Kako izračunati duljinu nichrome žice. Električni grijaći elementi, grijaći elementi, vrste, izvedbe, spajanje i ispitivanje Otvorena nikromirana spirala
Proračun nikromske spirale. Spremni za izradu nichrome spirale. Nichrome duljina na 220 volti
Proračun nikromske spirale. Spremni za izradu nichrome spirale
Kod namotavanja nikrom spirale za grijaće elemente radnja se često izvodi metodom pokušaja i pogreške, a zatim se na spiralu dovodi napon i zagrijavanjem nikrom žice niti odabiru potreban broj zavoja.
Obično takav postupak traje dugo, a nichrome gubi svoje karakteristike s višestrukim pregibima, što dovodi do brzog izgaranja na mjestima deformacije. U najgorem slučaju, nikromski otpad dobiva se iz poslovnog nikroma.
Uz njegovu pomoć možete točno odrediti duljinu zavoja do zavoja. Ovisno o Ø nikrom žice i Ø šipke na koju je namotana nikrom spirala. Nije teško ponovno izračunati duljinu nikromske spirale na drugačiji napon pomoću jednostavnog matematičkog omjera.
|
Ø nikroma 0,2 mm |
Ø nikroma 0,3 mm | nikrom 0,4 mm | Ø nikroma 0,5 mm | Ø nikroma 0,6 mm | Ø nikroma 0,7 mm | ||||||
| šipka Ø, mm | duljina spirale, cm |
šipka, mm |
duljina spirale, cm |
šipka, mm |
duljina spirale, cm |
šipka, mm |
duljina spirale, cm |
šipka, mm |
duljina spirale, cm |
šipka, mm |
duljina 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 duljinu nikromske spirale za napon od 380 V od žice Ø 0,3 mm, šipke za namatanje Ø 4 mm. Tablica pokazuje da će duljina 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 nichrome žice
Duljina nichrome žice za proizvodnju spirale određuje se na temelju potrebne snage.
Primjer: Odredite duljinu nikromirane 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 ohma
3) Prema ovim podacima (vidi tablicu 1), biramo d=0,45; S=0,159
zatim duljina nikroma
l \u003d SR / ρ \u003d 0,159 81 / 1,1 \u003d 11,6 m
gdje je l - duljina žice (m)
S - presjek žice (mm2)
R - otpor žice (Ohm)
ρ - otpor (za nikrom ρ=1,0÷1,2 Ohm mm2/m)
Naša tvrtka PARTAL spremna je proizvesti nichrome spiralu prema specifikacijama i skicama kupca
Isplativo je kupiti nichrome spiralu u tvrtki PARTAL
Nikrom za spiralu Visoka kvaliteta samo ruske proizvodnje. Stroga usklađenost s kvalitetom i markom
partalstalina.ru
Proračun nichrome spirale | Koristan
Izračun nichrome spirale je zapravo vrlo važan proces. Vrlo često, u tvornicama, industrijama, tvornicama, to se zanemaruje i izračun se vrši "na oko", nakon čega se spirala spaja na mrežu, a zatim se odabire potreban broj zavoja ovisno o zagrijavanju nichrome žice. . Možda je ovaj postupak vrlo jednostavan, ali traje dugo i dio nikroma se jednostavno gubi.
Međutim, ovaj se postupak može izvesti mnogo točnije, lakše i brže. Kako biste racionalizirali svoj rad, izračunali nichrome spiralu za napon od 220 volti, možete koristiti donju tablicu. Na temelju činjenice da je specifični otpor nikroma (Ohm mm2 / m) C, možete brzo izračunati duljinu namota od zavoja do zavoja ovisno o promjeru šipke na koju je nikromova nit namotana, a izravno o samoj debljini nikromske žice. A pomoću jednostavnog matematičkog omjera možete jednostavno izračunati duljinu spirale za različiti napon.
Na primjer, trebate odrediti duljinu nikromske spirale za napon od 127 volti od žice čija je debljina 0,3 mm i šipke za namatanje promjera 4 mm. Gledajući tablicu, može se vidjeti da će duljina ove spirale za napon od 220 V biti 22 cm. Izrađujemo jednostavan omjer: 220 V - 22 cm 127 V - X cm zatim: X \u003d 127 22 / 220 \u003d 12,7 cm
Nakon što namotate nichrome spiralu, pažljivo je spojite, bez rezanja, na izvor napona i uvjerite se u svoje proračune, odnosno u proračune ispravnog namotavanja. I vrijedi zapamtiti da se za zatvorene spirale duljina namota povećava za trećinu vrijednosti navedene u ovoj tablici.
Nikromova žica, proračun težine nikroma, primjena nikroma
www.olakis.ru
Električne spirale NICHROMA proizvodimo prema specifikacijama i skicama kupca
Nichrome spirala
Svatko zna što je nichrome spirala. Ovo je grijaći element u obliku žice namotane vijkom za kompaktno postavljanje.
Ova je žica izrađena od nikroma, precizne legure čije su glavne komponente nikal i krom.
"Klasični" sastav ove legure je 80% nikla, 20% kroma.
Sastav imena ovih metala formirao je naziv koji označava skupinu krom-nikal legura - "nikrom".
Najpoznatije marke nichrome su X20H80 i X15H60. Prvi od njih blizak je "klasici". Sadrži 72-73% nikla i 20-23% kroma.
Drugi je dizajniran za smanjenje troškova i poboljšanje obradivosti žice.
Na temelju ovih legura dobivene su njihove modifikacije s većom izdržljivošću i otpornošću na oksidaciju pri visokim temperaturama.
To su marke Kh20N80-N (-N-VI) i Kh15N60 (-N-VI). Koriste se za grijaće elemente u dodiru sa zrakom. Preporučena maksimalna radna temperatura je od 1100 do 1220 °C
Upotreba nichrome žice
Glavna kvaliteta nikroma je visoka otpornost električna struja. Definira opseg legure.
Nichrome spirala se koristi u dvije kvalitete - kao grijaći element ili kao materijal za električni otpor električnih krugova.
Za grijače se koristi električna spirala od legura Kh20N80-N i Kh15N60-N.
Primjeri primjene:
- toplinski reflektori za kućanstvo i grijalice s ventilatorima;
- Grijaći elementi za kućanske grijaće uređaje i grijanje na struju;
- grijači za industrijske peći i toplinsku opremu.
Legure Kh15N60-N-VI i Kh20N80-N-VI dobivene u vakuumskim indukcijskim pećima koriste se u industrijska oprema povećana pouzdanost.
Spirala izrađena od nikroma razreda 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 elektroničkih sklopova, kritični dijelovi vakuumskih uređaja.
Kako namotati spiralu iz nikroma
Otporna ili grijaća zavojnica može se napraviti kod kuće. Da biste to učinili, potrebna vam je nichrome žica odgovarajuće marke i točan izračun potrebne duljine.
Izračun nikrom spirale temelji se na otporu žice i potrebnoj snazi ili otporu, ovisno o namjeni spirale. Pri izračunavanju snage potrebno je uzeti u obzir najveću dopuštenu struju pri kojoj se zavojnica zagrijava do određene temperature.
Računovodstvo temperature
Na primjer, žica promjera 0,3 mm pri struji od 2,7 A zagrijat će se do 700 ° C, a struja od 3,4 A zagrijat će je do 900 ° C.
Za izračun temperature i struje postoje referentne tablice. Ali još uvijek morate uzeti u obzir uvjete rada grijača.
Kada se uroni u vodu, prijenos topline se povećava, tada se maksimalna struja može povećati do 50% izračunate.
Zatvoreni cijevni grijač, naprotiv, pogoršava rasipanje topline. U tom se slučaju dopuštena struja također mora smanjiti za 10-50%.
Na intenzitet odvođenja topline, a time i na temperaturu grijača, utječe nagib spirale.
Usko raspoređene zavojnice daju više topline, veći korak poboljšava hlađenje.
Treba napomenuti da su svi tablični izračuni dani za grijač koji se nalazi vodoravno. Kada se kut prema horizontu promijeni, pogoršavaju se uvjeti za odvođenje topline.
Proračun otpora nikromske spirale i njezine duljine
Odlučivši se o snazi, prelazimo na izračun potrebnog otpora.
Ako je odlučujući parametar snaga, tada prvo pronalazimo potrebnu struju prema formuli I \u003d P / U.
Imajući snagu struje, određujemo potrebni otpor. Za to 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 - jakost struje.
Izračun otpora nichrome žice je spreman.
Sada odredimo duljinu koja nam je potrebna. Ovisi o otporu i promjeru žice.
Možete napraviti izračun na temelju otpornosti nikroma: L=(Rπd2)/4ρ.
- L je željena duljina;
- R je otpor žice;
- d je promjer žice;
- ρ je otpor nikroma;
- π je konstanta 3.14.
Ali lakše je uzeti gotov linearni otpor iz tablica GOST 12766.1-90. Tamo također možete izvršiti korekcije temperature, ako trebate uzeti u obzir promjenu otpora tijekom zagrijavanja.
U ovom slučaju izračun će izgledati ovako: L=R/ρld, gdje je ρld otpor jednog metra žice promjera d.
Spiralno navijanje
Sada napravimo geometrijski izračun nichrome spirale. Odabrali smo promjer žice d, odredili potrebnu duljinu L i imamo šipku promjera D za namatanje. Koliko okretaja trebate napraviti? Duljina jednog zavoja je: π(D+d/2). Broj zavoja je N=L/(π(D+d/2)). Izračun završen.
praktično rješenje
U praksi se rijetko tko bavi neovisnim namotavanjem žice za otpornik ili grijač.
Lakše je kupiti nichrome spiralu s potrebnim parametrima i, ako je potrebno, odvojiti od nje potreban broj zavoja.
Da biste to učinili, trebali biste kontaktirati tvrtku PARTAL, koja je od 1995. godine glavni dobavljač preciznih legura, uključujući nichrome žice, trake i zavojnice za grijače.
Naša tvrtka je u mogućnosti potpuno ukloniti pitanje gdje kupiti nichrome spiralu, jer smo spremni izraditi je po narudžbi prema skicama i specifikacijama kupca.
partalstalina.ru
Proračun i popravak grijaćeg namota lemilice
Kada popravljate ili kada sami izrađujete električno lemilo ili bilo koji drugi uređaj za grijanje, morate namotati grijaći namot od nichrome žice. Početni podaci za izračun i odabir žice je otpor namota lemilice ili grijača, koji se određuje na temelju njegove snage i napona napajanja. Pomoću tablice možete izračunati koliki bi trebao biti otpor namota lemilice ili grijača.
Poznavajući napon napajanja i mjerenje otpora bilo kojeg uređaja za grijanje, poput lemilice, električnog kuhala za vodu, električnog grijača ili električnog glačala, možete saznati snagu koju troši ovaj kućanski aparat. Na primjer, otpor električnog kuhala za vodu od 1,5 kW bit će 32,2 ohma.
| 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 koristiti tablicu. Recimo da trebate premotati lemilo od 60 W dizajnirano za napon napajanja od 220 V. Odaberite 60 W iz krajnjeg lijevog stupca tablice. Na gornjoj vodoravnoj crti odaberite 220 V. Kao rezultat izračuna, ispada da otpor namota lemljenog željeza, bez obzira na materijal namota, treba biti jednak 806 ohma.
Ako trebate 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 ohma. Pomoću online kalkulatora možete samostalno izračunati otpor namota bilo kojeg električnog grijača.
Nakon određivanja potrebne vrijednosti otpora namota lemljenog željeza, iz donje tablice odabire se odgovarajući promjer nikromske žice na temelju geometrijskih dimenzija namota. Nichrome žica je legura kroma i nikla koja može izdržati temperature zagrijavanja do 1000˚C i nosi oznaku X20H80. To znači da legura sadrži 20% kroma i 80% nikla.
Za namatanje spirale lemilice s otporom od 806 ohma iz gornjeg primjera trebat će vam 5,75 metara nikromirane žice promjera 0,1 mm (potrebno je podijeliti 806 na 140) ili 25,4 m žice promjera 0,2 mm i tako dalje.
Prilikom namotavanja spirale lemilice, zavoji su složeni blizu jedan drugoga. Kada se zagrije, užarena površina nikrom žice oksidira i stvara izolacijsku površinu. Ako cijela duljina žice ne stane na rukavac u jednom sloju, tada se namotani sloj prekriva tinjcem, a drugi se namotava.
Za električnu i toplinsku izolaciju namota grijaćeg elementa najbolji materijali je tinjac, tkanina od stakloplastike i azbest. Azbest ima zanimljivo svojstvo, može se namočiti vodom i postaje mekan, omogućuje 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 moguće je uključiti lemilo u mrežu 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 "
Namatanje nikromske spirale za uređaje za grijanje često se izvodi "na oko", a zatim, uključujući spiralu u mrežu, odabire se potreban broj zavoja zagrijavanjem nikromske žice. Obično takav postupak traje puno vremena, a nichrome se gubi.
Kada koristite spiralu za napon od 220 V, možete koristiti podatke dane u tablici, na temelju toga da je otpor nikroma ρ = (Ohm mm2 / m). Pomoću ove formule možete brzo odrediti duljinu zavoja do zavoja, ovisno o debljini nichrome žice i promjeru šipke na koju je spirala namotana.
Na primjer, ako je potrebno odrediti duljinu spirale za napon od 127 V od nichrome žice debljine 0,3 mm, šipka za namatanje promjera. 4 mm. Tablica pokazuje da će duljina takve spirale za napon od 220 V biti 22 cm.
Napravimo jednostavan omjer:
220 V - 22 cm
X \u003d 127 * 22 / 220 \u003d 12,7 cm.
Nakon namotavanja spirale spojite je bez rezanja na izvor napona i provjerite ispravnost namotaja. Za zatvorene spirale, duljina namota se povećava za 1/3 vrijednosti navedene u tablici.
konvencije u tablici: D - promjer šipke, mm; L je duljina spirale, cm.
| promjer nikrom 0,2 mm | promjer nikrom 0,3 mm | promjer nikrom 0,4 mm | promjer nikrom 0,5 mm | promjer nikrom 0,6 mm | promjer nikrom 0,7 mm | promjer nikrom 0,8 mm | promjer nikrom 0,9 mm | promjer nikrom 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 jedna je od najvažnijih karakteristika nikroma. Određen je mnogim čimbenicima, posebno električni otpor nikroma ovisi o veličini žice ili trake, stupnju legure. Opća formula za aktivni otpor je: R = ρ l / S R - aktivni električni otpor (Ohm), ρ - električni otpor (Ohm mm), l - duljina vodiča (m), S - površina poprečnog presjeka (mm2)
Za racionalizaciju ovog rada pri korištenju nikromske spirale za napon od 220 V, predlažem korištenje podataka navedenih u tablici, na temelju toga da je otpor nikroma = (Ohm mm2 / m) C. Uz njegovu pomoć možete brzo odrediti duljinu zavoja do zavoja, ovisno o debljini nichrome žice i promjeru šipke na koju je namotana nichrome spirala. Nije teško ponovno izračunati duljinu nikromske spirale na drugačiji napon pomoću jednostavnog matematičkog omjera.
Na primjer, potrebno je odrediti duljinu nikromske spirale za napon od 380 V od žice debljine 0,3 mm, šipke za namatanje Ø 4 mm. Tablica pokazuje da će duljina 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 namotate nichrome spiralu, spojite je bez rezanja na izvor napona i provjerite je li namotavanje ispravno. Za zatvorene spirale, duljina namota se povećava za 1/3 vrijednosti navedene u tablici. Ova tablica prikazuje teoretsku težinu 1 metra nichrome žice i trake. Razlikuje se ovisno o veličini proizvoda.
|
www.metotech.ru
| Proračun grijaćeg elementa Primjer izračuna. Zadano: 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. Vrsta legure X20H80 je nikrom, čiji je specifični otpor ρ = 1,11 μOhm m. Određujemo otpor R = U / I = 220 / 5,2 = 42,3 Ohma. Odavde izračunavamo duljinu žice: L = RS / ρ = 42,3 0,196 / 1,11 = 7,47 m. Odredite snagu grijaćeg tijela: P = U I = 220 5,2 = 1,15 kW .Pri motanju spirale uočava se odnos: D=(7÷10)d, gdje je D promjer spirale, mm, d je promjer žice, mm Napomena: - ako su grijači unutar zagrijane tekućine, tada se opterećenje (struja) može povećati za 1,1-1,5 puta; - u zatvorenoj verziji grijača, struja bi se trebala smanjiti za 1,2-1,5 puta. Manji koeficijent uzima se za deblju žicu, veći za tanku. Za prvi slučaj, koeficijent je odabran upravo suprotno.Ja ću napraviti rezervaciju: govorimo o pojednostavljenom izračunu grijaćeg elementa. Možda će nekome trebati tablica vrijednosti električnog otpora za 1 m nichrome žice, kao i njegova težina Tablica 1. Dopuštena strujna snaga nichrome žice na normalnoj temperaturi
|
||||||||
www.elektrikii.ru
Kod namotavanja nikrom spirale za grijaće elemente radnja se često izvodi metodom pokušaja i pogreške, a zatim se na spiralu dovodi napon i zagrijavanjem nikrom žice niti odabiru potreban broj zavoja.
Obično takav postupak traje dugo, a nichrome gubi svoje karakteristike s višestrukim pregibima, što dovodi do brzog izgaranja na mjestima deformacije. U najgorem slučaju, nikromski otpad dobiva se iz poslovnog nikroma.
Uz njegovu pomoć možete točno odrediti duljinu zavoja do zavoja. Ovisno o Ø nikrom žice i Ø šipke na koju je namotana nikrom spirala. Nije teško ponovno izračunati duljinu nikromske spirale na drugačiji napon pomoću jednostavnog matematičkog omjera.
Duljina nikromske spirale ovisi o promjeru nikroma i promjeru šipke
|
Ø nikroma 0,2 mm |
Ø nikrom 0,3 mm | nikrom 0,4 mm | Ø nikroma 0,5 mm | Ø nikroma 0,6 mm | Ø nikroma 0,7 mm | ||||||
| šipka Ø, mm | duljina spirale, cm |
Ø šipka, mm |
duljina spirale, cm |
Ø šipka, mm |
duljina spirale, cm |
Ø šipka, mm |
duljina spirale, cm |
Ø šipka, mm |
duljina spirale, cm |
Ø šipka, mm |
duljina 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 duljinu nikromske spirale za napon od 380 V od žice Ø 0,3 mm, šipke za namatanje Ø 4 mm. Tablica pokazuje da će duljina takve spirale za napon od 220 V biti 22 cm. Napravimo jednostavan omjer:
220 V - 22 cm
380 V - X cm
Zatim:
X = 380 22 / 220 = 38 cm
Nakon što namotate nichrome spiralu, spojite je bez rezanja na izvor napona i provjerite je li namotavanje ispravno. Za zatvorene spirale, duljina namota se povećava za 1/3 vrijednosti navedene u tablici.
Proračun električnih grijaćih elemenata od nichrome žice
Duljina nichrome žice za proizvodnju spirale određuje se na temelju potrebne snage.
Primjer: Odredite duljinu nikromirane žice za grijaći element snage P= 600 W pri U mreže = 220 V.
Riješenje:
1) I=P/U= 600/220 = 2,72 A
2) R = U/I= 220 / 2,72 = 81 ohma
3) Na temelju ovih podataka (vidi tablicu 1) odabiremo d=0,45; S=0,159
zatim duljina nikroma
l = SR / ρ\u003d 0,159 81 / 1,1 \u003d 11,6 m
Gdje l- duljina žice (m)
S- presjek žice (mm 2)
R- otpor žice (Ohm)
ρ - otpornost (za nikrom ρ=1,0÷1,2 Ohm mm 2 /m)
| Dopuštena struja (l), A | |||||||
| Ø nikroma na 700 °C , mm |
0,17 |
0,45 |
0,55 |
0,65 Prikladno je i isplativo kupiti nichrome spiralu u tvrtki PARTAL - online narudžba Dostava 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 nichrome žica. Glavni zadatak u ovom slučaju je odrediti duljinu i presjek materijala. U ovom članku ćemo govoriti o tome kako izračunati duljinu nichrome žice ili spirale iz snage, otpora i temperature.
Osnovne informacije i marke nikroma
Nikrom je legura nikla i kroma s dodatkom mangana, silicija, željeza, aluminija. 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;
- talište - 1400 ° C;
U tablicama se otpornost često daje u μOhm * m (ili 10 -6 Ohm * m) - numeričke vrijednosti su iste, razlika je u dimenziji.
Trenutno postoje dvije najčešće marke nichrome žice:
- X20H80. Sastoji se od 74% nikla i 23% kroma, kao i 1% željeza, silicija i mangana. Vodiči ove marke mogu se koristiti na temperaturama do 1250 ᵒ C, talište - 1400 ᵒ C. Također ima povećani električni otpor. Legura se koristi za izradu elemenata grijaćih uređaja. Otpornost - 1,03-1,18 μOhm m;
- X15H60. Sastav: 60% nikal, 25% željezo, 15% krom. Radna temperatura nije veća od 1150 ᵒ S. Temperatura taljenja je 1390 ᵒ S. Sadrži više željeza, što povećava magnetska svojstva legure i povećava otpornost na koroziju.
Više o klasama i svojstvima ovih legura saznat ćete iz GOST 10994-74, GOST 8803-89, GOST 12766.1-90 i drugih.
Kao što je već spomenuto, nichrome žica se koristi svugdje gdje je potrebno. grijaći elementi. Visoka otpornost i talište omogućuju korištenje nikroma kao osnove za razne grijaće elemente, od kuhala za vodu ili sušila za kosu do peći za prigušivanje.
Metode proračuna
Otporom
Hajde da shvatimo kako izračunati duljinu nichrome žice u smislu snage i otpora. Izračun počinje određivanjem potrebne snage. Zamislimo da nam treba nikromna nit za malo lemilo snage 10 vata, koje će raditi iz napajanja od 12 V. Za to imamo žicu promjera 0,12 mm.
Najjednostavniji izračun duljine nikroma u smislu snage bez uzimanja u obzir zagrijavanja izvodi se na sljedeći način:
Odredimo snagu struje:
I=P/U=10/12=0,83 A
Izračun otpora nichrome žice provodi se prema:
R=U/I=12/0,83=14,5 Ohma
Dužina žice je:
l=SR/ ρ ,
gdje je S površina poprečni presjek, ρ – otpornost.
Ili ovom formulom:
l= (Rπd2)/4 ρ
L=(14,5*3,14*0,12^2)/4*1,1=0,149m=14,9cm
Isto se može uzeti iz tab. GOST 12766.1-90. 8, gdje je naznačena vrijednost od 95,6 Ohm / m, ako je ponovno izračunate, dobit ćete gotovo istu stvar:
L=R potreban / R stol = 14,4 / 95,6 = 0,151 m = 15,1 cm
Za grijač od 10 W koji se napaja na 12 V potrebno vam je 15,1 cm.
Ako trebate izračunati broj zavoja spirale kako biste je uvijali od nichrome žice ove duljine, upotrijebite sljedeće formule:
Dužina jednog okreta:
Broj zavoja:
N=L/(π(D+d/2)),
gdje su L i d duljina i promjer žice, D je promjer šipke na koju će se spirala namotati.
Recimo da namotamo nichrome žicu na šipku promjera 3 mm, a zatim izvršimo izračune u milimetrima:
N=151/(3,14(3+0,12/2))=15,71 okretaja
No, istodobno se mora uzeti u obzir je li nichrome takvog presjeka uopće sposoban izdržati ovu struju. U nastavku su dane detaljne tablice za određivanje najveće dopuštene struje pri određenoj temperaturi za određene dijelove. Jednostavnim riječima- sami određujete koliko stupnjeva treba zagrijati žicu i odabirete njezin 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 zatvorenom prostoru, onda obrnuto - smanjena.
Po temperaturi
Problem s gornjim izračunom je taj što izračunavamo otpor hladnog svitka prema promjeru nikromske niti i njegovoj duljini. No, to ovisi o temperaturi, a pritom treba voditi računa u kojim uvjetima će to biti moguće postići. Ako je za rezanje pjene ili za grijač takav izračun još uvijek primjenjiv, tada će za prigušnu peć biti previše grubo.
Navedimo primjer izračuna nikroma za peć.
Prvo se odredi njegov volumen, 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 Ampera
R=220/22,7=9,7 ohma
Za 380V pri spajanju spirala sa zvijezdom, izračun će biti sljedeći.
Snagu dijelimo u 3 faze:
Pf=5/3=1,66 kW po fazi
Kada je spojen u zvijezdu, 220V se primjenjuje na svaku granu (fazni napon, može se razlikovati ovisno o vašoj električnoj instalaciji), tada je struja:
I=1660/220=7,54 A
Otpornost:
R=220/7,54=29,1 ohm
Za spoj trokuta izračunavamo iz linearnog napona od 380V:
I=1660/380=4,36 A
R=380/4,36=87,1 ohm
Za određivanje promjera uzima se u obzir specifična površinska snaga grijača. Izračunavamo duljinu, uzimamo otpor iz tablice. 8. GOST 12766.1-90, ali prvo odredimo promjer.
Za izračun specifične površinske snage peći koristite formulu.
Bef (ovisi o površini koja prima toplinu) i a (koeficijent učinkovitosti zračenja) odabiru se prema sljedećim tablicama.
Dakle, za zagrijavanje peći na 1000 stupnjeva, uzmimo temperaturu spirale na 1100 stupnjeva, a zatim prema tablici odabira V eff odabiremo vrijednost od 4,3 W / cm 2, a prema tablici odabira koeficijenta a - 0,2.
V dodati \u003d V ef * a \u003d 4,3 * 0,2 \u003d 0,86 W / cm 2 = 0,86 * 10^ 4 W / m 2
Promjer se određuje formulom:
p t - specifični otpor materijala grijača pri danom t, određen prema GOST 12766.1, tablica 9 (dana u nastavku).
Za nichrome 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":
Duljina 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 čimbenika. Stoga ćemo uzeti za duljinu 1 spirale - 42 m, a zatim za tri spirale trebate 126 metara nikroma 1,3 mm.
Zaključak
- okolišni uvjeti;
- mjesto grijaćih elemenata;
- spiralna temperatura;
- temperatura na koju se površina mora zagrijati i drugi čimbenici.
Čak se ni gornji izračun, unatoč svojoj složenosti, ne može nazvati dovoljno točnim. Budući da je proračun grijaćih tijela kontinuirana termodinamika i može se navesti niz drugih čimbenika koji utječu na njegove rezultate, na primjer, toplinska izolacija peći i tako dalje.
U praksi se nakon procijenjenih izračuna spirale 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 muflna peć mu je neophodna, on naravno može kupiti gotov uređaj u trgovini ili putem oglasnika. Međutim, takva tvornička oprema je vrlo skupa. Stoga se mnogi obrtnici sami bave proizvodnjom takvih peći.
Glavna "radna jedinica" električne mufle peći je grijač, koji se u zanatskoj proizvodnji obično izrađuje u obliku spirale od posebne žice visokog otpora i toplinske učinkovitosti. Njegove karakteristike moraju strogo odgovarati snazi opreme koja se stvara, očekivanim temperaturnim uvjetima rada, kao i ispunjavati neke druge zahtjeve. Ako se planira nezavisna proizvodnja uređaja, preporučujemo korištenje dolje predloženog algoritma i prikladnih kalkulatora za izračun grijača peći s muflom.
Izračun zahtijeva određena objašnjenja, koja ćemo nastojati navesti što jasnije.
Algoritam i kalkulatori za proračun grijača prigušne peći
Od čega su napravljene grijaće spirale?
Za početak samo nekoliko riječi o žici koja se koristi za namatanje grijača. Obično se za takve svrhe koristi nichrome ili fechral.
- Nikrom(od kratica nikal + krom) najčešće je predstavljen legurama Kh20N80-N, Kh15N60 ili Kh15N60-N.
cijene prigušne peći
muflna peć
Nju dostojanstvo :
- visoka granica sigurnosti pri bilo kojoj temperaturi grijanja;
- plastična, laka za obradu, podložna zavarivanju;
- trajnost, otpornost na koroziju, nedostatak magnetskih svojstava.
Mane :
- niže stope grijanja i toplinska stabilnost u usporedbi s Fechraleva.
- Fekhraleva(od kratica željezo, krom, aluminij) - u naše vrijeme češće se koristi materijal od legure Kh23Yu 5T.
Prednosti fehral:
- mnogo jeftiniji od nikroma, zbog čega je materijal uglavnom popularan;
- ima značajnije pokazatelje otpora i otpornog zagrijavanja;
- visoka otpornost na toplinu.
Mane :
- niska čvrstoća, a nakon čak i jednog zagrijavanja preko 1000 stupnjeva - izražena krhkost spirale;
- izuzetna izdržljivost;
- prisutnost magnetskih svojstava, osjetljivost na koroziju zbog prisutnosti željeza u sastavu;
- nepotrebna kemijska aktivnost - može reagirati s materijalom šamotne obloge peći;
- pretjerano veliko toplinsko linearno širenje.
Svaki od majstora može slobodno odabrati bilo koji od navedenih materijala, analizirajući njihove prednosti i nedostatke. Algoritam izračuna uzima u obzir značajke takvog izbora.
Korak 1 - određivanje snage peći i jakosti struje koja prolazi kroz grijač.
Da ne bismo ulazili u nepotrebno dano slučaju detalja, odmah ćemo reći da postoje empirijski standardi usklađenostivolumenmuffle furnace radna komora i njezina moć. Oni su prikazani u tablici ispod:
Ako postoje skice dizajna budućeg uređaja, tada je volumen prigušne komore lako odrediti - proizvod visine, širine i dubine. Zatim se volumen pretvara u litre i množi s preporučenom snagom navedenom u tablici. Tako dobivamo snagu peći u vatima.
Tablične vrijednosti su u nekim rasponima, pa koristite interpolaciju ili uzmite približnu prosječnu vrijednost.
Pronađena snaga, s poznatim mrežnim naponom (220 volti), omogućuje vam da odmah odredite snagu struje koja će proći kroz grijaći element.
I=P/U.
ja- jakost struje.
R– gore utvrđena snaga mufelne peći;
U- napon napajanja.
Cijeli ovaj prvi korak izračuna može se napraviti vrlo jednostavno i brzo uz pomoć kalkulatora: sve tablične vrijednosti već su unesene u program za izračun.
Kalkulator snage prigušne peći i struje 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 njezina duljina ili koja se snaga može dobiti pomoću žice ili trake sa zadanim parametrima itd. S pravim pristupom rješavanju ovog problema, potrebno je uzeti u obzir dosta parametara, na primjer, snagu struje koja prolazi kroz grijač, radna temperatura, vrsta električne mreže i drugo.Ovaj članak daje referentne podatke o materijalima koji su najčešći u proizvodnji grijača. električne pećnice, kao i metodologiju i primjere njihovog proračuna (proračun grijača za električne peći).
Grijalice. Materijali za proizvodnju grijača
Direktno grijač- jedan od naj važni elementi peći, on je taj koji vrši grijanje, ima najvišu temperaturu i određuje rad instalacije grijanja u cjelini. Stoga grijači moraju ispunjavati niz zahtjeva, koji su navedeni u nastavku.Zahtjevi za grijače
Osnovni zahtjevi za grijače (materijali grijača):- Grijači moraju imati dovoljnu toplinsku otpornost (otpornost na kamenac) i toplinsku otpornost. Otpornost na toplinu - mehanička čvrstoća pri visoke temperature. Otpornost na toplinu - otpornost metala i legura na plinsku koroziju pri visokim temperaturama (svojstva otpornosti na toplinu i otpornosti na toplinu detaljnije su opisana na stranici).
- Grijač u električnoj peći moraju biti izrađeni od materijala s visokim električnim otporom. razgovarajući prostim jezikomŠto je veći električni otpor materijala, to se on više zagrijava. Stoga, ako uzmete materijal s manjim otporom, tada vam je potreban grijač veće duljine i manje površine poprečnog presjeka. Ne može se uvijek u peć staviti dovoljno dugačak grijač. Također treba uzeti u obzir da što je veći promjer žice od koje je izrađen grijač, to je dulji vijek trajanja . Primjeri materijala s visokim električnim otporom su legure krom-nikal, legure željezo-krom-aluminij, koje su precizne legure s visokim električnim otporom.
- Niski temperaturni koeficijent otpora bitan je čimbenik pri odabiru materijala za grijač. To znači da kada se temperatura promijeni, električni otpor materijala grijač ne mijenja puno. Ako je temperaturni koeficijent električnog otpora velik, za uključivanje peći u hladnom stanju potrebno je koristiti transformatore koji u početku daju smanjeni napon.
- Fizička svojstva materijala grijača moraju biti konstantna. Neki materijali, poput karborunda, koji je nemetalni grijač, mogu s vremenom promijeniti svoja svojstva. fizička svojstva, posebno električni otpor, što komplicira uvjete 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 iz njih mogli izraditi žica, traka, i od trake - grijaći elementi složene konfiguracije. Također grijalice može biti izrađen od nemetala. Nemetalni grijači se prešaju ili oblikuju u gotov proizvod.
Materijali za proizvodnju grijača
Najprikladniji i najkorišteniji u proizvodnji grijača za električne peći su precizne legure s visokim električnim otporom. Tu spadaju legure na bazi kroma i nikla ( krom-nikal), željezo, krom i aluminij ( željezo-krom-aluminij). Vrste i svojstva ovih legura razmatraju se u “Precizne legure. Oznake». Predstavnici krom-nikal legura su stupnjevi Kh20N80, Kh20N80-N (950-1200 °C), Kh15N60, Kh15N60-N (900-1125 °S), željezo-kromoaluminij - stupnjevi Kh23Yu5T (950-1400 °C), Kh27Yu5T ( 950-1350 °S), X23Yu5 (950-1200 °C), X15Yu5 (750-1000 °C). Tu su i legure željezo-krom-nikal - Kh15N60Yu3, Kh27N70YuZ.Gore navedene legure imaju dobru otpornost na toplinu i otpornost na toplinu, tako da mogu raditi na visokim temperaturama. dobro otpornost na toplinu stvara zaštitni film od krom oksida koji se stvara na površini materijala. Temperatura taljenja filma viša je od temperature taljenja same legure, ne puca pri zagrijavanju i hlađenju.
Donesimo usporedna karakteristika nikrom i fekral.
Prednosti nikroma:
- dobra mehanička svojstva i na niskim i na visokim temperaturama;
- legura je otporna na puzanje;
- ima dobra tehnološka svojstva - duktilnost i zavarljivost;
- dobro obrađeno;
- ne stari, nemagnetičan.
- visoka cijena nikla - jedna od glavnih komponenti legure;
- niže radne temperature u odnosu na Fechral.
- jeftinija legura u usporedbi s nikromom, tk. ne sadrži;
- ima bolju toplinsku otpornost od nikroma, na primjer, Fechral X23Yu5T može raditi na temperaturama do 1400 ° C (1400 ° C je maksimalna radna temperatura za grijač izrađen od žice Ø 6,0 mm ili više; Ø 3,0 - 1350 ° C; Ø 1,0 - 1225 °S; Ø 0,2 - 950 °S).
- krhka i lomljiva legura, ova negativna svojstva su posebno izražena nakon što je legura bila na temperaturi višoj od 1000 ° C;
- jer fehral ima željezo u svom sastavu, tada je ova legura magnetska i može hrđati u vlažnoj atmosferi pri normalnim temperaturama;
- ima nisku otpornost na puzanje;
- u interakciji s šamotnom oblogom i željeznim oksidima;
- Fehralni grijači se tijekom rada značajno izdužuju.
Nedavno su razvijene legure tipa Kh15N60Yu3 i Kh27N70YuZ; s dodatkom 3% aluminija, što je značajno poboljšalo otpornost legura na toplinu, a prisutnost nikla praktički je eliminirala nedostatke legura željezo-krom-aluminij. Legure Kh15N60YuZ, Kh27N60YUZ ne stupaju u interakciju s šamotom i željeznim oksidima, prilično su dobro obrađene, mehanički jake, nisu krte. Maksimalna radna temperatura legure X15N60YUZ je 1200 °C.
Osim gore navedenih legura na bazi nikla, kroma, željeza, aluminija, za izradu grijača koriste se i drugi materijali: vatrostalni metali, kao i nemetali.
Od nemetala za proizvodnju grijača koriste se karborund, molibden disilicid, ugljen i grafit. Grijači od karborunda i molibden disilicida koriste se u visokotemperaturnim pećima. U pećima sa zaštitnom atmosferom koriste se ugljični i grafitni grijači.
Od vatrostalnih materijala kao grijači mogu se koristiti tantal i niobij. U visokotemperaturnim vakuumskim pećima i pećima sa zaštitnom atmosferom, grijači od molibdena I volfram. Grijači od molibdena mogu raditi do temperature od 1700 °C u vakuumu i do 2200 °C u zaštitnoj atmosferi. Ova temperaturna razlika je posljedica isparavanja molibdena na temperaturama iznad 1700 °C u vakuumu. Grijači od volframa 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 osigurati, maksimalnu temperaturu koja je potrebna za provedbu odgovarajućeg tehnološki proces(kaljenje, kaljenje, sinterovanje i dr.) i dimenzije radnog prostora elektropeći. Ako snaga peći nije postavljena, tada se može odrediti pravilom palca. Tijekom proračuna grijača potrebno je dobiti promjer i duljinu (za žicu) ili površinu i duljinu presjeka (za traku), koji su potrebni za proizvodnja grijača.Također je potrebno odrediti materijal od kojeg će se izraditi grijalice(ova se stavka ne razmatra u članku). U ovom članku, kao materijal za grijače, razmatra se precizna legura nikal-kroma s visokim električnim otporom, koja je jedna od najpopularnijih u proizvodnji grijaćih elemenata.
Određivanje promjera i duljine grijača (nichrome žice) za zadanu snagu peći (jednostavni izračun)
Možda i najviše jednostavna opcija proračun grijača nikroma je izbor promjera i duljine pri zadanoj snazi grijača, napon napajanja mreže, kao i temperatura koju će grijač imati. Unatoč jednostavnosti izračuna, ima jednu značajku, na koju ćemo obratiti pozornost u nastavku.Primjer izračuna promjera i duljine grijaćeg tijela
Početni podaci:
Snaga uređaja P
= 800 W; mrežni napon U
= 220 V; temperatura grijača 800 °C. Nichrome žica X20H80 koristi se kao grijaći element.
1. Prvo morate odrediti snagu struje koja će proći kroz grijaći element:
I=P/U
\u003d 800 / 220 \u003d 3,63 A.
2. Sada trebate pronaći otpor grijača:
R=U/I
= 220 / 3,63 = 61 ohma;
3. Na temelju vrijednosti dobivene u stavku 1. struje koja prolazi nichrome grijač, morate odabrati promjer žice. A ovaj trenutak je važan. Ako se, na primjer, pri jakosti struje od 6 A koristi nichrome žica promjera 0,4 mm, tada će izgorjeti. Stoga, nakon izračuna jakosti struje, potrebno je odabrati odgovarajuću vrijednost promjera žice iz tablice. U našem slučaju, za jakost struje od 3,63 A i temperaturu grijača od 800 ° C, odabiremo nichrome žicu promjera d = 0,35 mm i površina presjeka S \u003d 0,096 mm 2.
Opće pravilo izbor promjera žice može se formulirati na sljedeći način: potrebno je odabrati žicu čija dopuštena jakost struje nije manja od izračunate jakosti struje koja prolazi kroz grijač. Da biste uštedjeli materijal grijača, trebali biste odabrati žicu s najbližom većom (od izračunate) dopuštenom strujom.
stol 1
| Promjer, mm | Površina poprečnog presjeka nichrome žice, mm 2 | Temperatura zagrijavanja nichrome žice, ° C | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 200 | 400 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | ||
| Najveća dopuštena 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 (dopuštena struja) može povećati za 1,1 - 1,5 puta;
- kada je mjesto grijača zatvoreno (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 vodiča (grijača) [Ohm], ρ - električna otpornost materijala grijača [Ohm mm 2 / m], l - duljina vodiča (grijača) [mm], S - površina poprečnog presjeka vodiča (grijača) [mm 2].
Tako dobivamo duljinu grijača:
l = R S / ρ
\u003d 61 0,096 / 1,11 \u003d 5,3 m.
U ovom primjeru kao grijač se koristi nichrome žica Ø 0,35 mm. U skladu s „Žica izrađena od preciznih legura s visokim električnim otporom. Tehnički podaci" nominalna vrijednost električnog otpora nichrome žice marke Kh20N80 je 1,1 Ohm mm 2 / m ( ρ \u003d 1,1 Ohm mm 2 / m), pogledajte tablicu. 2.
Rezultat izračuna je potrebna duljina nichrome žice, koja je 5,3 m, promjer - 0,35 mm.
tablica 2
Određivanje promjera i duljine grijača (nichrome žice) za zadanu peć (detaljan proračun)
Izračun prikazan u ovom odlomku je složeniji od onog iznad. Ovdje ćemo uzeti u obzir dodatne parametre grijača, pokušat ćemo shvatiti mogućnosti spajanja grijača na trofaznu strujnu mrežu. Izračun grijača će se provesti na primjeru električne peći. Neka početni podaci budu unutarnje dimenzije peći.1. Prvo što treba učiniti je izračunati volumen komore unutar peći. U ovom slučaju, uzmimo h = 490 mm, d = 350 mm i l = 350 mm (visina, širina i dubina). Tako dobivamo volumen V = h d l \u003d 490 350 350 \u003d 60 10 6 mm 3 \u003d 60 l (mjera za volumen).
2. Zatim morate odrediti snagu koju bi peć trebala dati. Snaga se mjeri u vatima (W) i određuje se prema praktično pravilo: za električnu pećnicu volumena 10 - 50 litara specifična snaga je 100 W / l (Watti po litri volumena), s volumenom 100 - 500 litara - 50 - 70 W / l. Uzmimo specifičnu snagu od 100 W/l za peć koja se razmatra. Dakle, snaga grijača električne peći trebala bi biti P \u003d 100 60 \u003d 6000 W \u003d 6 kW.
Treba napomenuti da sa snagom od 5-10 kW grijalice obično se izrađuju jednofazno. Pri velikim snagama, za ravnomjerno opterećenje mreže, grijači su trofazni.
3. Zatim morate pronaći snagu struje koja prolazi kroz grijač I=P/U , Gdje P - snaga grijača, U - napon na grijaču (između njegovih krajeva), te otpor grijača R=U/I .
Možda postoji dvije mogućnosti spajanja na električnu mrežu:
- na kućnu jednofaznu strujnu mrežu - zatim 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 ohma.
Slika 1 Grijač žice u mreži jednofazne struje
Željene vrijednosti promjera žice i njezine duljine bit će određene u stavku 5. ovog stavka.
Kod ove vrste spoja, opterećenje se ravnomjerno raspoređuje na tri faze, tj. 6 / 3 = 2 kW po fazi. Dakle, trebamo 3 grijača. Zatim morate odabrati način izravnog povezivanja grijača (opterećenja). Mogu postojati 2 načina: “ZVIJEZDA” ili “TROKUT”.
Vrijedno je napomenuti da su u ovom članku formule za izračun trenutne snage ( ja ) i otpor ( R ) za trofaznu mrežu nisu napisani u klasičnom obliku. To je učinjeno kako se ne bi komplicirao prikaz materijala o proračunu grijača s električnim pojmovima i definicijama (na primjer, fazni i linearni naponi i struje i odnos između njih nisu spomenuti). Klasični pristup i formule za izračun trofaznih krugova mogu se naći u stručnoj literaturi. U ovom su članku neke matematičke transformacije provedene na klasičnim formulama skrivene od čitatelja, a to nema nikakvog utjecaja na konačni rezultat.
Kod spajanja tipa "STAR" grijač je spojen između faze i nule (vidi sl. 2). Sukladno tome, napon na krajevima grijača bit će U
= 220 V.
I=P/U
\u003d 2000 / 220 \u003d 9,10 A.
R=U/I
= 220 / 9,10 = 24,2 ohma.
Slika 2 Grijač žice u trofaznoj strujnoj mreži. Spajanje prema shemi "STAR".
Kod spajanja tip “TROKUT” grijač je spojen između dvije faze (vidi sl. 3). Sukladno tome, napon na krajevima grijača bit će 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 ohma.
Slika 3 Grijač žice u trofaznoj strujnoj mreži. Spajanje prema shemi "TROKUT"
4. Nakon utvrđivanja otpora grijača uz odgovarajući priključak na električnu mrežu odaberite promjer i duljinu žice.
Prilikom utvrđivanja navedenih parametara potrebno je analizirati specifična površinska snaga grijača, tj. rasipana snaga po jedinici površine. Površinska snaga grijača ovisi o temperaturi grijanog materijala i o izvedbi grijača.
Primjer
Iz prethodnih proračunskih točaka (vidi paragraf 3 ovog paragrafa), znamo otpor grijača. Za pećnicu od 60 litara s monofaznim priključkom jest R
= 8,06 ohma. Kao primjer, uzmite promjer od 1 mm. Zatim, da bi se dobio potreban otpor, potrebno je l = R / str
\u003d 8,06 / 1,4 \u003d 5,7 m nichrome žice, gdje ρ
- nazivna vrijednost električnog otpora 1 m žice u [Ohm / m]. Masa ovog komada nichrome žice bit će m = l μ
\u003d 5,7 0,007 \u003d 0,0399 kg \u003d 40 g, gdje μ
- težina 1 m žice. Sada je potrebno odrediti površinu komada žice duljine 5,7 m. S = l π d
\u003d 570 3,14 0,1 \u003d 179 cm 2, gdje l
– duljina žice [cm], d
– promjer žice [cm]. Dakle, 6 kW treba dodijeliti s površine od 179 cm 2. Rješavajući jednostavnu proporciju, dobivamo da se snaga oslobađa iz 1 cm 2 β=P/S
\u003d 6000 / 179 \u003d 33,5 W, gdje β
- površinska snaga grijača.
Rezultirajuća površinska snaga je previsoka. Grijač rastopit će se ako se zagrije na temperaturu koja bi osigurala dobivenu vrijednost površinske snage. Ta će temperatura biti viša od tališta materijala grijača.
Navedeni primjer je demonstracija pogrešnog izbora promjera žice koja će se koristiti za izradu grijača. U stavku 5. ovog stavka dat će se primjer s pravilnim odabirom promjera.
Za svaki materijal, ovisno o potrebnoj temperaturi zagrijavanja, određuje se dopuštena vrijednost površinske snage. Može se odrediti pomoću posebnih tablica ili grafikona. U ovim izračunima koriste se tablice.
Za visokotemperaturne peći(na temperaturi većoj od 700 - 800 ° C) dopuštena površinska snaga, W / m 2, jednaka je β dodati \u003d β eff α , Gdje β ef - površinska snaga grijača ovisno o temperaturi medija koji prima toplinu [W/m 2 ], α je faktor učinkovitosti zračenja. β ef odabire se prema tablici 3, α - prema tablici 4.
Ako pećnica na niskoj temperaturi(temperatura manja od 200 - 300 ° C), tada se dopuštena površinska snaga može smatrati jednakom (4 - 6) · 10 4 W / m 2.
Tablica 3
| Temperatura površine koja prima toplinu, °C | β eff, W/cm 2 na temperaturi grijača, °C | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 | |
Tablica 4
Žičane spirale, poluzatvorene u utorima postave
Žičane spirale na policama u tubama
Žičani cik-cak (štapni) grijači
Pretpostavimo da je temperatura grijača 1000 °C, a želimo zagrijati izradak na temperaturu od 700 °C. Zatim, prema tablici 3, odabiremo β ef \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 utvrđivanja dopuštene površinske snage grijača potrebno je pronaći njegov promjer(za žičane grijače) odn širina i debljina(za grijače trake), kao i duljina.
Promjer žice može se odrediti pomoću sljedeće formule: d
- promjer žice, [m]; P
- snaga grijača, [W]; U
- napon na krajevima grijača, [V]; β dodati
- dopuštena površinska snaga grijača, [W/m 2 ]; ρt
- otpornost materijala grijača pri danoj temperaturi, [Ohm m].
ρ t = ρ 20 k
, Gdje ρ 20
- električni otpor materijala grijača na 20 °C, [Ohm m] k
- faktor korekcije za izračun promjene električnog otpora ovisno o temperaturi (po).
Duljina žice može se odrediti sljedećom formulom:
l
- duljina žice, [m].
Odaberemo promjer i duljinu žice nikrom 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.
Kućanska jednofazna strujna mreža
Za peć od 60 litara spojenu na kućnu jednofaznu strujnu mrežu, poznato je iz prethodnih koraka proračuna da je snaga peći P
\u003d 6000 W, napon na krajevima grijača - U
= 220 V, dopuštena snaga površinskog grijača β dodati
\u003d 1,6 10 4 W / m 2. Onda dobivamo
Dobivena veličina mora se zaokružiti na najbliži veći standard. Standardne veličine za nikrom i fehralnu žicu mogu se naći u. Dodatak 2, Tablica 8. U ovom slučaju, najbliži veliki standardna veličina je Ø 2,8 mm. Promjer grijača d = 2,8 mm.
Duljina grijača l = 43 m.
Također je ponekad potrebno odrediti masu potrebne količine žice.
m = l μ
, Gdje m
- masa komada žice, [kg]; l
- duljina 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 izračun daje minimalni promjer žice pri kojem se može koristiti kao grijač u danim uvjetima.. S gledišta uštede materijala, takav izračun je optimalan. U tom slučaju može se koristiti i žica većeg promjera, ali tada će se njezina količina povećati.
Ispitivanje
Rezultati proračuna može se provjeriti na sljedeći način. Dobivena je žica promjera 2,8 mm. Tada je duljina koja nam treba
l = R / (ρ k)
\u003d 8,06 / (0,179 1,025) \u003d 43 m, gdje l
- duljina žice, [m]; R
- otpor grijača, [Ohm]; ρ
- nazivna vrijednost električnog otpora 1 m žice, [Ohm/m]; k
- faktor korekcije za izračun promjene električnog otpora ovisno o temperaturi.
Ova vrijednost je ista kao vrijednost dobivena iz drugog izračuna.
Sada je potrebno provjeriti neće li površinska snaga grijača koji smo odabrali premašiti dopuštenu površinsku snagu koja je utvrđena 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 dodati \u003d 1,6 W / cm 2.
Rezultati
Dakle, grijač će zahtijevati 43 metra nichrome žice X20H80 promjera 2,8 mm, što je 2,3 kg.
Industrijska mreža trofazne struje
Također možete pronaći promjer i duljinu žice potrebne za proizvodnju grijača za peći spojenih na trofaznu strujnu mrežu.
Kao što je opisano u točki 3, svaki od tri grijača ima 2 kW snage. Odredi promjer, duljinu i masu jednog grijača.
STAR veza(vidi sl. 2)
U ovom slučaju, najbliža veća standardna veličina je Ø 1,4 mm. Promjer grijača d = 1,4 mm.
Duljina jednog grijača l
= 30 m.
Težina jednog grijača m = l μ
\u003d 30 0,013 \u003d 0,39 kg.
Ispitivanje
Dobivena je žica promjera 1,4 mm. Tada je duljina koja nam treba
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 dopušteno.
Rezultati
Za tri grijača spojena 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 “TROKUT”(vidi sl. 3)
U ovom slučaju, najbliža veća standardna veličina je Ø 0,95 mm. Promjer grijača d = 0,95 mm.
Duljina jednog grijača l
= 43 m.
Težina jednog grijača m = l μ
\u003d 43 0,006 \u003d 0,258 kg.
Ispitivanje
Dobivena je žica promjera 0,95 mm. Tada je duljina koja nam treba
l = R / (ρ k)
\u003d 72,2 / (1,55 1,025) \u003d 45 m.
Ova vrijednost gotovo se podudara s vrijednošću dobivenom kao rezultat drugog izračuna.
Površinska snaga bit će β=P/S \u003d 2000 / (3,14 4300 0,095) \u003d 1,56 W / cm 2, ne prelazi dopušteno.
Rezultati
Za tri grijača spojena prema shemi "TROKUT", trebat će vam
l
\u003d 3 43 \u003d 129 m žice, što je
m
\u003d 3 0,258 \u003d 0,8 kg.
Ako usporedimo 2 gore razmotrene opcije za spajanje grijača na trofaznu strujnu mrežu, možemo vidjeti da "ZVIJEZDA" zahtijeva žicu većeg promjera od "TROKUTA" (1,4 mm prema 0,95 mm) kako bi se postigla zadana snaga peći od 6 kW. pri čemu potrebna duljina nichrome žice kada je spojena prema shemi "STAR" manja je od duljine žice kada se spaja tip "TROKUT"(90 m u odnosu na 129 m), i potrebna masa, naprotiv, je više (1,2 kg u odnosu na 0,8 kg).
Spiralni proračun
Tijekom rada, glavni zadatak je postaviti grijač procijenjene duljine u ograničeni prostor peći. Nikrom i fekralna žica su namotane u obliku spirala ili savijene u obliku cik-cak, traka je savijena u obliku cik-cak, što omogućuje smještaj velika količina materijala (po dužini) u radnu komoru. Najčešća opcija je spirala.Omjeri između koraka spirale i njezinog promjera i promjera žice odabrani su na takav način da olakšaju postavljanje grijača u peć, osiguraju njihovu dovoljnu krutost, u najvećoj mogućoj mjeri isključuju lokalno pregrijavanje zavoja. same spirale i istovremeno ne ometati prijenos topline s njih na proizvode.
Što je veći promjer spirale i manji njezin korak, to je lakše postaviti grijače u peć, ali s povećanjem promjera smanjuje se čvrstoća spirale, a sklonost njezinih zavoja da leže na vrhu svake druga povećanja. S druge strane, s povećanjem učestalosti namotaja, povećava se zaštitni učinak dijela njegovih zavoja okrenutih prema proizvodima na ostatak i, posljedično, pogoršava se iskoristivost njegove površine, a može doći i do lokalnog pregrijavanja.
Praksa je utvrdila dobro definirane, preporučene omjere između promjera žice ( d ), korak ( t ) i promjer spirale ( D ) za žicu Ø 3 do 7 mm. Ovi omjeri su sljedeći: t ≥ 2d I D = (7÷10) d za nikrom i D = (4÷6) d - za manje izdržljive legure željezo-krom-aluminij, poput fehrala itd. Za tanje žice omjer D I d , i t obično uzimaju više.
Zaključak
U članku se raspravljalo o različitim aspektima povezanim s proračun električnih grijača peći- materijali, primjeri proračuna s potrebnim referentnim podacima, reference na standarde, ilustracije.U primjerima, metode samo za izračunavanje žičani grijači. Osim žice od preciznih legura, traka se može koristiti i za izradu grijača.
Izračun grijača nije ograničen na izbor njihovih veličina. Također potrebno je odrediti materijal od kojeg treba izraditi grijač, vrstu grijača (žica ili traka), vrstu lokacije grijača i druge značajke. Ako je grijač izrađen u obliku spirale, tada je potrebno odrediti broj zavoja i korak između njih.
Nadamo se da vam je članak bio koristan. Dopuštamo njegovu besplatnu distribuciju pod uvjetom da se održava poveznica na našu web stranicu http://www.site.
U slučaju netočnosti, molimo Vas da nas obavijestite na e-mail info@website ili putem Orfus sustava označavanjem teksta s greškom i pritiskom na Ctrl + Enter.
Bibliografija
- Dyakov V.I. "Tipični proračuni za električnu opremu".
- Zhukov L.L., Plemyannikova I.M., Mironova M.N., Barkaya D.S., Shumkov Yu.V. "Legura za grijače".
- Sokunov B.A., Grobova L.S. "Elektrotermičke instalacije (elektrootporne peći)".
- Feldman I.A., Gutman M.B., Rubin G.K., Shadrich N.I. "Proračun i projektiranje grijača za elektrootporne peći".
- http://www.horss.ru/h6.php?p=45
- http://www.electromonter.info/advice/nichrom.html
