Jak obliczyć długość drutu nichromowego. Elektryczne elementy grzejne, elementy grzejne, rodzaje, konstrukcje, połączenia i testowanie Otwarta spirala nichromowa
Obliczanie spirali nichromowej. Gotowy do zrobienia spirali nichromowej. Długość nichromu przy 220 woltach
Obliczanie spirali nichromowej. Gotowy do zrobienia spirali nichromowej
Podczas nawijania spirali nichromowej do elementów grzejnych operacja jest często wykonywana metodą prób i błędów, a następnie do spirali przykładane jest napięcie i podgrzewając drut nichromowy, nici wybierają wymaganą liczbę zwojów.
Zwykle taka procedura zajmuje dużo czasu, a nichrom traci swoje właściwości z wieloma załamaniami, co prowadzi do szybkiego wypalenia w miejscach deformacji. W najgorszym przypadku złom nichromu pozyskiwany jest z nichromu biznesowego.
Za jego pomocą możesz dokładnie określić długość skrętu uzwojenia do skrętu. W zależności od średnicy drutu nichromowego i średnicy pręta, na którym nawinięta jest spirala nichromowa. Nie jest trudno przeliczyć długość spirali nichromowej na inne napięcie za pomocą prostej proporcji matematycznej.
|
Ø nichrom 0,2 mm |
Ø nichrom 0,3 mm | nichrom 0,4 mm | Ø nichrom 0,5 mm | Ø nichrom 0,6 mm | Ø nichrom 0,7 mm | ||||||
| średnica pręta, mm | długość spirali, cm |
pręt, mm |
długość spirali, cm |
pręt, mm |
długość spirali, cm |
pręt, mm |
długość spirali, cm |
pręt, mm |
długość spirali, cm |
pręt, mm |
długość spirali, 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 przykład wymagane jest określenie długości spirali nichromowej dla napięcia 380 V z drutu Ø 0,3 mm, pręta uzwojenia Ø 4 mm. Z tabeli wynika, że \u200b\u200bdługość takiej spirali dla napięcia 220 V wyniesie 22 cm, zróbmy prosty stosunek:
220 V - 22 cm
380 V - X cm
X = 380 22 / 220 = 38 cm
Obliczanie elektrycznych elementów grzejnych z drutu nichromowego
Długość drutu nichromowego do produkcji spirali jest określana na podstawie wymaganej mocy.
Przykład: Wyznacz długość drutu nichromowego dla grzejnika kaflowego o mocy P = 600 W przy Usieci = 220 V.
1) I = P/U = 600/220 = 2,72 A
2) R \u003d U / I \u003d 220 / 2,72 \u003d 81 omów
3) Na podstawie tych danych (patrz Tabela 1) wybieramy d=0,45; S=0,159
następnie długość nichromu
l \u003d SR / ρ \u003d 0,159 81 / 1,1 \u003d 11,6 m
gdzie l - długość drutu (m)
S - przekrój drutu (mm2)
R - rezystancja przewodu (Ohm)
ρ - rezystywność (dla nichromu ρ=1,0÷1,2 Ohm mm2/m)
Nasza firma PARTAL jest gotowa do produkcji spirali nichromowej według specyfikacji i szkiców klienta
W firmie PARTAL opłaca się kupić spiralę nichromową
Nichrom dla spirali Wysoka jakość tylko Produkcja rosyjska. Ścisła zgodność z jakością i marką
partalstalina.ru
Obliczanie spirali nichromowej | Użyteczne
Obliczenie spirali nichromowej jest w rzeczywistości bardzo ważnym procesem. Bardzo często w fabrykach, przemysłach, fabrykach jest to zaniedbywane, a obliczenia są wykonywane „na oko”, po czym spirala jest podłączana do sieci, a następnie wybierana jest wymagana liczba zwojów w zależności od nagrzania drutu nichromowego . Być może ta procedura jest bardzo prosta, ale zajmuje dużo czasu, a część nichromu jest po prostu marnowana.
Jednak tę procedurę można wykonać znacznie dokładniej, łatwiej i szybciej. Aby zracjonalizować swoją pracę, aby obliczyć spiralę nichromową dla napięcia 220 woltów, możesz skorzystać z poniższej tabeli. Opierając się na fakcie, że rezystywność nichromu wynosi (Ohm mm2 / m) C, można szybko obliczyć długość uzwojenia między obrotami w zależności od średnicy pręta, na którym nawinięta jest nić nichromowa, i bezpośrednio od samej grubości drut nichromowy. Korzystając z prostej proporcji matematycznej, możesz łatwo obliczyć długość spirali dla innego napięcia.
Na przykład musisz określić długość spirali nichromowej dla napięcia 127 woltów z drutu o grubości 0,3 mm i pręta uzwojenia o średnicy 4 mm. Patrząc na tabelę, widać, że długość tej spirali dla napięcia 220 woltów wyniesie 22 cm.Dokonujemy prostego stosunku: 220 V - 22 cm 127 V - X cm wtedy: X \u003d 127 22 / 220 \u003d 12,7 cm
Po nawinięciu spirali nichromowej ostrożnie podłącz ją, nie przecinając, do źródła napięcia i upewnij się w swoich obliczeniach, a raczej w obliczeniach prawidłowego uzwojenia. I warto pamiętać, że dla zamkniętych spiral długość uzwojenia zwiększa się o jedną trzecią wartości podanej w tej tabeli.
Drut nichromowy, obliczanie masy nichromu, aplikacja nichromu
www.olakis.ru
Produkujemy spirale elektryczne firmy NICHROMA według specyfikacji i szkiców klienta
Spirala nichromowa
Wszyscy wiedzą, czym jest spirala nichromowa. Jest to element grzejny w postaci drutu zwiniętego ze śrubą do kompaktowego umieszczenia.
Ten drut jest wykonany z nichromu, precyzyjnego stopu, którego głównymi składnikami są nikiel i chrom.
„Klasyczny” skład tego stopu to 80% niklu, 20% chromu.
Kompozycja nazw tych metali utworzyła nazwę określającą grupę stopów chromowo-niklowych - „nichrom”.
Najbardziej znane marki nichromu to X20H80 i X15H60. Pierwszy z nich jest bliski „klasykom”. Zawiera 72-73% niklu i 20-23% chromu.
Drugi ma na celu zmniejszenie kosztów i poprawę skrawalności drutu.
Na bazie tych stopów uzyskano ich modyfikacje o podwyższonej przeżywalności i odporności na utlenianie w wysokich temperaturach.
Są to marki Kh20N80-N (-N-VI) i Kh15N60 (-N-VI). Służą do ogrzewania elementów mających kontakt z powietrzem. Zalecana maksymalna temperatura pracy wynosi od 1100 do 1220 °C
Zastosowanie drutu nichromowego
Główną cechą nichromu jest wysoka odporność prąd elektryczny. Określa zakres stopu.
Spirala nichromowa jest stosowana w dwóch jakościach - jako element grzejny lub jako materiał do rezystancji elektrycznej obwodów elektrycznych.
Do grzejników stosuje się spiralę elektryczną wykonaną ze stopów Kh20N80-N i Kh15N60-N.
Przykłady aplikacji:
- domowe reflektory termiczne i termowentylatory;
- Elementy grzejne do domowych urządzeń grzewczych i ogrzewanie elektryczne;
- grzałki do pieców przemysłowych i urządzeń cieplnych.
Stopy Kh15N60-N-VI i Kh20N80-N-VI otrzymywane w próżniowych piecach indukcyjnych stosowane są m.in. sprzęt przemysłowy zwiększona niezawodność.
Spirala wykonana z nichromu gatunków X15N60, X20N80, X20N80-VI, N80HYUD-VI różni się tym, że jej opór elektryczny zmienia się nieznacznie wraz z temperaturą.
Wykonuje się z niego rezystory, złącza obwodów elektronicznych, krytyczne części urządzeń próżniowych.
Jak nawinąć spiralę z nichromu
Cewkę rezystancyjną lub grzewczą można wykonać w domu. Aby to zrobić, potrzebujesz drutu nichromowego odpowiedniej marki i prawidłowego obliczenia wymaganej długości.
Obliczenie spirali nichromowej opiera się na rezystywności drutu i wymaganej mocy lub rezystancji, w zależności od przeznaczenia spirali. Przy obliczaniu mocy należy wziąć pod uwagę maksymalny dopuszczalny prąd, przy którym cewka nagrzewa się do określonej temperatury.
Rozliczanie temperatury
Na przykład drut o średnicy 0,3 mm przy prądzie 2,7 A nagrzeje się do 700 ° C, a prąd 3,4 A podgrzeje go do 900 ° C.
Aby obliczyć temperaturę i prąd, istnieją tabele referencyjne. Ale nadal musisz wziąć pod uwagę warunki pracy grzejnika.
Po zanurzeniu w wodzie zwiększa się wymiana ciepła, a następnie maksymalny prąd można zwiększyć nawet o 50% obliczonego.
Przeciwnie, zamknięty grzejnik rurowy utrudnia odprowadzanie ciepła. W takim przypadku dopuszczalny prąd należy również zmniejszyć o 10-50%.
Na intensywność odprowadzania ciepła, a co za tym idzie na temperaturę grzałki, ma wpływ skok nawinięcia spirali.
Ciasno rozmieszczone cewki zapewniają więcej ciepła, większy skok poprawia chłodzenie.
Należy zauważyć, że wszystkie obliczenia tabelaryczne podano dla grzejnika umieszczonego poziomo. Gdy zmienia się kąt do horyzontu, pogarszają się warunki odprowadzania ciepła.
Obliczanie oporu spirali nichromowej i jej długości
Decydując się na moc, przystępujemy do obliczenia wymaganego oporu.
Jeśli parametrem determinującym jest moc, najpierw znajdujemy wymagany prąd zgodnie ze wzorem I \u003d P / U.
Mając siłę prądu, określamy wymagany opór. W tym celu korzystamy z prawa Ohma: R=U/I.
Oznaczenia tutaj są ogólnie akceptowane:
- P to uwolniona moc;
- U to napięcie na końcach spirali;
- R jest rezystancją cewki;
- I - aktualna siła.
Obliczenie rezystancji drutu nichromowego jest gotowe.
Teraz określmy potrzebną nam długość. To zależy od rezystywności i średnicy drutu.
Możesz wykonać obliczenia na podstawie rezystywności nichromu: L=(Rπd2)/4ρ.
- L jest pożądaną długością;
- R to opór drutu;
- d to średnica drutu;
- ρ to rezystywność nichromu;
- π to stała 3,14.
Ale łatwiej jest wziąć gotowy opór liniowy z tabel GOST 12766.1-90. Można tam również wprowadzić poprawki temperaturowe, jeśli trzeba uwzględnić zmianę rezystancji podczas grzania.
W tym przypadku obliczenie będzie wyglądało następująco: L=R/ρld, gdzie ρld to opór jednego metra drutu o średnicy d.
Nawijanie spiralne
Teraz wykonajmy obliczenia geometryczne spirali nichromowej. Wybraliśmy średnicę drutu d, określiliśmy wymaganą długość L i mamy pręt o średnicy D do nawijania. Ile obrotów musisz wykonać? Długość jednego obrotu wynosi: π(D+d/2). Liczba zwojów wynosi N=L/(π(D+d/2)). Obliczenia zakończone.
praktyczne rozwiązanie
W praktyce rzadko ktoś zajmuje się niezależnym uzwojeniem drutu dla rezystora lub grzejnika.
Łatwiej jest kupić spiralę nichromową o wymaganych parametrach iw razie potrzeby oddzielić od niej wymaganą liczbę zwojów.
W tym celu należy skontaktować się z firmą PARTAL, która od 1995 roku jest głównym dostawcą stopów precyzyjnych, w tym drutu nichromowego, taśm i cewek do grzejników.
Nasza firma jest w stanie całkowicie usunąć pytanie, gdzie kupić spiralę nichromową, ponieważ jesteśmy gotowi wykonać ją na zamówienie zgodnie ze szkicami i specyfikacjami klienta.
partalstalina.ru
Obliczanie i naprawa uzwojenia grzewczego lutownicy
Podczas naprawy lub samodzielnego wykonania lutownicy elektrycznej lub innego urządzenia grzewczego konieczne jest nawinięcie uzwojenia grzewczego z drutu nichromowego. Początkowe dane do obliczeń i doboru drutu to rezystancja uzwojenia lutownicy lub grzałki, którą określa się na podstawie jej mocy i napięcia zasilania. Korzystając z tabeli, możesz obliczyć, jaka powinna być rezystancja uzwojenia lutownicy lub grzałki.
Znając napięcie zasilania i mierząc rezystancję dowolnego urządzenia grzewczego, takiego jak lutownica, czajnik elektryczny, grzałka elektryczna lub żelazko elektryczne, możesz dowiedzieć się, jaką moc pobiera to urządzenie gospodarstwa domowego. Na przykład rezystancja czajnika elektrycznego o mocy 1,5 kW wyniesie 32,2 oma.
| 12 | 48,0 | 108 | 1344 | 4033 |
| 6,0 | 24,0 | 54 | 672 | 2016 |
| 4,0 | 16,0 | 36 | 448 | 1344 |
| 3,4 | 13,7 | 31 | 384 | 1152 |
| 2,4 | 9,6 | 22 | 269 | 806 |
| 1.9 | 7.7 | 17 | 215 | 645 |
| 1,4 | 5,7 | 13 | 161 | 484 |
| 0,96 | 3,84 | 8,6 | 107 | 332 |
| 0,72 | 2,88 | 6,5 | 80,6 | 242 |
| 0,48 | 1,92 | 4,3 | 53,8 | 161 |
| 0,36 | 1,44 | 3,2 | 40,3 | 121 |
| 0,29 | 1,15 | 2,6 | 32,3 | 96,8 |
| 0,21 | 0,83 | 1,85 | 23,0 | 69,1 |
| 0,16 | 0,64 | 1,44 | 17,9 | 53,8 |
| 0,14 | 0,57 | 1,30 | 16,1 | 48,4 |
| 0,10 | 0,38 | 0,86 | 10,8 | 32,3 |
| 0,07 | 0,29 | 0,65 | 8,06 | 24,2 |
| 0,06 | 0,23 | 0,52 | 6,45 | 19,4 |
| 0,05 | 0,19 | 0,43 | 5,38 | 16,1 |
Spójrzmy na przykład użycia tabeli. Załóżmy, że musisz przewinąć lutownicę o mocy 60 W przeznaczoną do zasilania napięciem 220 V. Wybierz 60 W z lewej kolumny tabeli. Na górnej poziomej linii wybierz 220 V. W wyniku obliczeń okazuje się, że rezystancja uzwojenia lutownicy, niezależnie od materiału uzwojenia, powinna wynosić 806 omów.
Jeśli potrzebujesz zrobić lutownicę o mocy 60 W, zaprojektowaną na napięcie 220 V, lutownicę do zasilania z sieci 36 V, to rezystancja nowego uzwojenia powinna już wynosić 22 omy. Możesz samodzielnie obliczyć rezystancję uzwojenia dowolnego grzejnika elektrycznego za pomocą kalkulatora online.
Po ustaleniu wymaganej wartości rezystancji uzwojenia lutownicy z poniższej tabeli dobiera się odpowiednią średnicę drutu nichromowego na podstawie wymiarów geometrycznych uzwojenia. Drut nichromowy jest stopem chromowo-niklowym, który może wytrzymać temperatury ogrzewania do 1000 ° C i jest oznaczony jako Kh20N80. Oznacza to, że stop zawiera 20% chromu i 80% niklu.
Aby nawinąć spiralę lutownicy o rezystancji 806 omów z powyższego przykładu, potrzebujesz 5,75 m drutu nichromowego o średnicy 0,1 mm (806 należy podzielić przez 140), czyli 25,4 m drutu o średnicy 0,2 mm i tak dalej.
Podczas nawijania spirali lutownicy zwoje są ułożone blisko siebie. Po podgrzaniu rozpalona do czerwoności powierzchnia drutu nichromowego utlenia się i tworzy powierzchnię izolującą. Jeśli cała długość drutu nie mieści się na tulei w jednej warstwie, wówczas nawinięta warstwa jest pokryta miką, a druga nawinięta.
Do izolacji elektrycznej i termicznej uzwojenia elementu grzejnego najlepsze materiały to mika, tkanina z włókna szklanego i azbest. Azbest ma ciekawą właściwość, nasiąka wodą i staje się miękki, pozwala nadać mu dowolny kształt, a po wyschnięciu ma wystarczającą wytrzymałość mechaniczną. Podczas izolowania uzwojenia lutownicy mokrym azbestem należy wziąć pod uwagę, że mokry azbest dobrze przewodzi prąd eklektyczny i będzie można włączyć lutownicę w sieci dopiero po całkowitym wyschnięciu azbestu.
felstar.mypage.ru
JAK OBLICZYĆ SPIRALĘ Z NICHROME?
Post napisany przez admin o 18.01.2015 23:23Kategorie: 3. Elektryka domowa, Warsztat elektryczny
Bez komentarza "
Uzwojenie spirali nichromowej do urządzeń grzewczych często wykonuje się „na oko”, a następnie, włączając spiralę w sieć, wybiera się wymaganą liczbę zwojów, ogrzewając drut nichromowy. Zwykle taka procedura zajmuje dużo czasu, a nichrom jest marnowany.
Używając spirali do napięcia 220 V, możesz skorzystać z danych podanych w tabeli na podstawie tego, że rezystywność nichromu ρ = (Ohm mm2 / m). Korzystając z tego wzoru, możesz szybko określić długość zwoju uzwojenia do zwoju, w zależności od grubości drutu nichromowego i średnicy pręta, na którym nawinięta jest spirala.
Na przykład, jeśli wymagane jest określenie długości spirali dla napięcia 127 V z drutu nichromowego o grubości 0,3 mm, należy użyć pręta nawojowego o średnicy. 4 mm. Z tabeli wynika, że długość takiej spirali dla napięcia 220 V wyniesie 22 cm.
Zróbmy prosty stosunek:
220 V - 22 cm
X \u003d 127 * 22 / 220 \u003d 12,7 cm.
Po nawinięciu spirali podłącz ją bez przecinania do źródła napięcia i upewnij się, że uzwojenie jest prawidłowe. Dla spiral zamkniętych długość nawijania zwiększa się o 1/3 wartości podanej w tabeli.
Konwencje w tabeli: D - średnica pręta, mm; L to długość spirali, cm.
| średnica nichrom 0,2 mm | średnica nichrom 0,3 mm | średnica nichrom 0,4 mm | średnica nichrom 0,5 mm | średnica nichrom 0,6 mm | średnica nichrom 0,7 mm | średnica nichrom 0,8 mm | średnica nichrom 0,9 mm | średnica nichrom 1,0 mm | |||||||||
| D | Ł | D | Ł | D | Ł | D | Ł | D | Ł | D | Ł | D | Ł | D | Ł | D | Ł |
| 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
Opór elektryczny jest jedną z najważniejszych cech nichromu. Jest to określone przez wiele czynników, w szczególności opór elektryczny nichromu zależy od rozmiaru drutu lub taśmy, gatunku stopu. Ogólny wzór na rezystancję czynną to: R = ρ l / S R - czynny opór elektryczny (Ohm), ρ - opór elektryczny (Ohm mm), l - długość przewodu (m), S - pole przekroju poprzecznego (mm2)
Aby zracjonalizować tę pracę przy użyciu spirali nichromowej dla napięcia 220 V, proponuję wykorzystać dane podane w tabeli, na podstawie tego, że rezystywność nichromu = (Ohm mm2 / m) C. Za jego pomocą można szybko określić długość zwoju uzwojenia do skrętu, w zależności od grubości drutu nichromowego i średnicy pręta, na którym nawinięta jest spirala nichromowa. Nie jest trudno przeliczyć długość spirali nichromowej na inne napięcie za pomocą prostej proporcji matematycznej.
Na przykład wymagane jest określenie długości spirali nichromowej dla napięcia 380 V z drutu o grubości 0,3 mm, pręta nawojowego Ø 4 mm. Z tabeli wynika, że \u200b\u200bdługość takiej spirali dla napięcia 220 V wyniesie 22 cm, zróbmy prosty stosunek: 220 V - 22 cm 380 V - X cm wtedy: X = 380 22 / 220 = 38 cm Po nawinięciu spirali nichromowej podłącz ją bez przecinania do źródła napięcia i upewnij się, że uzwojenie jest prawidłowe. Dla spiral zamkniętych długość nawijania zwiększa się o 1/3 wartości podanej w tabeli. Ta tabela pokazuje teoretyczną wagę 1 metra drutu nichromowego i taśmy. Różni się w zależności od wielkości produktu.
|
www.metotech.ru
| Obliczenia elementu grzejnego Przykład obliczenia. Biorąc pod uwagę: U=220V, t=700°C, typ Х20Н80, d=0,5mm------------L,P-? odpowiada S = 0,196 mm², a prąd przy 700°C I = 5,2 A. Rodzaj stopu X20H80 to nichrom, którego rezystancja właściwa wynosi ρ = 1,11 μOhm m. Określamy rezystancję R = U / I = 220 / 5,2 = 42,3 Ohm. Stąd obliczamy długość drutu: L = RS / ρ = 42,3 0,196 / 1,11 = 7,47 m. Określamy moc elementu grzejnego: P = U I = 220 5,2 = 1,15 kW .Podczas nawijania spirali obserwuje się następującą zależność: D=(7÷10 )d, gdzie D jest średnicą spirali, mm, d jest średnicą drutu, mm Uwaga: - jeżeli grzałki znajdują się wewnątrz ogrzanej cieczy, wówczas obciążenie (prąd) można zwiększyć o 1,1- 1,5 razy; - w zamkniętej wersji grzejnika prąd należy zmniejszyć o 1,2-1,5 razy. Mniejszy współczynnik przyjmuje się dla grubszego drutu, większy dla cienkiego. W pierwszym przypadku współczynnik jest wybierany dokładnie odwrotnie.Zrobię zastrzeżenie: mówimy o uproszczonym obliczeniu elementu grzejnego. Być może ktoś będzie potrzebował tabeli wartości rezystancji elektrycznej dla 1 m drutu nichromowego, a także jego wagi Tabela 1. Dopuszczalna siła prądu drutu nichromowego w normalnej temperaturze
|
||||||||
www.elektrikii.ru
Podczas nawijania spirali nichromowej do elementów grzejnych operacja jest często wykonywana metodą prób i błędów, a następnie do spirali przykładane jest napięcie i podgrzewając drut nichromowy, nici wybierają wymaganą liczbę zwojów.
Zwykle taka procedura zajmuje dużo czasu, a nichrom traci swoje właściwości z wieloma załamaniami, co prowadzi do szybkiego wypalenia w miejscach deformacji. W najgorszym przypadku złom nichromu pozyskiwany jest z nichromu biznesowego.
Za jego pomocą możesz dokładnie określić długość skrętu uzwojenia do skrętu. W zależności od średnicy drutu nichromowego i średnicy pręta, na którym nawinięta jest spirala nichromowa. Nie jest trudno przeliczyć długość spirali nichromowej na inne napięcie za pomocą prostej proporcji matematycznej.
Długość spirali nichromowej w zależności od średnicy nichromu i średnicy pręta
|
Ø nichrom 0,2 mm |
Ø nichrom 0,3 mm | nichrom 0,4 mm | Ø nichrom 0,5 mm | Ø nichrom 0,6 mm | Ø nichrom 0,7 mm | ||||||
| średnica pręta, mm | długość spirali, cm |
Ø pręt, mm |
długość spirali, cm |
Ø pręt, mm |
długość spirali, cm |
Ø pręt, mm |
długość spirali, cm |
Ø pręt, mm |
długość spirali, cm |
Ø pręt, mm |
długość spirali, 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 przykład wymagane jest określenie długości spirali nichromowej dla napięcia 380 V z drutu Ø 0,3 mm, pręta uzwojenia Ø 4 mm. Z tabeli wynika, że \u200b\u200bdługość takiej spirali dla napięcia 220 V wyniesie 22 cm, zróbmy prosty stosunek:
220 V - 22 cm
380 V - X cm
Następnie:
X = 380 22 / 220 = 38 cm
Po nawinięciu spirali nichromowej podłącz ją bez przecinania do źródła napięcia i upewnij się, że uzwojenie jest prawidłowe. Dla spiral zamkniętych długość nawijania zwiększa się o 1/3 wartości podanej w tabeli.
Obliczanie elektrycznych elementów grzejnych z drutu nichromowego
Długość drutu nichromowego do produkcji spirali jest określana na podstawie wymaganej mocy.
Przykład: Określ długość drutu nichromowego do grzejnika kaflowego o mocy P= 600 W przy u sieci = 220 V.
Rozwiązanie:
1) I=P/U= 600/220 = 2,72 A
2) R = U/I= 220 / 2,72 = 81 omów
3) Na podstawie tych danych (patrz tabela 1) wybieramy D=0,45; S=0,159
następnie długość nichromu
l = SR / ρ\u003d 0,159 81 / 1,1 \u003d 11,6 m
Gdzie l- długość drutu (m)
S- przekrój drutu (mm 2)
R- rezystancja przewodu (Ohm)
ρ - rezystywność (dla nichromu ρ=1,0÷1,2 Ohm mm 2 /m)
| Dopuszczalny prąd (l), A | |||||||
| Ř nichrom w temperaturze 700 °C , mm |
0,17 |
0,45 |
0,55 |
0,65 Wygodnie i opłacalnie jest kupić spiralę nichromową w firmie PARTAL - zamów online Dostawa zamówień na terenie Rosji, Kazachstanu i Białorusi |
W praktyce mistrza domu trzeba naprawiać lub projektować urządzenia grzewcze. Mogą to być różne piece, grzałki, lutownice i frezy. Najczęściej stosuje się do tego spirale lub drut nichromowy. Głównym zadaniem w tym przypadku jest określenie długości i przekroju materiału. W tym artykule porozmawiamy o tym, jak obliczyć długość drutu nichromowego lub spirali na podstawie mocy, oporu i temperatury.
Podstawowe informacje i marki nichromu
Nichrom to stop niklu i chromu z dodatkiem manganu, krzemu, żelaza, aluminium. Dla tego materiału parametry zależą od określonego stosunku substancji w stopie, ale średnio mieszczą się w granicach:
- specyficzna rezystancja elektryczna - 1,05-1,4 Ohm * mm 2 / m (w zależności od marki stopu);
- współczynnik temperaturowy rezystancji - (0,1-0,25) 10-3 K-1;
- temperatura pracy - 1100°C;
- temperatura topnienia - 1400°C;
W tabelach rezystywność często podaje się w μOhm * m (lub 10 -6 Ohm * m) - wartości liczbowe są takie same, różnica polega na wymiarze.
Obecnie istnieją dwie najpopularniejsze marki drutu nichromowego:
- X20H80. Składa się z 74% niklu i 23% chromu, a także 1% żelaza, krzemu i manganu. Przewody tej marki mogą być stosowane w temperaturach do 1250 ᵒ C, temperatura topnienia - 1400 ᵒ C. Posiada również zwiększoną rezystancję elektryczną. Stop jest używany do produkcji elementów urządzeń grzewczych. Rezystywność - 1,03-1,18 μOhm-m;
- X15H60. Skład: 60% nikiel, 25% żelazo, 15% chrom. Temperatura robocza nie przekracza 1150 ᵒ С. Temperatura topnienia wynosi 1390 ᵒ С. Zawiera więcej żelaza, co zwiększa właściwości magnetyczne stopu i zwiększa jego odporność na korozję.
Dowiesz się więcej o gatunkach i właściwościach tych stopów z GOST 10994-74, GOST 8803-89, GOST 12766.1-90 i innych.
Jak już wspomniano, drut nichromowy jest używany wszędzie tam, gdzie jest to potrzebne. elementy grzejne. Wysoka rezystywność i temperatura topnienia umożliwiają wykorzystanie nichromu jako podstawy dla różnych elementów grzejnych, od czajnika lub suszarki do włosów po piec muflowy.
Metody obliczeniowe
Przez opór
Zastanówmy się, jak obliczyć długość drutu nichromowego pod względem mocy i oporu. Obliczenia rozpoczynają się od określenia wymaganej mocy. Wyobraźmy sobie, że potrzebujemy filamentu nichromowego do małej lutownicy o mocy 10 watów, która będzie działać z zasilacza 12V. Do tego mamy drut o średnicy 0,12 mm.
Najprostsze obliczenie długości nichromu pod względem mocy bez uwzględnienia ogrzewania przeprowadza się w następujący sposób:
Określmy aktualną siłę:
I=P/U=10/12=0,83 A
Obliczenie rezystancji drutu nichromowego przeprowadza się zgodnie z:
R=U/I=12/0,83=14,5 oma
Długość drutu wynosi:
l=SR/ ρ ,
gdzie S jest obszarem Przekrój, ρ – oporność.
Lub z tą formułą:
l= (Rπd2)/4 ρ
L=(14,5*3,14*0,12^2)/4*1,1=0,149m=14,9cm
To samo można pobrać z karty GOST 12766.1-90. 8, gdzie wskazana jest wartość 95,6 Ohm / m, jeśli przeliczysz to ponownie, otrzymasz prawie to samo:
L=R wymagane / R stół = 14,4 / 95,6 = 0,151 m = 15,1 cm
Do grzałki 10W zasilanej napięciem 12V potrzebujesz 15,1cm.
Jeśli musisz obliczyć liczbę zwojów spirali, aby skręcić ją z drutu nichromowego o tej długości, użyj następujących wzorów:
Długość jednego obrotu:
Liczba tur:
N=L/(π(D+d/2)),
gdzie L i d to długość i średnica drutu, D to średnica pręta, na którym zostanie nawinięta spirala.
Załóżmy, że nawijamy drut nichromowy na pręt o średnicy 3 mm, a następnie przeprowadzamy obliczenia w milimetrach:
N=151/(3,14(3+0,12/2))=15,71 zwojów
Ale jednocześnie należy wziąć pod uwagę, czy nichrom o takim przekroju jest w ogóle w stanie wytrzymać ten prąd. Szczegółowe tabele do określania maksymalnego dopuszczalnego prądu w określonej temperaturze dla określonych sekcji podano poniżej. W prostych słowach- określasz o ile stopni ma być nagrzany drut i dobierasz jego przekrój do prądu znamionowego.
Należy również zauważyć, że jeśli grzejnik znajduje się w cieczy, prąd można zwiększyć o 1,2-1,5 razy, a jeśli w ograniczonej przestrzeni, to odwrotnie - zmniejszyć.
Według temperatury
Problem z powyższymi obliczeniami polega na tym, że obliczamy rezystancję zimnej cewki na podstawie średnicy włókna nichromowego i jego długości. Zależy to jednak od temperatury, a jednocześnie należy wziąć pod uwagę, w jakich warunkach będzie można to osiągnąć. Jeśli do cięcia pianki lub grzejnika takie obliczenia nadal mają zastosowanie, to w przypadku pieca muflowego będzie to zbyt szorstkie.
Podajmy przykład obliczeń nichromu dla pieca.
Najpierw określa się jego objętość, powiedzmy 50 litrów, następnie określa się moc, w tym celu obowiązuje praktyczna zasada:
- do 50 litrów - 100 W / l;
- 100-500 litrów - 50-70 W / l.
Wtedy w naszym przypadku:
I=5000/220=22,7 Ampera
R=220/22,7=9,7 oma
Dla 380 V przy łączeniu spiral z gwiazdą obliczenia będą następujące.
Moc dzielimy na 3 fazy:
Pf=5/3=1,66 kW na fazę
W przypadku połączenia w gwiazdę do każdej gałęzi doprowadzane jest napięcie 220 V (napięcie fazowe może się różnić w zależności od instalacji elektrycznej), wówczas prąd wynosi:
I=1660/220=7,54 A
Opór:
R=220/7,54=29,1 oma
W przypadku połączenia trójkątnego obliczamy z napięcia liniowego 380 V:
I=1660/380=4,36 A
R=380/4,36=87,1 oma
Aby określić średnicę, bierze się pod uwagę moc właściwą powierzchni grzejnika. Obliczamy długość, bierzemy rezystywność z tabeli. 8. GOST 12766.1-90, ale najpierw określmy średnicę.
Aby obliczyć moc właściwą powierzchni pieca, użyj wzoru.
Bef (zależy od powierzchni odbierającej ciepło) i a (współczynnik efektywności promieniowania) dobiera się zgodnie z poniższymi tabelami.
Tak więc, aby rozgrzać piec do 1000 stopni, przyjmijmy temperaturę spirali na 1100 stopni, następnie zgodnie z tabelą doboru V eff wybieramy wartość 4,3 W / cm 2, a zgodnie z tabelą doboru współczynnika a - 0,2.
V dodaj \u003d V ef * a \u003d 4,3 * 0,2 \u003d 0,86 W / cm2 \u003d 0,86 * 10 ^ 4 W / m2
Średnicę określa wzór:
p t - opór właściwy materiału grzejnika przy danym t, określony zgodnie z GOST 12766.1, tabela 9 (podana poniżej).
Dla nichromu Х80Н20 - 1,025
p t \u003d p 20 * p 1000 \u003d 1,13 * 10 ^ 6 * 1,025 \u003d 1,15 * 10 ^ 6 Ohm / mm
Następnie, aby połączyć się z siecią trójfazową zgodnie ze schematem „Gwiazda”:
Długość oblicza się według wzoru:
Sprawdźmy wartości:
L=R/(p*k)=29,1/(0,82*1,033)=34m
Wartości różnią się ze względu na wysoką temperaturę cewki, sprawdzenie nie uwzględnia wielu czynników. Dlatego weźmiemy długość 1 spirali - 42 m, a następnie na trzy spirale potrzebujesz 126 metrów nichromu 1,3 mm.
Wniosek
- warunki środowiska;
- lokalizacja elementów grzejnych;
- temperatura spirali;
- temperatura, do której powierzchnia musi być ogrzana i inne czynniki.
Nawet powyższego obliczenia, pomimo jego złożoności, nie można nazwać wystarczająco dokładnym. Ponieważ obliczenia elementów grzejnych to termodynamika ciągła i można przytoczyć szereg innych czynników, które wpływają na jej wyniki, na przykład izolację termiczną pieca i tak dalej.
W praktyce po szacunkowych obliczeniach spirale są dodawane lub usuwane w zależności od uzyskanego wyniku lub do jego regulacji służą czujniki i urządzenia temperatury.
materiały
Jeśli mistrz domu Ze względu na charakter wykonywanej przez niego pracy niezbędny jest piec muflowy, gotowe urządzenie może oczywiście zakupić w sklepie lub poprzez ogłoszenia. Jednak taki fabryczny sprzęt jest bardzo drogi. Dlatego wielu rzemieślników samodzielnie zajmuje się produkcją takich pieców.
Główną „jednostką roboczą” elektrycznego pieca muflowego jest grzałka, która w produkcji rękodzielniczej jest zwykle wykonywana w postaci spirali ze specjalnego drutu o dużej wytrzymałości i sprawności cieplnej. Jego charakterystyka musi ściśle odpowiadać mocy tworzonego sprzętu, oczekiwanym warunkom temperaturowym pracy, a także spełniać kilka innych wymagań. Jeśli planowane niezależna produkcja urządzenie, zalecamy skorzystanie z algorytmu zaproponowanego poniżej i wygodnych kalkulatorów do obliczania grzejnika pieca muflowego.
Obliczenie wymaga pewnych wyjaśnień, które postaramy się przedstawić tak jasno, jak to możliwe.
Algorytm i kalkulatory do obliczania grzejnika pieca muflowego
Z czego wykonane są wężownice grzejne?
Na początek kilka słów o drucie, który służy do nawijania cewek grzewczych. Zwykle do takich celów stosuje się nichrom lub fechral.
- Nichrom(od skrótów nikiel + chrom) jest najczęściej reprezentowany przez stopy Kh20N80-N, Kh15N60 lub Kh15N60-N.
ceny pieców muflowych
piec muflowy
Jej godność :
- wysoki margines bezpieczeństwa przy dowolnej temperaturze ogrzewania;
- plastyczny, łatwy w obróbce, nadający się do spawania;
- trwałość, odporność na korozję, brak właściwości magnetycznych.
Wady :
— wysoka cena;
- niższe stawki ogrzewania i stabilność termiczna w porównaniu do Fechralevy.
- Fekhraleva(od skrótów żelazo, chrom, aluminium) - w naszych czasach częściej stosuje się materiał ze stopu Kh23Yu 5T.
Zalety fehralny:
- znacznie tańszy niż nichrom, dzięki czemu materiał jest głównie popularny;
- ma bardziej znaczące wskaźniki rezystancji i ogrzewania rezystancyjnego;
- wysoka odporność na ciepło.
Wady :
- mała wytrzymałość, a nawet po jednorazowym podgrzaniu powyżej 1000 stopni - wyraźna kruchość spirali;
- wyjątkowa trwałość;
- obecność właściwości magnetycznych, podatność na korozję z powodu obecności żelaza w kompozycji;
- zbędna aktywność chemiczna - jest w stanie reagować z materiałem wymurówki pieca;
- zbyt duża rozszerzalność cieplna liniowa.
Każdy z mistrzów może wybrać dowolny z wymienionych materiałów, po przeanalizowaniu ich zalet i wad. Algorytm obliczeniowy uwzględnia cechy takiego wyboru.
Krok 1 - określenie mocy pieca i siły prądu przepływającego przez grzałkę.
Aby nie wpaść w niepotrzebne dany przypadku szczegółów, od razu powiemy, że są empiryczne standardy zgodnościtomkomora robocza pieca muflowego i jej moc. Przedstawiono je w poniższej tabeli:
Jeśli istnieją szkice projektowe przyszłego urządzenia, objętość komory tłumiącej jest łatwa do określenia - iloczyn wysokości, szerokości i głębokości. Następnie objętość jest przeliczana na litry i mnożona przez zalecane wartości mocy podane w tabeli. Otrzymujemy więc moc pieca w watach.
Wartości tabeli mieszczą się w pewnych zakresach, więc albo użyj interpolacji, albo weź przybliżoną średnią wartość.
Znaleziona moc przy znanym napięciu sieciowym (220 woltów) pozwala natychmiast określić siłę prądu, który przepłynie przez element grzejny.
I=P/U.
I- siła prądu.
R– moc pieca muflowego określoną powyżej;
u- napięcie zasilania.
Cały ten pierwszy krok obliczeń można wykonać bardzo łatwo i szybko za pomocą kalkulatora: wszystkie wartości tabelaryczne są już wprowadzone do programu obliczeniowego.
Kalkulator mocy pieca muflowego i prądu płynącego przez grzałkę
Bardzo często, jeśli chcesz zrobić lub naprawić podgrzewacz zrób to sam piece elektryczne, osoba ma wiele pytań. Np. jaką średnicę wziąć drut, jaka powinna być jego długość, czy jaką moc można uzyskać stosując drut lub taśmę o zadanych parametrach itp. Przy odpowiednim podejściu do rozwiązania tego problemu należy wziąć pod uwagę całkiem sporo parametrów, na przykład siłę przepływającego prądu podgrzewacz, temperatura pracy, rodzaj sieci elektrycznej i inne.Ten artykuł zawiera dane referencyjne dotyczące materiałów najczęściej używanych do produkcji grzejników. piekarniki elektryczne, a także metodologię i przykłady ich obliczania (obliczanie grzejników do pieców elektrycznych).
Grzejniki. Materiały do produkcji grzejników
Bezpośrednio podgrzewacz- jeden z najbardziej ważne elementy pieca, to on wykonuje grzanie, ma najwyższą temperaturę i decyduje o wydajności całej instalacji grzewczej. Dlatego grzejniki muszą spełniać szereg wymagań, które wymieniono poniżej.Wymagania dotyczące grzejników
Podstawowe wymagania dla grzejników (materiały grzejników):- Grzałki muszą mieć wystarczającą odporność na ciepło (odporność na osadzanie się kamienia) i odporność na ciepło. Odporność na ciepło - wytrzymałość mechaniczna przy wysokie temperatury. Żaroodporność - odporność metali i stopów na korozję gazową w wysokich temperaturach (właściwości żaroodporności i żaroodporności opisano bardziej szczegółowo na stronie).
- Podgrzewacz w piecu elektrycznym musi być wykonany z materiału o wysokiej rezystywności elektrycznej. rozmawiając zwykły język Im wyższy opór elektryczny materiału, tym bardziej się nagrzewa. Dlatego jeśli weźmiesz materiał o mniejszym oporze, potrzebujesz grzejnika o większej długości i mniejszym polu przekroju. Nie zawsze w piecu można umieścić wystarczająco długą grzałkę. To też należy wziąć pod uwagę im większa średnica drutu, z którego wykonana jest grzałka, tym dłuższa jest jej żywotność . Przykładami materiałów o wysokiej rezystancji elektrycznej są stopy chromowo-niklowe, stopy żelazowo-chromowo-aluminiowe, które są stopami precyzyjnymi o wysokiej rezystancji elektrycznej.
- Niski temperaturowy współczynnik oporu jest istotnym czynnikiem przy wyborze materiału na grzejnik. Oznacza to, że gdy zmienia się temperatura, opór elektryczny materiału podgrzewacz niewiele się zmienia. Jeśli współczynnik temperaturowy oporu elektrycznego jest duży, aby włączyć piec w stanie zimnym, konieczne jest zastosowanie transformatorów, które początkowo dają obniżone napięcie.
- Fizyczne właściwości materiałów grzejnika muszą być stałe. Niektóre materiały, takie jak karborund, który jest niemetalicznym grzejnikiem, mogą z czasem zmieniać swoje właściwości. właściwości fizyczne, w szczególności opór elektryczny, który komplikuje warunki ich działania. Do stabilizacji rezystancji elektrycznej stosuje się transformatory o dużej liczbie stopni i zakresie napięć.
- materiały metalowe muszą mieć dobre właściwości technologiczne, a mianowicie: plastyczność i spawalność, aby mogły być wykorzystywane do wyrobu drut, taśma, a z taśmy - elementy grzejne o złożonej konfiguracji. Również grzejniki mogą być wykonane z niemetali. Grzejniki niemetalowe są prasowane lub formowane w gotowy produkt.
Materiały do produkcji grzejników
Najbardziej odpowiednie i najczęściej stosowane w produkcji grzałek do pieców elektrycznych są precyzyjne stopy o wysokiej rezystancji elektrycznej. Należą do nich stopy na bazie chromu i niklu ( chromowo-niklowy), żelazo, chrom i aluminium ( żelazo-chrom-aluminium). Gatunki i właściwości tych stopów omówiono w „Stopy precyzyjne. Znaki". Przedstawicielami stopów chromowo-niklowych są gatunki Kh20N80, Kh20N80-N (950-1200 °C), Kh15N60, Kh15N60-N (900-1125 °С), żelazo-chromoaluminium - gatunki Kh23Yu5T (950-1400 °С), Kh27Yu5T ( 950-1350°С), X23Yu5 (950-1200°C), X15Yu5 (750-1000°C). Istnieją również stopy żelazo-chrom-nikl - Kh15N60Yu3, Kh27N70YuZ.Wymienione powyżej stopy mają dobrą odporność na ciepło i właściwości żaroodporne, dzięki czemu mogą pracować w wysokich temperaturach. Dobry wytrzymałość cieplna zapewnia ochronny film tlenku chromu, który tworzy się na powierzchni materiału. Temperatura topnienia folii jest wyższa niż temperatura topnienia samego stopu, nie pęka po podgrzaniu i schłodzeniu.
przynieśmy charakterystyka porównawcza nichrom i fechral.
Zalety nichromu:
- dobre właściwości mechaniczne zarówno w niskich, jak i wysokich temperaturach;
- stop jest odporny na pełzanie;
- ma dobre właściwości technologiczne - ciągliwość i spawalność;
- dobrze przetworzone;
- nie starzeje się, niemagnetyczny.
- wysoki koszt niklu - jednego z głównych składników stopu;
- niższe temperatury pracy w porównaniu do Fechral.
- tańszy stop w porównaniu z nichromem, tk. nie zawiera ;
- ma lepszą odporność na ciepło niż nichrom, np. Fechral X23Yu5T może pracować w temperaturach do 1400°C (1400°C to maksymalna temperatura pracy grzałki wykonanej z drutu Ø 6,0 mm lub więcej; Ø 3,0 - 1350°C; Ø 1,0 - 1225 °С; 0,2 - 950 °С).
- kruchy i kruchy stop, te negatywne właściwości są szczególnie wyraźne po tym, jak stop był w temperaturze powyżej 1000 ° C;
- ponieważ fechral ma w swoim składzie żelazo, wtedy ten stop jest magnetyczny i może rdzewieć w wilgotnej atmosferze w normalnych temperaturach;
- ma niską odporność na pełzanie;
- wchodzi w interakcję z szamotem i tlenkami żelaza;
- Grzejniki Fechral znacznie się wydłużają podczas pracy.
Ostatnio opracowano stopy typu Kh15N60Yu3 i Kh27N70YuZ; z dodatkiem 3% aluminium, co znacznie poprawiło żaroodporność stopów, a obecność niklu praktycznie wyeliminowała wady stopów żelazo-chrom-aluminium. Stopy Kh15N60YuZ, Kh27N60YUZ nie wchodzą w interakcje z szamotem i tlenkami żelaza, są dość dobrze przetworzone, wytrzymałe mechanicznie, nie kruche. Maksymalna temperatura pracy stopu X15N60YUZ wynosi 1200°C.
Oprócz wymienionych powyżej stopów na bazie niklu, chromu, żelaza, aluminium, do produkcji grzejników stosuje się również inne materiały: metale ogniotrwałe, a także niemetale.
Spośród niemetali do produkcji grzejników stosuje się karborund, dwukrzemek molibdenu, węgiel i grafit. Grzejniki karborundowe i dwukrzemkowo-molibdenowe stosowane są w piecach wysokotemperaturowych. W piecach z atmosferą ochronną stosuje się grzejniki węglowe i grafitowe.
Wśród materiałów ogniotrwałych tantal i niob mogą być stosowane jako grzejniki. W wysokotemperaturowych piecach próżniowych i z atmosferą ochronną, grzejniki molibdenowe I wolfram. Grzałki molibdenowe mogą pracować do temperatury 1700 °C w próżni i do 2200 °C w atmosferze ochronnej. Ta różnica temperatur wynika z parowania molibdenu w temperaturze powyżej 1700 °C w próżni. Grzejniki wolframowe mogą pracować do 3000 °C. W szczególnych przypadkach stosuje się grzejniki tantalowe i niobowe.
Obliczanie grzejników pieców elektrycznych
Zwykle danymi wejściowymi są moc, jaką muszą zapewnić grzejniki, maksymalna temperatura wymagana do wykonania odpowiednich proces technologiczny(odpuszczanie, hartowanie, spiekanie itp.) oraz wymiary przestrzeni roboczej pieca elektrycznego. Jeśli moc pieca nie jest ustawiona, można to określić na podstawie praktycznej zasady. Podczas obliczania grzejników wymagane jest uzyskanie średnicy i długości (dla drutu) lub pola i długości przekroju (dla taśmy), które są niezbędne do produkcja grzejników.Konieczne jest również określenie materiału, z którego należy wykonać grzejniki(ten element nie jest rozważany w artykule). W niniejszym artykule jako materiał na grzejniki rozważa się precyzyjny stop niklowo-chromowy o wysokiej rezystancji elektrycznej, który jest jednym z najpopularniejszych w produkcji elementów grzejnych.
Określenie średnicy i długości grzałki (drutu nichromowego) dla danej mocy pieca (proste obliczenie)
Być może najbardziej prosta opcja kalkulacja grzałki nichromu to dobór średnicy i długości przy danej mocy grzałki, napięciu zasilania sieci, a także temperaturze jaką grzałka będzie miała. Pomimo prostoty obliczeń ma jedną cechę, na którą zwrócimy uwagę poniżej.Przykład obliczenia średnicy i długości elementu grzejnego
Wstępne dane:
Moc urządzenia P
= 800 W; napięcie sieciowe u
= 220 V; temperatura grzałki 800°C. Drut nichromowy X20H80 służy jako element grzejny.
1. Najpierw musisz określić siłę prądu, która przejdzie przez element grzejny:
I=P/U
\u003d 800/220 \u003d 3,63 A.
2. Teraz musisz znaleźć opór grzejnika:
R=U/I
= 220 / 3,63 = 61 omów;
3. Na podstawie wartości uzyskanej w ust. 1 przepływającego prądu grzejnik nichromowy, musisz wybrać średnicę drutu. I ta chwila jest ważna. Jeśli, na przykład, przy natężeniu prądu 6 A zostanie użyty drut nichromowy o średnicy 0,4 mm, wówczas wypali się. Dlatego po obliczeniu natężenia prądu należy wybrać z tabeli odpowiednią wartość średnicy drutu. W naszym przypadku dla natężenia prądu 3,63 A i temperatury grzejnika 800 ° C wybieramy drut nichromowy o średnicy D = 0,35 mm i pole przekroju poprzecznego S \u003d 0,096 mm2.
Główna zasada wybór średnicy drutu można sformułować w następujący sposób: należy wybrać drut, którego dopuszczalna siła prądu jest nie mniejsza niż obliczona siła prądu przechodzącego przez grzejnik. Aby zaoszczędzić materiał grzałki, należy wybrać przewód o najbliższym wyższym (niż obliczony) dopuszczalnym prądzie.
Tabela 1
| Średnica, mm | Pole przekroju poprzecznego drutu nichromowego, mm 2 | Temperatura nagrzewania drutu nichromowego, °C | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 200 | 400 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | ||
| Maksymalny dopuszczalny prąd, 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 |
Notatka :
- jeżeli grzejniki znajdują się w podgrzewanej cieczy, wówczas obciążenie (dopuszczalny prąd) można zwiększyć o 1,1 - 1,5 razy;
- gdy grzejniki są zamknięte (na przykład w komorowych piecach elektrycznych), konieczne jest zmniejszenie obciążenia o 1,2 - 1,5 razy (mniejszy współczynnik jest brany dla grubszego drutu, większy dla cienkiego).
R = ρ l/S ,
Gdzie R - rezystancja elektryczna przewodnika (grzałki) [Ohm], ρ - rezystywność elektryczna materiału grzałki [Ohm mm2/m], l - długość przewodu (grzałki) [mm], S - pole przekroju poprzecznego przewodu (grzałki) [mm 2 ].
W ten sposób otrzymujemy długość grzejnika:
l = R S / ρ
\u003d 61 0,096 / 1,11 \u003d 5,3 m.
W tym przykładzie drut nichromowy Ø 0,35 mm jest używany jako grzejnik. Zgodnie z "Drut wykonany z precyzyjnych stopów o wysokiej rezystancji elektrycznej. Specyfikacje" nominalna wartość rezystywności elektrycznej drutu nichromowego Kh20N80 wynosi 1,1 Ohm mm 2 / m ( ρ \u003d 1,1 Ohm mm 2 / m), patrz tabela. 2.
Wynikiem obliczeń jest wymagana długość drutu nichromowego, która wynosi 5,3 m, średnica - 0,35 mm.
Tabela 2
Określenie średnicy i długości grzałki (drutu nichromowego) dla danego pieca (szczegółowe obliczenie)
Obliczenia przedstawione w tym akapicie są bardziej złożone niż powyższe. Tutaj weźmiemy pod uwagę dodatkowe parametry grzejników, spróbujemy znaleźć opcje podłączenia grzejników do sieci prądu trójfazowego. Obliczenia grzejnika zostaną przeprowadzone na przykładzie pieca elektrycznego. Niech dane początkowe będą wewnętrznymi wymiarami pieca.1. Pierwszą rzeczą do zrobienia jest obliczenie objętości komory wewnątrz piekarnika. W tym przypadku weźmy H = 490 mm, D = 350 mm i l = 350 mm (odpowiednio wysokość, szerokość i głębokość). W ten sposób otrzymujemy objętość V = h re l \u003d 490 350 350 \u003d 60 10 6 mm 3 \u003d 60 l (miara objętości).
2. Następnie musisz określić moc, jaką powinien dawać piec. Moc jest mierzona w watach (W) i jest określana przez praktyczna zasada: dla piekarnika elektrycznego o pojemności 10 - 50 litrów moc właściwa wynosi 100 W / l (Wat na litr objętości), przy pojemności 100 - 500 litrów - 50 - 70 W / l. Weźmy pod uwagę moc właściwą pieca 100 W/l. Tak więc moc grzejnika pieca elektrycznego powinna być P \u003d 100 60 \u003d 6000 W \u003d 6 kW.
Należy zauważyć, że o mocy 5-10 kW grzejniki są zwykle jednofazowe. Przy dużych mocach, w celu równomiernego obciążenia sieci, grzejniki są trójfazowe.
3. Następnie musisz znaleźć siłę prądu przepływającego przez grzejnik I=P/U , Gdzie P - moc grzałki, u - napięcie na grzałce (między jej końcami) oraz rezystancję grzałki R=U/I .
Może być dwie opcje podłączenia do sieci elektrycznej:
- do domowej sieci prądu jednofazowego - wtedy u = 220 V;
- do sieci przemysłowej prądu trójfazowego - u = 220 V (między przewodem neutralnym a fazą) lub u = 380 V (między dowolnymi dwiema fazami).
I=P/U
\u003d 6000 / 220 \u003d 27,3 A - prąd przepływający przez grzejnik.
Następnie konieczne jest określenie rezystancji grzałki pieca.
R=U/I
\u003d 220 / 27,3 \u003d 8,06 omów.
Rysunek 1 Grzałka drutu w sieci prądu jednofazowego
Pożądane wartości średnicy drutu i jego długości zostaną określone w paragrafie 5 niniejszego paragrafu.
Przy tego typu połączeniu obciążenie rozkłada się równomiernie na trzy fazy, tj. 6 / 3 = 2 kW na fazę. Potrzebujemy więc 3 grzałek. Następnie musisz wybrać metodę bezpośredniego podłączenia grzejników (obciążenia). Mogą być 2 sposoby: „GWIAZDA” lub „TRÓJKĄT”.
Warto zauważyć, że w tym artykule wzory do obliczania aktualnej siły ( I ) i opór ( R ) dla sieci trójfazowej nie są zapisywane w postaci klasycznej. Odbywa się to, aby nie komplikować prezentacji materiału dotyczącego obliczania grzejników za pomocą terminów i definicji elektrycznych (na przykład nie wspomniano o napięciach i prądach fazowych i liniowych oraz o związkach między nimi). Klasyczne podejście i wzory do obliczania obwodów trójfazowych można znaleźć w literaturze specjalistycznej. W tym artykule niektóre przekształcenia matematyczne przeprowadzone na klasycznych wzorach są ukryte przed czytelnikiem, co nie ma żadnego wpływu na końcowy wynik.
Podczas podłączania typu „GWIAZDA” grzałka jest podłączona między fazą a zerem (patrz rys. 2). W związku z tym napięcie na końcach grzejnika będzie wynosić u
= 220 V.
I=P/U
\u003d 2000 / 220 \u003d 9,10 A.
R=U/I
= 220 / 9,10 = 24,2 oma.
Rysunek 2 Grzałka drutu w sieci prądu trójfazowego. Połączenie zgodnie ze schematem „STAR”.
Podczas łączenia typu „TRÓJKĄT” grzejnik jest podłączony między dwiema fazami (patrz rys. 3). W związku z tym napięcie na końcach grzejnika będzie wynosić u
= 380 V.
Prąd płynący przez grzałkę wynosi
I=P/U
\u003d 2000/380 \u003d 5,26 A.
Rezystancja jednej grzałki -
R=U/I
\u003d 380 / 5,26 \u003d 72,2 omów.
Rysunek 3 Grzałka drutu w sieci prądu trójfazowego. Połączenie zgodnie ze schematem „TRÓJKĄT”
4. Po określeniu rezystancji grzałki z odpowiednim podłączeniem do sieci elektrycznej wybierz średnicę i długość drutu.
Przy określaniu powyższych parametrów konieczna jest analiza moc powierzchniowa grzejnika, tj. moc rozpraszana na jednostkę powierzchni. Moc powierzchniowa grzałki zależy od temperatury ogrzewanego materiału oraz od konstrukcji grzałek.
Przykład
Z poprzednich punktów obliczeniowych (patrz paragraf 3 tego paragrafu) znamy rezystancję grzejnika. W przypadku 60-litrowego piekarnika z podłączeniem jednofazowym tak R
= 8,06 omów. Jako przykład weź średnicę 1 mm. Następnie, aby uzyskać wymaganą odporność, jest to konieczne l = R / str
\u003d 8,06 / 1,4 \u003d 5,7 m drutu nichromowego, gdzie ρ
- nominalna wartość rezystancji elektrycznej 1 m przewodu w [Ohm/m]. Masa tego kawałka drutu nichromowego będzie wynosić m = lμ
\u003d 5,7 · 0,007 \u003d 0,0399 kg \u003d 40 g, gdzie μ
- waga 1 m drutu. Teraz konieczne jest określenie pola powierzchni kawałka drutu o długości 5,7 m. S = l π re
\u003d 570 3,14 0,1 \u003d 179 cm 2, gdzie l
– długość drutu [cm], D
– średnica drutu [cm]. Zatem 6 kW należy przydzielić z powierzchni 179 cm 2. Rozwiązując prostą proporcję, otrzymujemy, że moc jest uwalniana z 1 cm 2 β=P/S
\u003d 6000/179 \u003d 33,5 W, gdzie β
- moc powierzchniowa grzałki.
Wynikowa moc powierzchniowa jest zbyt wysoka. Podgrzewacz stopi się, jeśli zostanie podgrzany do temperatury, która zapewni uzyskaną wartość mocy powierzchniowej. Ta temperatura będzie wyższa niż temperatura topnienia materiału grzejnika.
Podany przykład jest demonstracją błędnego doboru średnicy drutu, z którego wykonana zostanie grzałka. W paragrafie 5 tego paragrafu podany zostanie przykład z prawidłowym doborem średnicy.
Dla każdego materiału, w zależności od wymaganej temperatury grzania, określa się dopuszczalną wartość mocy powierzchniowej. Można to określić za pomocą specjalnych tabel lub wykresów. W tych obliczeniach używane są tabele.
Dla piece wysokotemperaturowe(w temperaturze powyżej 700 - 800 ° C) dopuszczalna moc powierzchniowa, W / m2, jest równa β dodaj \u003d β eff α , Gdzie efekt β - moc powierzchniowa grzejników w zależności od temperatury czynnika odbierającego ciepło [W/m2], α jest współczynnikiem efektywności promieniowania. efekt β dobiera się zgodnie z tabelą 3, α - zgodnie z tabelą 4.
Jeśli piekarnik o niskiej temperaturze(temperatura poniżej 200 - 300 ° C), wówczas dopuszczalną moc powierzchniową można uznać za równą (4 - 6) · 10 4 W / m 2.
Tabela 3
| Temperatura powierzchni odbierającej ciepło, °C | β eff, W/cm 2 przy temperaturze grzejnika, °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 | |
Tabela 4
Spirale druciane, półzamknięte w rowkach okładziny
Spirale druciane na półkach w tubach
Grzejniki zygzakowate (prętowe).
Załóżmy, że temperatura grzałki wynosi 1000°C, a chcemy nagrzać przedmiot do temperatury 700°C. Następnie zgodnie z tabelą 3 wybieramy efekt β \u003d 8,05 W / cm2, α = 0,2, β dodaj \u003d β eff α \u003d 8,05 0,2 \u003d 1,61 W / cm2 \u003d 1,61 · 10 4 W / m2.
5. Po ustaleniu dopuszczalnej mocy powierzchniowej grzałki należy to zrobić znajdź jego średnicę(dla grzejników drutowych) lub szerokość i grubość(do grzejników taśmowych), a także długość.
Średnicę drutu można określić za pomocą następującego wzoru: D
- średnica drutu, [m]; P
- moc grzałki, [W]; u
- napięcie na końcach grzałki, [V]; β dodaj
- dopuszczalna moc powierzchniowa grzejnika, [W/m 2 ]; ρt
- rezystywność materiału grzejnika w danej temperaturze, [Ohm m].
ρ t = ρ 20 k
, Gdzie ρ 20
- rezystywność elektryczna materiału grzejnika przy 20 °C, [Ohm m] k
- współczynnik korygujący do obliczania zmiany rezystancji elektrycznej w zależności od temperatury (o ).
Długość drutu można określić za pomocą następującego wzoru:
l
- długość drutu, [m].
Wybieramy średnicę i długość drutu z nichrom Х20Н80. Specyficzna rezystancja elektryczna materiału grzejnika wynosi
ρ t = ρ 20 k
\u003d 1,13 10 -6 1,025 \u003d 1,15 10 -6 Ohm m.
Domowa sieć prądu jednofazowego
W przypadku 60-litrowego pieca podłączonego do domowej sieci prądu jednofazowego z poprzednich kroków obliczeniowych wiadomo, że moc pieca wynosi P
\u003d 6000 W, napięcie na końcach grzejnika - u
= 220 V, dopuszczalna moc grzejnika płaszczyznowego β dodaj
\u003d 1,6 · 10 4 W / m2. Wtedy dostajemy
Wynikowy rozmiar należy zaokrąglić w górę do najbliższego większego standardu. Standardowe rozmiary drutu nichromowego i fechralowego można znaleźć w. Dodatek 2, Tabela 8. W tym przypadku najbliższy duży standardowy rozmiar wynosi Ø 2,8 mm. Średnica grzałki D = 2,8 mm.
Długość grzałki l = 43 m.
Czasami wymagane jest również określenie masy wymaganej ilości drutu.
m = lμ
, Gdzie M
- masa kawałka drutu, [kg]; l
- długość drutu, [m]; μ
- ciężar właściwy (masa 1 metra drutu), [kg/m].
W naszym przypadku masa grzejnika m = lμ \u003d 43 · 0,052 \u003d 2,3 kg.
To obliczenie podaje minimalną średnicę drutu, przy której może być używany jako grzejnik w danych warunkach.. Z punktu widzenia oszczędności materiałowych taka kalkulacja jest optymalna. W takim przypadku można również użyć drutu o większej średnicy, ale wtedy jego ilość wzrośnie.
Badanie
Wyniki obliczeń można sprawdzić w następujący sposób. Otrzymano drut o średnicy 2,8 mm. Wtedy długość, której potrzebujemy, to
l = R / (ρ k)
\u003d 8,06 / (0,179 · 1,025) \u003d 43 m, gdzie l
- długość drutu, [m]; R
- rezystancja grzałki, [Ohm]; ρ
- nominalna wartość rezystancji elektrycznej 1 m przewodu, [Ohm/m]; k
- współczynnik korygujący do obliczania zmiany rezystancji elektrycznej w zależności od temperatury.
Ta wartość jest taka sama jak wartość uzyskana z innego obliczenia.
Teraz trzeba sprawdzić czy moc powierzchniowa wybranej przez nas grzałki nie przekroczy dopuszczalnej mocy powierzchniowej, którą znaleźliśmy w kroku 4. β=P/S \u003d 6000 / (3,14 4300 0,28) \u003d 1,59 W / cm 2. Otrzymana wartość β \u003d 1,59 W / cm2 nie przekracza β dodaj \u003d 1,6 W / cm 2.
Wyniki
Tak więc grzejnik będzie wymagał 43 metrów drutu nichromowego X20H80 o średnicy 2,8 mm, czyli 2,3 kg.
Przemysłowa sieć prądu trójfazowego
Można również znaleźć średnicę i długość drutu wymaganego do produkcji grzejników pieców podłączonych do sieci prądu trójfazowego.
Jak opisano w punkcie 3, każda z trzech grzałek ma moc 2 kW. Znajdź średnicę, długość i masę jednego grzejnika.
Połączenie GWIAZDA(patrz rys. 2)
W tym przypadku najbliższy większy rozmiar standardowy to Ø 1,4 mm. Średnica grzałki D = 1,4 mm.
Długość jednej grzałki l
= 30 m.
Waga jednej grzałki m = lμ
\u003d 30 0,013 \u003d 0,39 kg.
Badanie
Otrzymano drut o średnicy 1,4 mm. Wtedy długość, której potrzebujemy, to
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, nie przekracza dopuszczalnego.
Wyniki
Będziesz potrzebować trzech grzejników połączonych zgodnie ze schematem „GWIAZDA”.
l
\u003d 3 30 \u003d 90 m drutu, czyli
M
\u003d 3 · 0,39 \u003d 1,2 kg.
Typ połączenia „TRÓJKĄT”(patrz rys. 3)
W tym przypadku najbliższy większy rozmiar standardowy to Ø 0,95 mm. Średnica grzałki D = 0,95 mm.
Długość jednej grzałki l
= 43 m.
Waga jednej grzałki m = lμ
\u003d 43 0,006 \u003d 0,258 kg.
Badanie
Otrzymano drut o średnicy 0,95 mm. Wtedy długość, której potrzebujemy, to
l = R / (ρ k)
\u003d 72,2 / (1,55 1,025) \u003d 45 m.
Wartość ta prawie pokrywa się z wartością uzyskaną w wyniku innego obliczenia.
Moc powierzchniowa będzie β=P/S \u003d 2000 / (3,14 4300 0,095) \u003d 1,56 W / cm 2, nie przekracza dopuszczalnego.
Wyniki
Będziesz potrzebować trzech grzejników połączonych zgodnie ze schematem „TRÓJKĄT”.
l
\u003d 3 43 \u003d 129 m drutu, czyli
M
\u003d 3 0,258 \u003d 0,8 kg.
Jeśli porównamy 2 omówione powyżej opcje podłączenia grzejników do sieci prądu trójfazowego, zobaczymy to „GWIAZDA” wymaga drutu o większej średnicy niż „TRIANGLE” (1,4 mm vs. 0,95 mm) w celu uzyskania zadanej mocy pieca 6 kW. W której wymagana długość drutu nichromowego przy podłączeniu zgodnie ze schematem „GWIAZDA” jest mniejsza niż długość drutu przy podłączeniu typu „TRIANGLE”(90 m vs. 129 m) i przeciwnie, wymagana masa jest większa (1,2 kg vs. 0,8 kg).
Obliczenia spiralne
Podczas eksploatacji głównym zadaniem jest umieszczenie grzałki o przewidywanej długości w ograniczonej przestrzeni paleniska. Drut nichromowy i fechralowy nawinięty jest w formie spirali lub wygięty w formie zygzaków, taśma wygięta w formie zygzaków, co umożliwia duża ilość materiału (wzdłuż) do komory roboczej. Najczęstszą opcją jest spirala.Stosunki pomiędzy skokiem spirali a jej średnicą oraz średnicą drutu dobiera się w taki sposób, aby ułatwić umieszczenie grzałek w palenisku, zapewnić ich wystarczającą sztywność, w maksymalnym możliwym stopniu wykluczyć miejscowe przegrzewanie się zwojów samej spirali i jednocześnie nie utrudniać przenoszenia ciepła z nich do produktów.
Im większa średnica spirali i mniejszy jej skok, tym łatwiej jest umieścić grzałki w palenisku, ale wraz ze wzrostem średnicy maleje wytrzymałość spirali i tendencja jej zwojów do układania się na wierzchu każdego inne podwyżki. Z drugiej strony, wraz ze wzrostem częstotliwości nawijania, zwiększa się ekranowanie części jego zwojów skierowanej do produktów na pozostałej części, aw konsekwencji pogarsza się wykorzystanie jego powierzchni, a także może wystąpić miejscowe przegrzanie.
Praktyka ustaliła dobrze określone, zalecane proporcje między średnicą drutu ( D ), krok ( T ) i średnicy spirali ( D ) dla drutu o średnicy od 3 do 7 mm. Stosunki te przedstawiają się następująco: t ≥ 2d I re = (7÷10) re dla nichromu i re = (4÷6) re - do mniej trwałych stopów żelazo-chrom-aluminium, takich jak fechral itp. W przypadku cieńszych drutów stosunek D I D , I T zwykle biorą więcej.
Wniosek
W artykule omówiono różne aspekty związane z obliczanie grzejników pieców elektrycznych- materiały, przykłady obliczeń z niezbędnymi danymi odniesienia, odniesienia do norm, ilustracje.W przykładach podano tylko metody obliczeniowe grzejniki drutowe. Oprócz drutu ze stopów precyzyjnych taśmę można również wykorzystać do produkcji grzejników.
Obliczenia grzejników nie ograniczają się do wyboru ich rozmiarów. Również należy określić materiał, z którego ma być wykonany grzejnik, rodzaj grzejnika (drut lub taśma), rodzaj umiejscowienia grzejników i inne cechy. Jeśli grzejnik jest wykonany w formie spirali, konieczne jest określenie liczby zwojów i skoku między nimi.
Mamy nadzieję, że artykuł był dla Ciebie przydatny. Zezwalamy na jego bezpłatną dystrybucję pod warunkiem zachowania linku do naszej strony internetowej http://www.site.
Jeśli znajdziesz jakieś nieścisłości, poinformuj nas o tym e-mailem [e-mail chroniony] stronie internetowej lub korzystając z systemu Orfus, zaznaczając błędnie napisany tekst i naciskając Ctrl+Enter.
Bibliografia
- Dyakow VI „Typowe obliczenia dla urządzeń elektrycznych”.
- Zhukov L.L., Plemyannikova I.M., Mironova M.N., Barkaya D.S., Shumkov Yu.V. "stopy do grzejników".
- Sokunov B.A., Grobova L.S. "Instalacje elektrotermiczne (piece elektryczne oporowe)".
- Feldman IA, Gutman MB, Rubin GK, Shadrich NI „Obliczanie i projektowanie grzałek do elektrycznych pieców oporowych”.
- http://www.horss.ru/h6.php?p=45
- http://www.electromonter.info/advice/nichrom.html
