30 2 43 2 68 3 46 3 53 3 64 4 54 4 72
3 21 3 30 3 40 4 36 4 40 4 49 5 46 6 68
4 16 4 22 4 28 5 30 5 33 5 40 6 40 8 52
5 13 5 18 5 24 6 26 6 30 6 34 8 31
6 20 8 22 8 26 10 24

Näiteks 0,3 mm paksusest traadist, mähisvardast Ø 4 mm, on vaja määrata nikroomspiraali pikkus pingele 380 V. Tabelis on näidatud, et sellise spiraali pikkus pingel 220 V on 22 cm. Teeme lihtsa suhte:

220 V - 22 cm 380 V - X cm, siis: X = 380 22 / 220 = 38 cm

Pärast nikroomspiraali kerimist ühendage see ilma lõikamata pingeallikaga ja veenduge, et mähis on õige. Suletud spiraalide puhul suurendatakse mähise pikkust 1/3 võrra tabelis toodud väärtusest.

See tabel näitab 1 meetri pikkuse nikroomtraadi ja lindi teoreetilise kaalu. See varieerub sõltuvalt toote suurusest.

Läbimõõt, standardsuurus, mm Tihedus ( erikaal), g/cm3 Ristlõikepindala, mm2 Kaal 1 m, kg
Ø 0,4 8,4 0,126 0,001
Ø 0,5 8,4 0,196 0,002
Ø 0,6 8,4 0,283 0,002
Ø 0,7 8,4 0,385 0,003
Ø 0,8 8,4 0,503 0,004
Ø 0,9 8,4 0,636 0,005
Ø 1,0 8,4 0,785 0,007
Ø 1.2 8,4 1,13 0,009
Ø 1.4 8,4 1,54 0,013
Ø 1,5 8,4 1,77 0,015
Ø 1,6 8,4 2,01 0,017
Ø 1,8 8,4 2,54 0,021
Ø 2,0 8,4 3,14 0,026
Ø 2.2 8,4 3,8 0,032
Ø 2,5 8,4 4,91 0,041
Ø 2.6 8,4 5,31 0,045
Ø 3,0 8,4 7,07 0,059
Ø 3.2 8,4 8,04 0,068
Ø 3,5 8,4 9,62 0,081
Ø 3.6 8,4 10,2 0,086
Ø 4,0 8,4 12,6 0,106
Ø 4,5 8,4 15,9 0,134
Ø 5,0 8,4 19,6 0,165
Ø 5,5 8,4 23,74 0,199
Ø 5,6 8,4 24,6 0,207
Ø 6,0 8,4 28,26 0,237
Ø 6.3 8,4 31,2 0,262
Ø 7,0 8,4 38,5 0,323
Ø 8,0 8,4 50,24 0,422
Ø 9,0 8,4 63,59 0,534
Ø 10,0 8,4 78,5 0,659
1x6 8,4 6 0,050
1 x 10 8,4 10 0,084
0,5x10 8,4 5 0,042
1 x 15 8,4 15 0,126
1,2x20 8,4 24 0,202
1,5x15 8,4 22,5 0,189
1,5x25 8,4 37,5 0,315
2x15 8,4 30 0,252
2x20 8,4 40 0,336
2x25 8,4 50 0,420
2x32 8,4 64 0,538
2x35 8,4 70 0,588
2x40 8,4 80 0,672
2,1x36 8,4 75,6 0,635
2,2x25 8,4 55 0,462
2,2 x 30 8,4 66 0,554
2,5x40 8,4 100 0,840
3x25 8,4 75 0,630
3x30 8,4 90 0,756
1,8x25 8,4 45 0,376
3,2x32 8,4 102,4 0,860
Ø mk Ø mm mg 200 mm-s g 1 mg-s 1000 m-s 1 g-s
8 0,008 0,19 0,0010 0,97 1031,32
9 0,009 0,25 0,0012 1,23 814,87
10 0,01 0,30 0,0015 1,52 660,04
11 0,011 0,37 0,0018 1,83 545,49
12 0,012 0,44 0,0022 2,18 458,36
13 0,013 0,51 0,0026 2,56 390,56
14 0,014 0,59 0,0030 2,97 336,76
15 0,015 0,68 0,0034 3,41 293,35
16 0,016 0,78 0,0039 3,88 257,83
17 0,017 0,88 0,0044 4,38 228,39
18 0,018 0,98 0,0049 4,91 203,72
19 0,019 1,09 0,0055 5,47 182,84
20 0,02 1,21 0,0061 6,06 165,01
30 0,03 2,73 0,0136 13,64 73,34
40 0,04 4,85 0,0242 24,24 41,25
50 0,05 7,58 0,0379 37,88 26,40
60 0,06 10,91 0,0545 54,54 18,33

www.metotech.ru

Kütteelementide arvutamine - Arvutused - Kataloog

Kütteelemendi arvutamine

Arvutamise näide.

Arvestades: U=220V, t=700°C, tüüp Х20Н80, d=0,5mm-----------L,P-? vastab S = 0,196 mm² ja vool 700 °C juures I = 5,2 A. Sulami X20H80 tüüp on nikroom, mille eritakistus on ρ = 1,11 μOhm m Määrame takistuse R = U / I = 220 / 5,2 = 42,3 Ohm Siit arvutame traadi pikkuse: L = RS / ρ = 42,3 0,196 / 1,11 = 7,47 m. Määrake kütteelemendi võimsus: P = U I = 220 5,2 = 1,15 kW .Spiraali kerimisel jälgitakse järgmist seost: D=(7÷10)d, kus D on spiraali läbimõõt, mm, d on traadi läbimõõt, mm Märkus: - kui küttekehad on kuumutatud vedeliku sees, siis saab koormust (voolu) suurendada 1 ,1-1,5 korda; - kütteseadme suletud versioonis tuleks voolu vähendada 1,2-1,5 korda. Paksema traadi puhul võetakse väiksem koefitsient, peenikese puhul suurem. Esimesel juhul valitakse koefitsient täpselt vastupidine.Teen reservatsiooni: me räägime kütteelemendi lihtsustatud arvutusest. Võib-olla vajab keegi 1 m nikroomtraadi elektritakistuse väärtuste tabelit ja selle kaalu. Tabel 1. Nikroomtraadi lubatud voolutugevus normaaltemperatuuril

d, mmS,mm²Maksimaalne lubatud vool, A
Т˚ nikroomtraadi kuumutamine, ˚С
200 400 600 700 800 900 1000
0,1 0,00785 0,1 0,47 0,63 0,72 0,8 0,9 1
0,15 0,0177 0,46 0,74 0,99 1,15 1,28 1,4 1,62
0,2 0,0314 0,65 1,03 1,4 1,65 1,82 2 2,3
0,25 0,049 0,84 1,33 1,83 2,15 2,4 2,7 3,1
0,3 0,085 1,05 1,63 2,27 2,7 3,05 3,4 3,85
0,35 0,096 1,27 1,95 2,76 3,3 3,75 4,15 4,75
0,4 0,126 1,5 2,34 3,3 3,85 4,4 5 5,7
0,45 0,159 1,74 2,75 3,9 4,45 5,2 5,85 6,75
0,5 0,196 2 3,15 4,5 5,2 5,9 6,75 7,7
0,55 0238 2,25 3,55 5,1 5,8 6,75 7,6 8,7
0,6 0,283 2,52 4 5,7 6,5 7,5 8,5 9,7
0,65 0,342 2,84 4,4 6,3 7,15 8,25 9,3 10,75
0,7 0,385 3,1 4,8 6,95 7,8 9,1 10,3 11,8
0,75 0,442 3,4 5,3 7,55 8,4 9,95 11,25 12,85
0,8 0,503 3,7 5,7 8.15 9,15 10,8 12,3 14
0,9 0,636 4,25 6,7 9,35 10,45 12,3 14,5 16,5
1,0 0,785 4,85 7,7 10,8 12,1 14,3 16,8 19,2
1,1 0,95 5,4 8,7 12,4 13,9 16,5 19,1 21,5
1,2 1,13 6 9,8 14 15,8 18,7 21,6 24,3
1,3 1,33 6,6 10,9 15,6 17,8 21 24,4 27
1,4 1,54 7,25 12 17,4 20 23,3 27 30
1,5 1,77 7,9 13,2 19,2 22,4 25,7 30 33
1,6 2,01 8,6 14,4 21 24,5 28 32,9 36
1,8 2,54 10 16,9 24,9 29 33,1 39 43,2
2 3,14 11,7 19,6 28,7 33,8 39,5 47 51
2,5 4,91 16,6 27,5 40 46,6 57,5 66,5 73
3 7,07 22,3 37,5 54,5 64 77 88 102
4 12,6 37 60 80 93 110 129 151
5 19,6 52 83 105 124 146 173 206

www.elektrikii.ru

Kütteelementide nikroomspiraali kerimisel tehakse sageli katse-eksituse meetodil ning seejärel rakendatakse spiraalile pinget ja nikroomtraadi kuumutamisel valivad keermed vajaliku arvu pöördeid.

Tavaliselt võtab selline protseduur kaua aega ja nikroom kaotab oma omadused mitme murdumise korral, mis põhjustab deformatsioonikohtades kiiret läbipõlemist. Halvemal juhul saadakse nikroomi jääke ärinikroomist.

Selle abiga saate täpselt määrata mähise pöörde pikkuse. Olenevalt nikroomtraadi Ø ja varda Ø, millele nikroomspiraal on keritud. Nikroomspiraali pikkust pole keeruline lihtsa matemaatilise proportsiooni abil teistsuguse pinge järgi ümber arvutada.

Nikroomspiraali pikkus sõltuvalt nikroomi läbimõõdust ja varda läbimõõdust

Ø nikroom 0,2 mm

Ø nikroom 0,3 mm nikroom 0,4 mm Ø nikroom 0,5 mm Ø nikroom 0,6 mm Ø nikroom 0,7 mm
varda Ø, mm spiraali pikkus, cm

Ø

varras, mm

spiraali pikkus, cm

Ø

varras, mm

spiraali pikkus, cm

Ø

varras, mm

spiraali pikkus, cm

Ø

varras, mm

spiraali pikkus, cm

Ø

varras, mm

spiraali pikkus, 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

Näiteks on vaja määrata nikroomspiraali pikkus pingele 380 V traadist Ø 0,3 mm, mähisvardast Ø 4 mm. Tabelis on näidatud, et sellise spiraali pikkus pingel 220 V on 22 cm. Teeme lihtsa suhte:

220 V - 22 cm

380 V - X cm

Seejärel:

X = 380 22 / 220 = 38 cm

Pärast nikroomspiraali kerimist ühendage see ilma lõikamata pingeallikaga ja veenduge, et mähis on õige. Suletud spiraalide puhul suurendatakse mähise pikkust 1/3 võrra tabelis toodud väärtusest.

Elektriliste kütteelementide arvutamine nikroomtraadist

Nikroomtraadi pikkus spiraali valmistamiseks määratakse vajaliku võimsuse alusel.

Näide: määrake võimsusega plaadikütteelemendi nikroomtraadi pikkus P= 600 W juures U võrgud = 220 V.

Lahendus:

1) I=P/U= 600/220 = 2,72A

2) R = U/I= 220 / 2,72 = 81 oomi

3) Nende andmete põhjal (vt tabel 1) valime d=0,45; S=0,159

siis nikroomi pikkus

l = SR / ρ\u003d 0,159 81 / 1,1 \u003d 11,6 m

Kus l- traadi pikkus (m)

S- traadi osa (mm 2)

R- traadi takistus (oomi)

ρ - eritakistus (nikroomi puhul ρ=1,0÷1,2 oomi mm 2 /m)

Lubatud vool (l), A
Ø nikroom 700 °C juures , mm

0,17

0,45

0,55

0,65 Nikroomspiraali on mugav ja tulus osta OSALISES ettevõttes - tellige veebist

Tellimuste kohaletoimetamine Venemaal, Kasahstanis ja Valgevenes

Kodumeistri praktikas tuleb kütteseadmeid remontida või projekteerida. Need võivad olla erinevad ahjud, küttekehad, jootekolvid ja lõikurid. Kõige sagedamini kasutatakse selleks spiraale või nikroomtraati. Peamine ülesanne on sel juhul määrata materjali pikkus ja ristlõige. Selles artiklis räägime sellest, kuidas arvutada nikroomtraadi või spiraali pikkust võimsuse, takistuse ja temperatuuri järgi.

Nikroomi põhiteave ja kaubamärgid

Nikroom on nikli ja kroomi sulam, millele on lisatud mangaani, räni, rauda, ​​alumiiniumi. Selle materjali puhul sõltuvad parameetrid sulamis sisalduvate ainete spetsiifilisest suhtest, kuid keskmiselt jäävad need piiridesse:

  • elektriline eritakistus - 1,05-1,4 Ohm * mm 2 / m (olenevalt sulami kaubamärgist);
  • temperatuuri takistustegur - (0,1-0,25) 10 −3 K −1;
  • töötemperatuur - 1100 °C;
  • sulamistemperatuur - 1400°C;

Tabelites on eritakistus sageli antud ühikutes μOhm * m (või 10-6 Ohm * m) - arvväärtused on samad, erinevus on mõõtmetes.

Praegu on kaks levinumat nikroomtraadi kaubamärki:

  • X20H80. See koosneb 74% niklist ja 23% kroomist, samuti 1% rauast, ränist ja mangaanist. Selle kaubamärgi juhtmeid saab kasutada temperatuuril kuni 1250 ᵒ C, sulamistemperatuuril - 1400 ᵒ C. Samuti on sellel suurenenud elektritakistus. Sulamit kasutatakse kütteseadmete elementide valmistamiseks. Eritakistus - 1,03-1,18 μOhm m;
  • X15H60. Koostis: 60% nikkel, 25% raud, 15% kroom. Töötemperatuur ei ületa 1150 ᵒ С. Sulamistemperatuur on 1390 ᵒ С. Sisaldab rohkem rauda, ​​mis suurendab sulami magnetilisi omadusi ja suurendab selle korrosioonivastast vastupidavust.

Lisateavet nende sulamite klasside ja omaduste kohta leiate standarditest GOST 10994-74, GOST 8803-89, GOST 12766.1-90 ja teistest.

Nagu juba mainitud, kasutatakse nikroomtraati kõikjal, kus vaja. kütteelemendid. Kõrge eritakistus ja sulamistemperatuur võimaldavad nikroomi kasutada erinevate kütteelementide alusena alates veekeetjast või föönist kuni muhvelahjuni.

Arvutusmeetodid

Vastupanuga

Mõelgem välja, kuidas arvutada nikroomtraadi pikkus võimsuse ja takistuse järgi. Arvutamine algab vajaliku võimsuse määramisega. Kujutagem ette, et vajame 10-vatise võimsusega väikesemõõdulise jootekolbi jaoks nikroomniiti, mis töötab 12V toiteallikast. Selleks on meil traat läbimõõduga 0,12 mm.

Nikroomi pikkuse lihtsaim arvutamine võimsuse osas ilma kuumutamist arvestamata tehakse järgmiselt:

Määrame voolutugevuse:

I=P/U=10/12=0,83 A

Nikroomtraadi takistuse arvutamine toimub vastavalt:

R = U/I = 12/0,83 = 14,5 oomi

Traadi pikkus on:

l=SR/ ρ ,

kus S on pindala ristlõige, ρ – takistus.

Või selle valemiga:

l = (Rπd2)/4 ρ

L=(14,5*3,14*0,12^2)/4*1,1=0,149 m=14,9 cm

Sama saab võtta vahekaardilt GOST 12766.1-90. 8, kus on näidatud väärtus 95,6 oomi / m, kui selle ümber arvutate, saate peaaegu sama asja:

L=R nõutav / P laud = 14,4 / 95,6 = 0,151 m = 15,1 cm

10-vatise 12 V toitega küttekeha jaoks vajate 15,1 cm.

Kui peate arvutama spiraali keerdude arvu, et seda sellise pikkusega nikroomtraadist keerata, kasutage järgmisi valemeid:

Ühe pöörde pikkus:

Pöörete arv:

N=L/(π(D+d/2)),

kus L ja d on traadi pikkus ja läbimõõt, D on varda läbimõõt, millele spiraal keritakse.

Oletame, et kerime nikroomtraadi 3 mm läbimõõduga vardale, seejärel teostame arvutused millimeetrites:

N=151/(3,14(3+0,12/2))=15,71 pööret

Kuid samas tuleb arvestada, kas sellise ristlõikega nikroom on üldse võimeline sellele voolule vastu pidama. Allpool on toodud üksikasjalikud tabelid konkreetsete sektsioonide jaoks teatud temperatuuril maksimaalse lubatud voolu määramiseks. Lihtsate sõnadega- määrate, mitu kraadi tuleks traati kuumutada, ja valite selle ristlõike nimivoolu jaoks.

Pange tähele ka seda, et kui kütteseade on vedeliku sees, saab voolu suurendada 1,2-1,5 korda ja kui suletud ruumis, siis vastupidi - vähendada.

Temperatuuri järgi

Ülaltoodud arvutuse probleem seisneb selles, et me arvutame külma mähise takistuse nikroomhõõgniidi läbimõõdu ja selle pikkuse järgi. Kuid see sõltub temperatuurist ja samal ajal tuleb arvestada, millistel tingimustel on see võimalik. Kui vahu lõikamisel või küttekeha puhul on selline arvutus endiselt kasutatav, siis muhvelahju jaoks on see liiga karm.

Toome näite ahju nikroomi arvutuste kohta.

Esiteks määratakse selle maht, oletame, et 50 liitrit, seejärel määratakse võimsus, selleks on rusikareegel:

  • kuni 50 liitrit - 100 W / l;
  • 100-500 liitrit - 50-70 W / l.

Siis meie puhul:

I = 5000/220 = 22,7 amprit

R = 220/22,7 = 9,7 oomi

380 V puhul spiraalide ühendamisel tähega arvutatakse järgmine.

Jagame võimsuse 3 faasi:

Pf=5/3=1,66 kW faasi kohta

Tärniga ühendamisel rakendatakse igale harule 220 V (faasipinge, võib olenevalt teie elektripaigaldist erineda), siis on vool:

I = 1660/220 = 7,54 A

Vastupidavus:

R = 220/7,54 = 29,1 oomi

Kolmnurkühenduse jaoks arvutame 380 V lineaarpinge alusel:

I = 1660/380 = 4,36 A

R = 380/4,36 = 87,1 oomi

Läbimõõdu määramiseks võetakse arvesse küttekeha eripinnavõimsust. Arvutame pikkuse, võtame tabelist takistuse. 8. GOST 12766.1-90, kuid kõigepealt määrame läbimõõdu.

Ahju pinna erivõimsuse arvutamiseks kasutage valemit.

Bef (sõltub soojust vastuvõtvast pinnast) ja a (kiirgusefektiivsuse koefitsient) valitakse vastavalt järgmistele tabelitele.

Niisiis, ahju soojendamiseks 1000 kraadini võtame spiraali temperatuuriks 1100 kraadi, seejärel valime vastavalt valikutabelile V eff väärtuseks 4,3 W / cm 2 ja koefitsiendi a valikutabeli järgi. - 0,2.

V liit \u003d V ef * a \u003d 4,3 * 0,2 \u003d 0,86 W / cm 2 \u003d 0,86 * 10 ^ 4 W / m 2

Läbimõõt määratakse järgmise valemiga:

p t - küttekeha materjali eritakistus antud t juures, määratud vastavalt GOST 12766.1 tabelile 9 (allpool).

Nikroomile Х80Н20 - 1,025

p t = p 20 * p 1000 = 1,13 * 10 ^ 6 * 1,025 \u003d 1,15 * 10 ^ 6 oomi / mm

Seejärel ühendage kolmefaasilise võrguga vastavalt skeemile "Star":

Pikkus arvutatakse järgmise valemiga:

Kontrollime väärtusi:

L=R/(p*k)=29,1/(0,82*1,033)=34 m

Väärtused erinevad mähise kõrge temperatuuri tõttu, kontrollimisel ei võeta arvesse mitmeid tegureid. Seetõttu võtame 1 spiraali pikkuseks - 42 m, siis kolme spiraali jaoks vajate 126 meetrit 1,3 mm nikroomi.

Järeldus

  • keskkonnatingimused;
  • kütteelementide asukoht;
  • spiraali temperatuur;
  • temperatuur, milleni pinda tuleb kuumutada, ja muud tegurid.

Isegi ülaltoodud arvutust ei saa selle keerukusest hoolimata nimetada piisavalt täpseks. Kuna küttekehade arvutamine on pidev termodünaamika ja võib tuua mitmeid muid tegureid, mis selle tulemusi mõjutavad, näiteks ahju soojusisolatsioon ja nii edasi.

Praktikas pärast hinnangulisi arvutusi spiraalid lisatakse või eemaldatakse sõltuvalt saadud tulemusest või kasutatakse temperatuuriandureid ja seadmeid selle reguleerimiseks.

materjalid

Kui kodu peremees Tema tehtava töö iseloomu tõttu on muhvelahju vajalik, valmis seadme saab ta muidugi poest või kuulutuste kaudu soetada. Sellised tehases valmistatud seadmed on aga väga kallid. Seetõttu tegelevad paljud käsitöölised selliste ahjude valmistamisega iseseisvalt.

Elektrilise muhvelahju peamine "tööüksus" on küttekeha, mis käsitöötootmises valmistatakse tavaliselt kõrge takistuse ja soojusefektiivsusega spetsiaalsest traadist spiraali kujul. Selle omadused peavad rangelt vastama loodava seadme võimsusele, eeldatavatele töötemperatuuritingimustele ja vastama ka mõnele muule nõudele. Kui plaanitakse iseseisev tootmine seade, soovitame kasutada allpool pakutud algoritmi ja mugavaid kalkulaatoreid muhvelahju küttekeha arvutamiseks.

Arvutamine nõuab teatud selgitusi, mida püüame võimalikult selgelt välja tuua.

Algoritm ja kalkulaatorid muhvelahju küttekeha arvutamiseks

Millest küttespiraalid on valmistatud?

Alustuseks paar sõna traadi kohta, mida kasutatakse küttepoolide mähistamiseks. Tavaliselt kasutatakse sellistel eesmärkidel nikroomi või fekraali.

  • Nikroom(lühenditest nikkel + kroom) on kõige sagedamini esindatud sulamid Kh20N80-N, Kh15N60 või Kh15N60-N.

muhvelahjude hinnad

muhvelahi

Tema väärikust :

- kõrge ohutusvaru mis tahes küttetemperatuuril;

- plastist, kergesti töödeldav, keevitatav;

- vastupidavus, korrosioonikindlus, magnetiliste omaduste puudumine.

Puudused :

kõrge hind;

- madalamad küttemäärad ja termiline stabiilsus võrreldes Fechralevaga.

  • Fekhraleva(lühenditest ferrum, kroom, alumiinium) - meie ajal kasutatakse sagedamini Kh23Yu 5T sulami materjali.

Eelised fehral:

- palju odavam kui nikroom, mille tõttu on materjal peamiselt populaarne;

- sellel on olulisemad takistuse ja takistusliku kuumenemise näitajad;

- kõrge kuumakindlus.

Puudused :

- madal tugevus ja isegi pärast ühekordset kuumutamist üle 1000 kraadi - spiraali väljendunud haprus;

- silmapaistev vastupidavus;

- magnetiliste omaduste olemasolu, vastuvõtlikkus korrosioonile kompositsioonis sisalduva raua tõttu;

- tarbetu keemiline tegevus - see on võimeline reageerima ahju šamottvoodri materjaliga;

- liiga suur termiline lineaarpaisumine.

Iga meister võib vabalt valida loetletud materjalidest, analüüsides nende plusse ja miinuseid. Arvutusalgoritm võtab arvesse sellise valiku omadusi.

1. samm - ahju võimsuse ja küttekeha läbiva voolu tugevuse määramine.

Et mitte minna ebavajalikusse antudüksikasjade puhul ütleme kohe, et on empiirilisi vastavusstandardidmahtmuhvelahju töökamber ja tema jõud. Need on näidatud allolevas tabelis:

Kui on olemas tulevase seadme konstruktsiooni visandid, siis on muhvelkambri mahtu lihtne määrata - kõrguse, laiuse ja sügavuse korrutis. Seejärel teisendatakse maht liitriteks ja korrutatakse tabelis näidatud soovitatavate võimsusmääradega. Seega saame ahju võimsuse vattides.

Tabeli väärtused on mõnes vahemikus, seega kasutage kas interpolatsiooni või võtke ligikaudne keskmine väärtus.

Leitud võimsus, teadaoleva võrgupingega (220 volti), võimaldab teil kohe määrata kütteelementi läbiva voolu tugevuse.

I=P/U.

I- voolutugevus.

R– ülaltoodud muhvelahju võimsus;

U- toitepinge.

Kogu seda arvutuse esimest sammu saab kalkulaatori abil teha väga lihtsalt ja kiiresti: kõik tabeliväärtused on arvutusprogrammi juba sisestatud.

Muhvelahju võimsuse ja küttekeha läbiva voolu kalkulaator

Määrake soovitud väärtused ja klõpsake nuppu
"ARVETA MUHVELAHJU VÕIMSUS JA SOOJENDI VOOLU"

MUHVELAHJU TÖÖKAMBRI MÕÕTMED

Kõrgus, mm

Laius, mm

Sügavus, mm

2. samm – spiraali mähimiseks minimaalse traadiosa määramine

Iga elektrijuhi võimalused on piiratud. Kui sellest lastakse läbi lubatust suurem vool, põleb see lihtsalt läbi või sulab. Seetõttu on arvutuste järgmine samm spiraali minimaalse lubatud traadi läbimõõdu määramine.

Saate selle määrata tabelist. Algandmed - ülal arvutatud voolutugevus ja spiraali hinnanguline küttetemperatuur.

D (mm)S (mm²)Traadispiraali küttetemperatuur, °C
Maksimaalne lubatud vool, A
5 19.6 52 83 105 124 146 173 206
4 12.6 37 60 80 93 110 129 151
3 7.07 22.3 37.5 54.5 64 77 88 102
2.5 4.91 16.6 27.5 40 46.6 57.5 66.5 73
2 3.14 11.7 19.6 28.7 33.8 39.5 47 51
1.8 2.54 10 16.9 24.9 29 33.1 39 43.2
1.6 2.01 8.6 14.4 21 24.5 28 32.9 36
1.5 1.77 7.9 13.2 19.2 22.4 25.7 30 33
1.4 1.54 7.25 12 17.4 20 23.3 27 30
1.3 1.33 6.6 10.9 15.6 17.8 21 24.4 27
1.2 1.13 6 9.8 14 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 0.785 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
0.75 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 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 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
D - nikroomtraadi läbimõõt, mm
S - nikroomtraadi ristlõikepindala, mm²

Nii voolutugevust kui ka temperatuuri võetakse kõige lähemalt, kuid alati suure vähendamisega. Näiteks planeeritud 850-kraadise kuumutamise korral peaksite keskenduma 900-le. Ja oletame, et kui voolutugevus selles veerus on 17 amprit, võetakse lähim 19,1 A. Kahes vasakpoolses veerus on minimaalne võimalik traat määratakse koheselt - selle läbimõõt ja pindala ristlõige.

Võib kasutada paksemat traati (mõnikord muutub see kohustuslikuks - selliseid juhtumeid käsitletakse allpool). Kuid vähem on võimatu, kuna kütteseade põleb lihtsalt rekordajaga läbi.

3. samm - spiraalküttekeha mähimiseks vajaliku traadi pikkuse määramine

Teadaolev võimsus, pinge, vool. Traadi läbimõõt on märgitud. See tähendab, et elektritakistuse valemite abil on võimalik määrata juhi pikkus, mis loob vajaliku takistusliku kuumutamise.

L = (U / I) × S / p

ρ - nikroomjuhi eritakistus, Ohm × mm² / m;

L— juhi pikkus, m ;

S- juhi ristlõikepindala, mm².

Nagu näete, on vaja veel ühte tabeliväärtust - materjali eritakistust ristlõikepinna ühiku kohta ja juhi pikkust. Arvutamiseks vajalikud andmed on toodud tabelis:

Nikroomi sulami klass, millest traat on valmistatudTraadi läbimõõt, mmEritakistuse väärtus, Ohm × mm²/m
Kh23Yu5T olenemata läbimõõdust1.39
Х20Н80-Н 0,1÷0,5 kaasa arvatud1.08
0,51÷3,0 kaasa arvatud1.11
üle 31.13
Х15Н60
või
Х15Н60-Н
0,1÷3,0 kaasa arvatud1.11
üle 31.12

Arvutamine tundub veelgi lihtsam, kui kasutate meie kalkulaatorit:

Spiraaljuhtme pikkuse kalkulaator

Määrake soovitud väärtused ja klõpsake nuppu
"ARVETA KÜTTETRAADI PIKKUS"

Varem arvutatud vooluväärtus, A

Traadi sektsiooni pindala, mm²

Sulami klass ja traadi läbimõõt

Üsna sageli müüakse nikroommuda fekraaltraati mitte meetrite, vaid kaalu järgi. Niisiis, peate teisendama pikkuse selle massiekvivalendiks. Kavandatud tabel aitab sellist tõlget teha:

Traadi läbimõõt, mmKaal jooksev meeter, GPikkus 1 kg, m
Х20Н80 Х15Н60 XN70YU Х20Н80 Х15Н60 XN70YU
0.6 2.374 2.317 2.233 421.26 431.53 447.92
0.7 3.231 3.154 3.039 309.5 317.04 329.08
0.8 4.22 4.12 3.969 236.96 242.74 251.96
0.9 5.341 5.214 5.023 187.23 191.79 199.08
1 6.594 6.437 6.202 151.65 155.35 161.25
1.2 9.495 9.269 8.93 105.31 107.88 111.98
1.3 11.144 10.879 10.481 89.74 91.92 95.41
1.4 12.924 12.617 12.155 77.37 79.26 82.27
1.5 14.837 14.483 13.953 67.4 69.05 71.67
1.6 16.881 16.479 15.876 59.24 60.68 62.99
1.8 21.365 20.856 20.093 46.81 47.95 49.77
2 26.376 25.748 24.806 37.91 38.84 40.31
2.2 31.915 31.155 30.015 31.33 32.1 33.32
2.5 41.213 40.231 38.759 24.26 24.86 25.8
2.8 51.697 50.466 48.62 19.34 19.82 20.57
3 59.346 57.933 55.814 16.85 17.26 17.92
3.2 67.523 65.915 63.503 14.81 15.17 15.75
3.5 80.777 78.853 75.968 12.38 12.68 13.16
3.6 85.458 83.424 80.371 11.7 11.99 12.44
4 105.504 102.992 99.224 9.48 9.71 10.08
4.5 133.529 130.349 125.58 7.49 7.67 7.96
5 164.85 160.925 155.038 6.07 6.21 6.45
5.5 199.469 194.719 187.595 5.01 5.14 5.33
5.6 206.788 201.684 194.479 4.84 4.95 5.14
6 237.384 231.732 223.254 4.21 4.32 4.48
6.3 261.716 255.485 246.138 3.82 3.91 4.06
6.5 278.597 271.963 262.013 3.59 3.68 3.82
7 323.106 315.413 303.874 3.09 3.17 3.29
8 422.016 411.968 396.896 2.37 2.43 2.52
9 534.114 521.397 502.322 1.87 1.92 1.99
10 659.4 643.7 620.15 1.52 1.55 1.61

4. samm – kontrollige vastavus arvestusliku küttekeha eripinnavõimsusele lubatud väärtus

Kütteseade kas ei tule oma ülesandega toime või töötab võimaluste piiril ja põleb seetõttu kiiresti läbi, kui selle pinnavõimsustihedus on lubatust suurem.

Pinna erivõimsus on soojusenergia hulk, mis tuleb saada küttekeha pindalaühikust.

Kõigepealt määrame selle parameetri vastuvõetava väärtuse. Seda väljendab järgmine seos:

βadd = βeff × α

β lisa– küttekeha lubatud eripindvõimsus, W/cm²

βeff on efektiivne eripinnavõimsus sõltuvalt temperatuuri režiim muhvelahju töö.

α – küttekeha soojuskiirguse kasutegur.

βeff laualt võtta. Sisselogimisandmed on järgmised:

Vasakpoolne veerg on vastuvõtva keskkonna eeldatav temperatuur. Lihtsamalt öeldes, millisele tasemele on vaja ahju pandud materjale või toorikuid soojendada. Igal tasandil on oma rida.

Kõik muud veerud on kütteelemendi küttetemperatuur.

Rea ja veeru ristumiskoht annab soovitud väärtuse βeff

Soojust vastuvõtva materjali nõutav temperatuur, °СPinnavõimsus βeff (W/cm²) kütteelemendi küttetemperatuuril, °С
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 21.8 24.9 28.4 36.3
200 5.9 7.15 8.55 10.15 12 14 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 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 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 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 4.8 6.85 9.1 11.7 14.5 17.6 21 29
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
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 19.8
1150 - - - - - - - - 2.85 5.95 9.4 17.55
1200 - - - - - - - - - 3.15 6.55 14.55
1300 - - - - - - - - - - - 7.95

Nüüd - parandustegur α . Selle väärtus spiraalküttekehade puhul on näidatud järgmises tabelis.

Nende kahe parameetri lihtne korrutamine annab lihtsalt küttekeha lubatud eripinnavõimsuse.

Märkus. Praktika näitab, et kõrge temperatuuriga (alates 700 kraadi) küttega muhvelahjude puhul on βadd optimaalne väärtus 1,6 W/cm² nikroomjuhtide jaoks ja ligikaudu 2,0÷2,2 W/cm² fekraalide jaoks. Kui ahi töötab kütterežiimil kuni 400 kraadi, siis selliseid jäikaid raame pole - indikaatoritele saab keskenduda alates 4 kuni 6 W/cm².

Nii ka koos pinnaspetsiifilise lubatud väärtus võimsust määrata. See tähendab, et on vaja leida eelnevalt arvutatud küttekeha erivõimsus ja võrrelda seda lubatavaga.

Väga sageli, kui soovite teha või remontida küttekeha isetegemise elektriahjud, on inimesel palju küsimusi. Näiteks millise läbimõõduga traati võtta, milline peaks olema selle pikkus või millise võimsuse saab antud parameetritega traati või teipi kasutades jne. Selle probleemi lahendamise õige lähenemisviisi korral on vaja arvestada üsna paljude parameetritega, näiteks läbiva voolu tugevusega. küttekeha, töötemperatuur, elektrivõrgu tüüp ja teised.

See artikkel sisaldab viiteandmeid kütteseadmete valmistamisel kõige levinumate materjalide kohta. elektriahjud, samuti nende arvutamise metoodika ja näited (elektriahjude küttekehade arvutamine).

Küttekehad. Materjalid küttekehade valmistamiseks

Otseselt küttekeha- üks kõige enam olulised elemendid ahi, see on see, kes kütab, on kõrgeima temperatuuriga ja määrab kütteseadme kui terviku jõudluse. Seetõttu peavad kütteseadmed vastama mitmetele nõuetele, mis on loetletud allpool.

Nõuded kütteseadmetele

Põhinõuded kütteseadmetele (küttekeha materjalidele):
  • Küttekehadel peab olema piisav kuumakindlus (katlakivikindlus) ja kuumakindlus. Kuumakindlus - mehaaniline tugevus juures kõrged temperatuurid. Kuumakindlus - metallide ja sulamite vastupidavus gaasikorrosioonile kõrgetel temperatuuridel (kuumuskindluse ja kuumakindluse omadused on täpsemalt kirjeldatud lehel).
  • Kütteseade elektriahjus peab olema valmistatud suure elektritakistusega materjalist. räägivad selge keel Mida suurem on materjali elektritakistus, seda rohkem see kuumeneb. Seega, kui võtate väiksema takistusega materjali, vajate pikemat ja väiksema ristlõikepindalaga kütteseadet. Alati ei saa ahju panna piisavalt pikka küttekeha. Arvestada tuleks ka sellega mida suurem on traadi läbimõõt, millest kütteseade on valmistatud, seda pikem on selle kasutusiga . Suure elektritakistusega materjalideks on näiteks kroomi-nikli sulam, raua-kroom-alumiiniumi sulam, mis on suure elektritakistusega täppissulamid.
  • Madal temperatuuritakistustegur on küttekeha materjali valimisel oluline tegur. See tähendab, et kui temperatuur muutub, siis materjali elektritakistus küttekeha ei muuda palju. Kui elektritakistuse temperatuurikoefitsient on suur, on ahju külmas olekus sisselülitamiseks vaja kasutada trafosid, mis annavad algselt vähendatud pinge.
  • Küttekeha materjalide füüsikalised omadused peavad olema püsivad. Mõned materjalid, näiteks karborund, mis on mittemetallist küttekeha, võivad aja jooksul oma omadusi muuta. füüsikalised omadused, eriti elektritakistus, mis raskendab nende töötingimusi. Elektritakistuse stabiliseerimiseks kasutatakse suure astmete arvu ja pingevahemikuga trafosid.
  • metallmaterjalid peavad olema heade tehnoloogiliste omadustega, nimelt elastsus ja keevitatavus, et neid saaks kasutada traat, lint, ja lindilt - keeruka konfiguratsiooniga kütteelemendid. Samuti küttekehad saab valmistada mittemetallidest. Mittemetallist küttekehad pressitakse või vormitakse valmistooteks.

Materjalid küttekehade valmistamiseks

Kõige sobivamad ja enim kasutatud elektriahjude küttekehade tootmisel on suure elektritakistusega täppissulamid. Nende hulka kuuluvad kroomil ja niklil põhinevad sulamid ( kroom-nikkel), raud, kroom ja alumiinium ( raud-kroom-alumiinium). Nende sulamite klasse ja omadusi käsitletakse artiklis “Täpsusulamid. Märgid». Kroom-nikli sulamite esindajad on klassid Kh20N80, Kh20N80-N (950-1200 °C), Kh15N60, Kh15N60-N (900-1125 °С), raud-kromoalumiinium - klassid Kh23N80, Kh20N80-N (2000-5T), Kh950-5h (2) 950-1350 °С), X23Yu5 (950-1200 °C), X15Yu5 (750-1000 °C). Samuti on olemas raud-kroom-nikli sulamid - Kh15N60Yu3, Kh27N70YuZ.

Eespool loetletud sulamid on heade kuumakindluse ja kuumakindluse omadustega, mistõttu võivad need töötada kõrgel temperatuuril. hea kuumakindlus tagab kroomoksiidist kaitsekile, mis tekib materjali pinnale. Kile sulamistemperatuur on kõrgem kui sulami enda sulamistemperatuur, see ei pragune kuumutamisel ja jahutamisel.

Toome võrdlev omadus nikroom ja fekraal.
Nikroomi eelised:

  • head mehaanilised omadused nii madalatel kui kõrgetel temperatuuridel;
  • sulam on libisemiskindel;
  • on heade tehnoloogiliste omadustega - plastilisus ja keevitatavus;
  • hästi töödeldud;
  • ei vanane, mittemagnetiline.
Nikroomi puudused:
  • nikli kõrge hind - sulami üks peamisi komponente;
  • madalamad töötemperatuurid võrreldes Fechraliga.
Fechrali eelised:
  • odavam sulam võrreldes nikroomiga, tk. ei sisalda ;
  • on parem kuumakindlus kui nikroomil, näiteks Fechral X23Yu5T võib töötada temperatuuril kuni 1400 ° C (1400 ° C on maksimaalne töötemperatuur traadist Ø 6,0 mm või rohkem; Ø 3,0 - 1350 ° C; Ø 1,0–1225 °С; Ø 0,2–950 °С).
Fechrali puudused:
  • habras ja habras sulam, need negatiivsed omadused on eriti väljendunud pärast seda, kui sulam on olnud temperatuuril üle 1000 ° C;
  • sest fechral sisaldab rauda, ​​siis on see sulam magnetiline ja võib normaalsel temperatuuril niiskes atmosfääris roostetada;
  • on madala libisemiskindlusega;
  • interakteerub šamottvoodriga ja raudoksiididega;
  • Fechral küttekehad pikenevad töötamise ajal oluliselt.
Samuti sulamite võrdlus fechral Ja nikroom artiklis toodetud.

Hiljuti töötati välja Kh15N60Yu3 ja Kh27N70YuZ tüüpi sulamid; 3% alumiiniumi lisamisega, mis parandas oluliselt sulamite kuumakindlust ja nikli olemasolu kõrvaldas praktiliselt raud-kroom-alumiiniumisulamite puudused. Sulamid Kh15N60YuZ, Kh27N60YUZ ei suhtle šamoti ja raudoksiididega, on üsna hästi töödeldud, mehaaniliselt tugevad, mitte rabedad. Sulami X15N60YUZ maksimaalne töötemperatuur on 1200 °C.

Lisaks ülaltoodud niklil, kroomil, raual, alumiiniumil põhinevatele sulamitele kasutatakse küttekehade valmistamiseks ka muid materjale: tulekindlaid metalle, aga ka mittemetalle.

Küttekehade valmistamiseks kasutatavatest mittemetallidest kasutatakse karborundi, molübdeendisilitsiidi, kivisütt ja grafiiti. Kõrgtemperatuurilistes ahjudes kasutatakse karborundi ja molübdeeni disilitsiidsoojendeid. Kaitsva atmosfääriga ahjudes kasutatakse süsinik- ja grafiitküttekehasid.

Tulekindlatest materjalidest saab küttekehadena kasutada tantaali ja nioobiumi. Kõrge temperatuuriga vaakum- ja kaitsva atmosfääriga ahjudes, molübdeenküttekehad Ja volfram. Molübdeenküttekehad võivad töötada kuni temperatuurini 1700 °C vaakumis ja kuni 2200 °C kaitsvas atmosfääris. See temperatuuride erinevus on tingitud molübdeeni aurustumisest vaakumis temperatuuril üle 1700 °C. Volframküttekehad võivad töötada kuni 3000 °C. Erijuhtudel kasutatakse tantaal- ja nioobiumsoojendeid.

Elektriahjude küttekehade arvutamine

Tavaliselt on sisendandmeteks võimsus, mida kütteseadmed peavad tagama, maksimaalne temperatuur, mis on vajalik vastava rakendamiseks tehnoloogiline protsess(karastamine, karastamine, paagutamine jne) ja elektriahju tööruumi mõõtmed. Kui ahju võimsust pole seadistatud, saab selle määrata rusikareegliga. Küttekehade arvutamisel on vaja saada läbimõõt ja pikkus (traadi jaoks) või ristlõike pindala ja pikkus (lindi jaoks), mis on vajalikud küttekehade tootmine.

Samuti on vaja kindlaks määrata materjal, millest valmistada küttekehad(seda elementi artiklis ei käsitleta). Selles artiklis vaadeldakse küttekehade materjalina kõrge elektritakistusega nikli-kroomi täppissulamit, mis on kütteelementide valmistamisel üks populaarsemaid.

Küttekeha (nikroomtraadi) läbimõõdu ja pikkuse määramine antud ahju võimsuse jaoks (lihtne arvutus)

Võib-olla kõige rohkem lihtne variant küttekeha arvutamine nikroom on läbimõõdu ja pikkuse valik küttekeha antud võimsusel, võrgu toitepinge ja ka kütteseadme temperatuur. Vaatamata arvutuse lihtsusele on sellel üks omadus, millele me allpool tähelepanu pöörame.

Kütteelemendi läbimõõdu ja pikkuse arvutamise näide

Algandmed:
Seadme võimsus P = 800 W; võrgupinge U = 220 V; küttekeha temperatuur 800 °C. Kütteelemendina kasutatakse nikroomtraati X20H80.

1. Kõigepealt peate määrama kütteelementi läbiva voolutugevuse:
I=P/U \u003d 800 / 220 \u003d 3,63 A.

2. Nüüd peate leidma küttekeha takistuse:
R = U/I = 220 / 3,63 = 61 oomi;

3. Lähtudes lõikes 1 saadud väärtusest läbiva voolu kohta nikroom kütteseade, peate valima traadi läbimõõdu. Ja see hetk on oluline. Kui näiteks voolutugevusel 6 A kasutatakse 0,4 mm läbimõõduga nikroomtraati, siis see põleb läbi. Seetõttu on voolutugevuse arvutamisel vaja tabelist valida sobiv traadi läbimõõdu väärtus. Meie puhul valime voolutugevuse 3,63 A ja küttekeha temperatuuri 800 ° C jaoks läbimõõduga nikroomtraadi d = 0,35 mm ja ristlõikepindala S \u003d 0,096 mm 2.

Üldreegel traadi läbimõõdu valik saab sõnastada järgmiselt: tuleb valida juhe, mille lubatud voolutugevus ei ole väiksem küttekeha läbivast arvutuslikust voolutugevusest. Küttekeha materjali säästmiseks tuleks valida lähima suurema (arvutuslikust) lubatud vooluga traat.

Tabel 1

Nikroomtraatsoojendit läbiv lubatud vool, mis vastab horisontaalselt riputatud traadi teatud kuumutustemperatuuridele normaalse temperatuuriga rahulikus õhus
Läbimõõt, mm Nikroomtraadi ristlõikepindala, mm 2 Nikroomtraadi küttetemperatuur, °C
200 400 600 700 800 900 1000
Maksimaalne lubatud vool, 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

Märge :
  • kui küttekehad on kuumutatud vedeliku sees, saab koormust (lubatud voolu) suurendada 1,1–1,5 korda;
  • kui küttekehad on suletud (näiteks kambriga elektriahjudes), on vaja koormust vähendada 1,2 - 1,5 korda (jämedama traadi puhul võetakse väiksem koefitsient, peenikese puhul suurem).
4. Järgmisena määrake nikroomtraadi pikkus.
R = ρ l/S ,
Kus R - juhi (soojendi) elektritakistus [oomi], ρ - küttekeha materjali elektritakistus [Ohm mm 2 / m], l - juhi (soojendi) pikkus [mm], S - juhi (küttekeha) ristlõikepindala [mm 2 ].

Seega saame küttekeha pikkuse:
l = R S/ρ \u003d 61 0,096 / 1,11 \u003d 5,3 m.

Selles näites kasutatakse küttekehana nikroomtraati Ø 0,35 mm. Kooskõlas "Suure elektritakistusega täppissulamitest valmistatud traat. Tehnilised andmed" Nikroomtraadi kaubamärgi Kh20N80 elektrilise takistuse nimiväärtus on 1,1 oomi mm 2 / m ( ρ \u003d 1,1 Ohm mm 2 / m), vaata tabelit. 2.

Arvutuste tulemuseks on nikroomtraadi vajalik pikkus, mis on 5,3 m, läbimõõt - 0,35 mm.

tabel 2

Küttekeha (nikroomtraadi) läbimõõdu ja pikkuse määramine antud ahju jaoks (üksikasjalik arvutus)

Selles lõigus esitatud arvutus on keerulisem kui ülaltoodud. Siin võtame arvesse kütteseadmete täiendavaid parameetreid, proovime välja selgitada kütteseadmete ühendamise võimalused kolmefaasilise vooluvõrguga. Küttekeha arvutamine toimub elektriahju näitel. Olgu algandmeteks ahju sisemõõtmed.

1. Esimene asi, mida teha, on arvutada ahju sees oleva kambri maht. Sel juhul võtame h = 490 mm, d = 350 mm ja l = 350 mm (vastavalt kõrgus, laius ja sügavus). Seega saame helitugevuse V = h d l \u003d 490 350 350 \u003d 60 10 6 mm 3 \u003d 60 l (mahu mõõt).

2. Järgmisena peate määrama võimsuse, mida ahi peaks välja andma. Võimsust mõõdetakse vattides (W) ja selle määrab pöidlareegel: 10–50-liitrise elektriahju puhul on erivõimsus 100 W / l (vatti mahu liitri kohta), mahuga 100–500 liitrit - 50–70 W / l. Võtame vaadeldava ahju erivõimsuseks 100 W/l. Seega peaks elektriahju küttekeha võimsus olema P \u003d 100 60 \u003d 6000 W \u003d 6 kW.

Tuleb märkida, et võimsusega 5-10 kW küttekehad tehakse tavaliselt ühes faasis. Suure võimsuse korral tehakse võrgu ühtlaseks koormamiseks kütteseadmed kolmefaasiliseks.

3. Seejärel peate leidma küttekeha läbiva voolu tugevuse I=P/U , Kus P - küttekeha võimsus, U - küttekeha pinge (selle otste vahel) ja küttekeha takistus R = U/I .

Võib olla kaks võimalust elektrivõrguga liitumiseks:

  • majapidamise ühefaasilise vooluvõrku - siis U = 220 V;
  • kolmefaasilise voolu tööstusvõrku - U = 220 V (nulljuhtme ja faasi vahel) või U = 380 V (mis tahes kahe faasi vahel).
Lisaks tehakse arvutused eraldi ühefaasiliste ja kolmefaasiliste ühenduste jaoks.

I=P/U \u003d 6000 / 220 \u003d 27,3 A - kütteseadet läbiv vool.
Siis on vaja määrata ahjuküttekeha takistus.
R = U/I \u003d 220 / 27,3 \u003d 8,06 oomi.

Joonis 1 Traatküttekeha ühefaasilises vooluvõrgus

Traadi läbimõõdu ja selle pikkuse soovitud väärtused määratakse kindlaks käesoleva lõike punktis 5.

Seda tüüpi ühenduse korral jaotatakse koormus ühtlaselt kolme faasi vahel, s.t. 6/3 = 2 kW faasi kohta. Seega vajame 3 kütteseadet. Järgmisena peate valima kütteseadmete (koormuse) otsese ühendamise meetodi. Võib olla 2 võimalust: "TÄHT" või "KOLMNURK".

Väärib märkimist, et selles artiklis on voolutugevuse arvutamise valemid ( I ) ja vastupanu ( R ) kolmefaasilise võrgu jaoks ei ole kirjutatud klassikalisel kujul. Seda tehakse selleks, et küttekehade arvutamise materjali esitamine elektriliste terminite ja määratlustega ei muutuks keeruliseks (näiteks ei mainita faasi- ja joonpingeid ja voolusid ning nendevahelisi seoseid). Klassikalise lähenemise ja kolmefaasiliste ahelate arvutamise valemid leiate erialakirjandusest. Selles artiklis on mõned klassikaliste valemitega tehtud matemaatilised teisendused lugeja eest varjatud ja see ei mõjuta lõpptulemust.

Ühendamisel tüüp "STAR" kütteseade on ühendatud faasi ja nulli vahele (vt joonis 2). Sellest lähtuvalt on pinge küttekeha otstes U = 220 V.
I=P/U \u003d 2000 / 220 \u003d 9,10 A.
R = U/I = 220 / 9,10 = 24,2 oomi.

Joonis 2 Traatküttekeha kolmefaasilises vooluvõrgus. Ühendus vastavalt skeemile "STAR".

Ühendamisel tüüp "TRIANGLE" kütteseade on ühendatud kahe faasi vahel (vt joonis 3). Sellest lähtuvalt on pinge küttekeha otstes U = 380 V.
Kütteseadet läbiv vool on
I=P/U \u003d 2000 / 380 \u003d 5,26 A.
Ühe küttekeha vastupidavus -
R = U/I \u003d 380 / 5,26 \u003d 72,2 oomi.

Joonis 3 Traatküttekeha kolmefaasilises vooluvõrgus. Ühendus vastavalt skeemile "KOLMNURK"

4. Pärast vastava elektrivõrguga ühendusega küttekeha takistuse määramist vali traadi läbimõõt ja pikkus.

Ülaltoodud parameetrite määramisel on vaja analüüsida küttekeha eripindvõimsus, st. hajutatud võimsus pinnaühiku kohta. Kerise pinnavõimsus sõltub kuumutatava materjali temperatuurist ja küttekehade konstruktsioonist.

Näide
Eelnevatest arvutuspunktidest (vt selle lõigu lõiget 3) teame küttekeha takistust. Ühefaasilise ühendusega 60-liitrise ahju jaoks on see R = 8,06 oomi. Näiteks võtke 1 mm läbimõõt. Siis on vajaliku takistuse saavutamiseks vajalik l = R / p \u003d 8,06 / 1,4 \u003d 5,7 m nikroomtraati, kus ρ - 1 m juhtme elektritakistuse nimiväärtus [oomi / m]. Selle nikroomtraadi tüki mass on m = l μ \u003d 5,7 0,007 \u003d 0,0399 kg \u003d 40 g, kus μ - 1 m traadi kaal. Nüüd on vaja määrata 5,7 m pikkuse traaditüki pindala. S = l π d \u003d 570 3,14 0,1 \u003d 179 cm 2, kus l – traadi pikkus [cm], d – traadi läbimõõt [cm]. Seega tuleks 179 cm 2 suuruselt alalt eraldada 6 kW. Lahendades lihtsa proportsiooni, saame, et võimsus vabaneb 1 cm 2-st β = P/S \u003d 6000 / 179 \u003d 33,5 W, kus β - küttekeha pinnavõimsus.

Saadud pinnavõimsus on liiga suur. Kütteseade sulab, kui seda kuumutada temperatuurini, mis annaks saadud pinnavõimsuse väärtuse. See temperatuur on kõrgem kui küttekeha materjali sulamistemperatuur.

Toodud näide demonstreerib küttekeha valmistamisel kasutatava traadi läbimõõdu vale valikut. Selle lõigu lõikes 5 on toodud näide läbimõõdu õige valiku kohta.

Iga materjali jaoks määratakse olenevalt nõutavast küttetemperatuurist pinnavõimsuse lubatud väärtus. Seda saab määrata spetsiaalsete tabelite või graafikute abil. Nendes arvutustes kasutatakse tabeleid.

Sest kõrge temperatuuriga ahjud(temperatuuril üle 700–800 ° C) on lubatud pinnavõimsus, W / m 2, võrdne β lisa \u003d β eff α , Kus β eff - küttekehade pinnavõimsus sõltuvalt soojust vastuvõtva keskkonna temperatuurist [W / m 2 ], α on kiirgustõhususe tegur. β eff valitakse vastavalt tabelile 3, α - vastavalt tabelile 4.

Kui madala temperatuuriga ahi(temperatuur alla 200–300 ° C), siis võib lubatava pinnavõimsuse lugeda võrdseks (4–6) · 10 4 W / m 2.

Tabel 3

Küttekehade efektiivne eripinna võimsus sõltuvalt soojust vastuvõtva keskkonna temperatuurist
Soojust vastuvõtva pinna temperatuur, °C β eff, W/cm 2 küttekeha temperatuuril, °С
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

Tabel 4

Traatspiraalid, poolsuletud voodri soontes

Traadispiraalid riiulitel torudes

Traadist siksakilised (varraste) küttekehad

Oletame, et küttekeha temperatuur on 1000 °C ja me tahame töödeldavat detaili kuumutada temperatuurini 700 °C. Seejärel valime vastavalt tabelile 3 β eff \u003d 8,05 W / cm 2, α = 0,2, β lisa \u003d β eff α \u003d 8,05 0,2 \u003d 1,61 W / cm 2 \u003d 1,61 10 4 W / m 2.

5. Pärast küttekeha lubatud pinnavõimsuse määramist on vajalik leida selle läbimõõt(traatküttekehade jaoks) või laius ja paksus(lintsoojendite jaoks), samuti pikkus.

Traadi läbimõõtu saab määrata järgmise valemi abil: d - traadi läbimõõt, [m]; P - küttekeha võimsus, [W]; U - pinge küttekeha otstes, [V]; β lisada - küttekeha lubatud pinnavõimsus, [W/m 2 ]; ρt - küttekeha materjali eritakistus antud temperatuuril [Ohm m].
ρ t = ρ 20 k , Kus ρ 20 - küttekeha materjali elektritakistus temperatuuril 20 °C, [oomi m] k - parandustegur elektritakistuse muutuse arvutamiseks sõltuvalt temperatuurist ( võrra ).

Traadi pikkuse saab määrata järgmise valemiga:
l - traadi pikkus [m].

Valime traadi läbimõõdu ja pikkuse nikroom Х20Н80. Küttekeha materjali elektriline eritakistus on
ρ t = ρ 20 k \u003d 1,13 10 -6 1,025 \u003d 1,15 10 -6 oomi m.

Kodumajapidamises kasutatav ühefaasiline vooluvõrk
Kodumajapidamises kasutatava ühefaasilise vooluvõrku ühendatud 60-liitrise pliidi puhul on eelmiste arvutusetappide põhjal teada, et ahju võimsus on P \u003d 6000 W, pinge küttekeha otstes - U = 220 V, pinnasoojendi lubatud võimsus β lisada \u003d 1,6 10 4 W / m 2. Siis saame

Saadud suurus tuleb ümardada ülespoole lähima suurema standardini. Nikroom- ja fekraaltraadi standardsuurused leiate siit. Lisa 2, tabel 8. Sel juhul lähim suur standardsuurus on Ø 2,8 mm. Küttekeha läbimõõt d = 2,8 mm.

Küttekeha pikkus l = 43 m.

Mõnikord on vaja määrata ka vajaliku koguse traadi mass.
m = l μ , Kus m - traaditüki mass, [kg]; l - traadi pikkus, [m]; μ - erikaal (1 meetri traadi mass), [kg/m].

Meie puhul küttekeha mass m = l μ \u003d 43 0,052 \u003d 2,3 kg.

See arvutus annab minimaalse traadi läbimõõdu, mille juures saab seda antud tingimustel küttekehana kasutada.. Materjali kokkuhoiu seisukohalt on selline arvutus optimaalne. Sel juhul võib kasutada ka suurema läbimõõduga traati, kuid siis selle kogus suureneb.

Läbivaatus
Arvutustulemused saab kontrollida järgmisel viisil. Saadi traadi läbimõõt 2,8 mm. Siis on meile vajalik pikkus
l = R / (ρ k) \u003d 8,06 / (0,179 1,025) \u003d 43 m, kus l - traadi pikkus, [m]; R - küttekeha takistus, [oomi]; ρ - 1 m juhtme elektritakistuse nimiväärtus, [Ohm/m]; k - parandustegur elektritakistuse muutuse arvutamiseks sõltuvalt temperatuurist.
See väärtus on sama mis teisest arvutusest saadud väärtus.

Nüüd on vaja kontrollida, kas meie poolt valitud kerise pinnavõimsus ei ületa 4. sammus leitud lubatud pinnavõimsust. β = P/S \u003d 6000 / (3,14 4300 0,28) \u003d 1,59 W / cm 2. Saadud väärtus β \u003d 1,59 W / cm 2 ei ületa β lisada \u003d 1,6 W / cm 2.

Tulemused
Seega vajab kütteseade 43 meetrit X20H80 nikroomtraati läbimõõduga 2,8 mm, mis on 2,3 kg.

Tööstuslik kolmefaasiline vooluvõrk
Samuti leiate kolmefaasilise vooluvõrguga ühendatud ahjuküttekehade valmistamiseks vajaliku traadi läbimõõdu ja pikkuse.

Nagu on kirjeldatud punktis 3, on iga kolme küttekeha võimsus 2 kW. Leidke ühe küttekeha läbimõõt, pikkus ja mass.

STAR ühendus(vt joonis 2)

Sel juhul on lähim suurem standardmõõt Ø 1,4 mm. Küttekeha läbimõõt d = 1,4 mm.

Ühe küttekeha pikkus l = 30 m.
Ühe küttekeha kaal m = l μ \u003d 30 0,013 \u003d 0,39 kg.

Läbivaatus
Saadi traadi läbimõõt 1,4 mm. Siis on meile vajalik pikkus
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, see ei ületa lubatut.

Tulemused
Kolme küttekeha jaoks, mis on ühendatud vastavalt skeemile "STAR", vajate
l \u003d 3 30 \u003d 90 m traati, mis on
m \u003d 3 0,39 \u003d 1,2 kg.

Ühenduse tüüp "TRIANGLE"(vt joonis 3)

Sel juhul on lähim suurem standardmõõt Ø 0,95 mm. Küttekeha läbimõõt d = 0,95 mm.

Ühe küttekeha pikkus l = 43 m.
Ühe küttekeha kaal m = l μ \u003d 43 0,006 \u003d 0,258 kg.

Läbivaatus
Saadi traadi läbimõõt 0,95 mm. Siis on meile vajalik pikkus
l = R / (ρ k) \u003d 72,2 / (1,55 1,025) \u003d 45 m.

See väärtus langeb peaaegu kokku teise arvutuse tulemusel saadud väärtusega.

Pinnavõimsus saab olema β = P/S \u003d 2000 / (3,14 4300 0,095) \u003d 1,56 W / cm 2, see ei ületa lubatut.

Tulemused
Kolme küttekeha jaoks, mis on ühendatud vastavalt skeemile "KOLMNURK", vajate
l \u003d 3 43 \u003d 129 m traati, mis on
m \u003d 3 0,258 \u003d 0,8 kg.

Kui võrrelda kahte ülalkirjeldatud võimalust kütteseadmete ühendamiseks kolmefaasilise vooluvõrguga, näeme, et "STAR" nõuab suurema läbimõõduga traati kui "TRIANGLE" (1,4 mm vs. 0,95 mm), et saavutada antud ahju võimsus 6 kW. Kus nikroomtraadi nõutav pikkus, kui see on ühendatud vastavalt skeemile "STAR", on väiksem kui juhtme pikkus "TRIANGLE" tüüpi ühendamisel(90 m vs. 129 m) ja vajalik mass, vastupidi, on rohkem (1,2 kg vs 0,8 kg).

Spiraalarvutus

Töötamise ajal on peamine ülesanne paigutada hinnangulise pikkusega kütteseade ahju piiratud ruumi. Nikroom- ja fekraalne traat on keritud spiraalidena või painutatud siksakidena, lint on painutatud siksakidena, mis võimaldab mahutada suur kogus materjali (pikisuunas) töökambrisse. Kõige tavalisem variant on spiraal.

Spiraali sammu ja selle läbimõõdu ning traadi läbimõõdu suhted on valitud selliselt, et hõlbustada küttekehade paigutamist ahju, tagada nende piisav jäikus, välistada võimalikult suurel määral keerdude lokaalne ülekuumenemine. spiraalist endast ja samal ajal ei takista soojusülekannet neilt toodetele.

Mida suurem on spiraali läbimõõt ja väiksem on selle samm, seda lihtsam on küttekehasid ahju paigutada, kuid läbimõõdu suurenemisega väheneb spiraali tugevus ja selle pöörete kalduvus asetseda kummagi peale. muud tõusud. Teisest küljest suureneb mähise sageduse suurenemisega selle pöörete toodetele suunatud osade varjestusefekt ülejäänud osas ja sellest tulenevalt halveneb selle pinna kasutus, samuti võib tekkida lokaalne ülekuumenemine.

Praktika on kehtestanud täpselt määratletud soovitatavad suhted traadi läbimõõdu vahel ( d ), samm ( t ) ja spiraali läbimõõt ( D ) traadile Ø 3 kuni 7 mm. Need suhted on järgmised: t ≥ 2d Ja D = (7÷10) d nikroomile ja D = (4÷6) d - vähem vastupidavate raud-kroom-alumiiniumisulamite jaoks, nagu fechral jne. Peenemate juhtmete puhul suhe D Ja d ja t tavaliselt võta rohkem.

Järeldus

Artiklis käsitleti erinevaid sellega seotud aspekte elektriahju küttekehade arvutamine- materjalid, arvutusnäited koos vajalike võrdlusandmetega, viited standarditele, illustratsioonid.

Näidetes ainult arvutamise meetodid traatküttekehad. Lisaks täppissulamitest valmistatud traadile saab teipi kasutada ka küttekehade valmistamiseks.

Kütteseadmete arvutamine ei piirdu nende suuruste valikuga. Samuti on vaja kindlaks määrata materjal, millest kütteseade tuleks valmistada, küttekeha tüüp (traat või lint), küttekehade asukoha tüüp ja muud omadused. Kui kütteseade on valmistatud spiraali kujul, on vaja kindlaks määrata pöörete arv ja nendevaheline samm.

Loodame, et artikkel oli teile kasulik. Lubame selle tasuta levitamist tingimusel, et säilib link meie veebisaidile http://www.sait.

Ebatäpsuste korral palume teavitada meid e-posti teel info@veebileht või kasutades Orfus süsteemi, tuues esile veaga teksti ja vajutades Ctrl + Enter.

Bibliograafia

  • Djakov V.I. "Elektriseadmete tüüpilised arvutused".
  • Žukov L.L., Plemjannikova I.M., Mironova M.N., Barkaja D.S., Šumkov Yu.V. "Soojendite sulamid".
  • Sokunov B.A., Grobova L.S. "Elektrotermilised paigaldised (elektritakistusahjud)".
  • Feldman I.A., Gutman M.B., Rubin G.K., Shadrich N.I. "Elektritakistusahjude küttekehade arvutamine ja projekteerimine".
  • http://www.horss.ru/h6.php?p=45
  • http://www.electromonter.info/advice/nichrom.html
Üles