Elementele de încălzire în spirală sunt utilizate pentru încălzirea duzelor, matrițelor, injectoarelor, tijelor, duzelor de distribuție etc. În funcție de dimensiune, secțiunile sunt împărțite în HCf și MCf. Încălzitoarele cu bobină pentru sistemele de canalizare la cald (GKS) sunt furnizate într-o formă îndreptată sau într-o stare de înfășurare finită, cu diametrul și distribuția necesare la lungimea necesară.
Elemente de încălzire în spirală cel mai bun mod potrivit pentru încălzirea formelor și îmbinărilor cilindrice. În ciuda diametrului mic, au o putere de încălzire ridicată, asigurând o încălzire uniformă până la 750 ° C. Sârmă de încălzire cea mai înaltă calitate plasat în interiorul unei carcase din oțel inoxidabil. Părțile componente ale elementului de încălzire sunt sertizate, ceea ce crește durata de viață a elementului de încălzire și îi permite să reziste la temperaturi ridicate. Incalzitoarele cu bobina sunt complet sigilate, ceea ce previne patrunderea obiectelor solide, umezelii, lichidului.
Beneficii: există posibilitatea de a fabrica la cerere orice dimensiuni non-standard sau capacități non-standard de încălzitoare spirale. Dacă este necesar, efectuăm înfășurarea conform termenilor de referință (descărcare).
Cu o funcționare adecvată, durata de viață a încălzitoarelor este nelimitată.
Structura elementului de încălzire în spirală
Principalele caracteristici ale elementelor de stoc standard de elemente de încălzire în spirală
La cerere, este posibil să se fabrice încălzitoare spirale cu următoarele caracteristici
|
Secțiunea încălzitorului |
Putere la 230 V |
Lungimea totală îndreptată (inclusiv lungimea neîncălzită) |
Lungime incasabilă |
Diametrul minim al înfășurării |
|
1,8 x 3,2 mm |
150 - 700 W | 200 -1000 mm | 40 mm | 8 mm |
| 150 - 1600 W | 265 -2015 mm | 65 mm | 8 mm | |
| 150 - 1600 W | 265 -2015 mm | 65 mm | 8 mm | |
| 175 - 400 W | 365 -765 mm | 65 mm | 6 mm | |
Acest articol oferă date de referință despre materialele cele mai frecvente în fabricarea încălzitoarelor cuptoare electrice, precum și metodologia și exemplele de calcul al acestora (calculul încălzitoarelor electrice pentru cuptoare).
Încălzitoare. Materiale pentru fabricarea încălzitoarelor
Direct încălzitor - unul dintre cele mai importante elemente ale cuptorului, el este cel care efectuează încălzirea, are temperatura cea mai ridicată și determină performanța instalației de încălzire în ansamblu. Prin urmare, încălzitoarele trebuie să îndeplinească o serie de cerințe, care sunt enumerate mai jos.Cerințe privind încălzitorul
Cerințe de bază pentru încălzitoare (materiale pentru încălzire):- Încălzitoarele trebuie să aibă suficientă rezistență la căldură (rezistență la scară) și rezistență la căldură. Rezistență la căldură - rezistență mecanică la temperaturi ridicate. Rezistență la căldură - rezistența metalelor și aliajelor la coroziunea gazelor la temperaturi ridicate (în detaliu proprietățile rezistenței la căldură și rezistența la căldură sunt descrise pe pagină).
- Încălzitor într-un cuptor electric trebuie să fie dintr-un material cu o rezistență electrică specifică ridicată. În termeni simpli, cu cât rezistența electrică a unui material este mai mare, cu atât se încălzește mai mult. Prin urmare, dacă luați un material cu o rezistență mai mică, veți avea nevoie de un încălzitor cu o lungime mai mare și o zonă mai mică a secțiunii transversale. Un încălzitor suficient de lung poate să nu fie întotdeauna introdus în cuptor. De asemenea, merită luat în considerare faptul că, cu cât diametrul firului din care este fabricat încălzitorul este mai mare, cu atât durata de viață este mai mare ... Exemple de materiale cu rezistență electrică ridicată sunt aliajele de crom-nichel, aliajul de fier-crom-aluminiu, care sunt aliaje de precizie cu rezistență electrică ridicată.
- Un coeficient de rezistență la temperatură scăzută este un factor semnificativ atunci când alegeți un material pentru un încălzitor. Aceasta înseamnă că pe măsură ce temperatura se schimbă, rezistența electrică a materialului încălzitor nu se schimbă prea mult. Dacă coeficientul de temperatură al rezistenței electrice este mare, pentru a porni cuptorul într-o stare rece, este necesar să se utilizeze transformatoare care dau inițial o tensiune redusă.
- Proprietățile fizice ale materialelor de încălzire trebuie să fie constante. Unele materiale, cum ar fi carborundul, care este un încălzitor nemetalic, își pot schimba proprietățile fizice în timp, în special rezistența electrică, ceea ce le complică condițiile de funcționare. Pentru a stabiliza rezistența electrică, se folosesc transformatoare cu un număr mare de trepte și un domeniu de tensiune.
- Materialele metalice trebuie să aibă proprietăți tehnologice bune, și anume plasticitatea și sudabilitatea, astfel încât să poată fi realizate sârmă, panglică, și din bandă - elemente de încălzire de configurație complexă. De asemenea încălzitoare poate fi fabricat din nemetale. Încălzitoarele nemetalice sunt extrudate sau formate într-un produs finit.
Materiale pentru fabricarea încălzitoarelor
Cele mai potrivite și cele mai utilizate în fabricarea încălzitoarelor pentru cuptoare electrice sunt aliaje de precizie cu rezistență electrică ridicată... Acestea includ aliaje pe bază de crom și nichel ( crom-nichel), fier, crom și aluminiu ( fier-crom-aluminiu). Calitățile și proprietățile acestor aliaje sunt luate în considerare în „Aliaje de precizie. Timbre "... Reprezentanții aliajelor de crom-nichel sunt clasele Х20Н80, Х20Н80-Н (950-1200 ° С), Х15Н60, Х15Н60-Н (900-1125 ° С), aliaje fier-crom-aluminiu - clase Х23Ю5Т (950-1400 ° С), Х27Ю5Т (950-1350 ° С) ), X23Yu5 (950-1200 ° C), Kh15Yu5 (750-1000 ° C). Există, de asemenea, aliaje de fier-crom-nichel - Kh15N60Yu3, Kh27N70YUZ.Aliajele enumerate mai sus au proprietăți bune rezistență la căldură și rezistență la căldură, astfel încât să poată funcționa la temperaturi ridicate. Bun rezistență la căldură asigură un film protector de oxid de crom care se formează pe suprafața materialului. Punctul de topire al filmului este mai mare decât punctul de topire al aliajului în sine; nu se fisurează atunci când este încălzit și răcit.
Să oferim o descriere comparativă a nicromului și fehraliului.
Avantajele nicromului:
- proprietăți mecanice bune atât la temperaturi scăzute, cât și la temperaturi ridicate;
- rezistent la fluaj din aliaj;
- are proprietăți tehnologice bune - plasticitate și sudabilitate;
- bine procesat;
- nu îmbătrânește, este nemagnetic.
- costul ridicat al nichelului - unul dintre componentele principale ale aliajului;
- temperaturi de funcționare mai mici comparativ cu Fechral.
- aliaj mai ieftin în comparație cu nicrom, deoarece nu contine;
- are o rezistență la căldură mai bună comparativ cu nicromul, de exemplu, Fechral X23Yu5T poate funcționa la temperaturi de până la 1400 ° C (1400 ° C este temperatura maximă de funcționare pentru un încălzitor din sârmă Ø 6,0 mm sau mai mult; Ø 3,0 - 1350 ° C; Ø 1,0 - 1225 ° C; Ø 0,2 - 950 ° C).
- un aliaj fragil și fragil, aceste proprietăți negative sunt deosebit de pronunțate după ce aliajul rămâne la o temperatură peste 1000 ° C;
- de cand fechral conține fier, atunci acest aliaj este magnetic și poate rugini într-o atmosferă umedă la temperaturi normale;
- are rezistență scăzută la fluaj;
- interacționează cu căptușeala de argilă și oxizii de fier;
- în timpul funcționării, încălzitoarele fechrale sunt prelungite semnificativ.
Recent, au fost dezvoltate aliaje de tipurile Kh15N60Yu3 și Kh27N70YuZ, adică cu adăugarea de 3% aluminiu, care a îmbunătățit semnificativ rezistența la căldură a aliajelor, iar prezența nichelului a eliminat practic dezavantajele aliajelor fier-crom-aluminiu. Aliajele Kh15N60YUZ, Kh27N60YUZ nu interacționează cu șamotă și oxizi de fier, sunt destul de bine prelucrate, puternic mecanic și nu fragile. Temperatura maximă de lucru a aliajului Kh15N60YUZ este de 1200 ° C.
Pe lângă aliajele enumerate mai sus, pe bază de nichel, crom, fier, aluminiu, sunt utilizate și alte materiale pentru fabricarea încălzitoarelor: metale refractare, precum și nemetale.
Dintre nemetalele pentru fabricarea încălzitoarelor s-au folosit carborundul, disilicidul de molibden, cărbunele, grafitul. Încălzitoarele cu disilicid de carborund și molibden sunt utilizate în cuptoarele cu temperatură ridicată. În cuptoarele cu atmosferă de protecție se utilizează încălzitoare cu cărbune și grafit.
Dintre materialele refractare, tantalul și niobiul pot fi utilizate ca încălzitoare. În cuptoarele cu vid la temperaturi ridicate și cuptoarele cu atmosferă de protecție, acestea sunt utilizate încălzitoare cu molibden și tungsten... Încălzitoarele cu molibden pot funcționa până la 1700 ° C în vid și până la 2200 ° C într-o atmosferă de protecție. Această diferență de temperatură se datorează evaporării molibdenului la temperaturi peste 1700 ° C în vid. Încălzitoarele de tungsten pot funcționa până la 3000 ° C. În cazuri speciale, se folosesc încălzitoare din tantal și niobiu.
Calculul încălzitoarelor pentru cuptoare electrice
De obicei, datele inițiale pentru sunt puterea pe care trebuie să o furnizeze încălzitoarele, temperatura maximă necesară pentru implementarea corespunzătoare proces tehnologic (călire, stingere, sinterizare etc.) și dimensiunile spațiului de lucru al cuptorului electric. Dacă puterea cuptorului nu este specificată, atunci aceasta poate fi determinată de regula generală. În timpul calculului încălzitoarelor, este necesar să se obțină diametrul și lungimea (pentru sârmă) sau aria secțiunii și lungimea (pentru bandă) care sunt necesare pentru fabricarea încălzitoarelor.De asemenea, este necesar să se determine materialul din care să se facă încălzitoare (acest punct nu este luat în considerare în articol). În acest articol, un aliaj de precizie crom-nichel cu rezistență electrică ridicată, care este unul dintre cele mai populare în fabricarea elementelor de încălzire, este considerat un material pentru încălzitoare.
Determinarea diametrului și lungimii încălzitorului (sârmă nichrom) pentru o putere dată a cuptorului (calcul simplu)
Poate cel mai mult opțiune simplă calculatoare de încălzire de nicrom este alegerea diametrului și lungimii la o anumită putere a încălzitorului, a tensiunii de alimentare a rețelei, precum și a temperaturii pe care o va avea încălzitorul. În ciuda simplității calculului, acesta are o caracteristică, la care vom fi atenți mai jos.Un exemplu de calcul al diametrului și lungimii unui element de încălzire
Date inițiale:
Puterea dispozitivului P
\u003d 800 W; tensiunea principala U
\u003d 220 V; temperatura încălzitorului 800 ° C. Sârmă Nichrome Х20Н80 este utilizată ca element de încălzire.
1. Mai întâi trebuie să determinați puterea curentă care va trece prin elementul de încălzire:
I \u003d P / U
\u003d 800/220 \u003d 3,63 A.
2. Acum trebuie să găsiți rezistența încălzitorului:
R \u003d U / I
\u003d 220 / 3,63 \u003d 61 ohmi;
3. Pe baza valorii obținute în paragraful 1 al curentului care trece încălzitor cu nichrom, trebuie să selectați diametrul firului. Și acest moment este important. Dacă, de exemplu, cu un curent de 6 A, se folosește un fir nichrom cu un diametru de 0,4 mm, atunci acesta se va arde. Prin urmare, după calcularea puterii curente, este necesar să selectați valoarea corespunzătoare a diametrului firului din tabel. În cazul nostru, pentru un curent de 3,63 A și o temperatură a încălzitorului de 800 ° C, alegem un fir nichrom cu un diametru d \u003d 0,35 mm și suprafața secțiunii transversale S \u003d 0,096 mm2.
Regula generala alegerea diametrului firului poate fi formulat după cum urmează: este necesar să alegeți un fir a cărui putere admisibilă a curentului nu este mai mică decât puterea curentă calculată care trece prin încălzitor. Pentru a economisi materialul încălzitorului, trebuie să alegeți un fir cu cel mai apropiat curent admis (mai mare decât cel calculat).
tabelul 1
| Diametru, mm | Secțiunea transversală a firului de nicrom, mm 2 | Temperatura de încălzire a firului de nicrom, ° C | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 200 | 400 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | ||
| Curent maxim admis, 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 |
Notă :
- dacă încălzitoarele se află în interiorul lichidului încălzit, atunci sarcina (amperajul admis) poate fi mărită de 1,1 - 1,5 ori;
- cu un aranjament închis al încălzitoarelor (de exemplu, în cuptoarele electrice cu cameră), este necesar să se reducă sarcina de 1,2 - 1,5 ori (se ia un coeficient mai mic pentru un fir mai gros, unul mai mare pentru unul subțire).
R \u003d ρ l / S ,
unde R - rezistența electrică a conductorului (încălzitorului) [Ohm], ρ - rezistența electrică specifică a materialului încălzitorului [Ohm · mm 2 / m], l - lungimea conductorului (încălzitorului) [mm], S - aria secțiunii transversale a conductorului (încălzitorului) [mm 2].
Astfel, obținem lungimea încălzitorului:
l \u003d R S / ρ
\u003d 61 0,096 / 1,11 \u003d 5,3 m.
În acest exemplu, un fir nichrom Ø 0,35 mm este utilizat ca încălzitor. In conformitate cu "Sârmă din aliaje de precizie cu rezistență electrică ridicată. Specificații" valoarea nominală a rezistenței electrice specifice a firului nichrom de gradul Х20Н80 este de 1,1 Ohm mm 2 / m ( ρ \u003d 1,1 Ohm mm 2 / m), vezi tabelul. 2.
Rezultatul calculelor este lungimea necesară a firului de nicrom, care este de 5,3 m, diametru - 0,35 mm.
masa 2
Determinarea diametrului și lungimii încălzitorului (sârmă nichrom) pentru un cuptor dat (calcul detaliat)
Calculul prezentat în această clauză este mai complex decât cel de mai sus. Aici vom lua în calcul opțiuni suplimentare încălzitoare, vom încerca să descoperim opțiunile pentru conectarea încălzitoarelor la o rețea de curent trifazată. Încălzitorul va fi calculat folosind exemplul unui cuptor electric. Fie ca datele inițiale să fie dimensiunile interne ale cuptorului.1. Primul lucru de făcut este să calculați volumul camerei din interiorul cuptorului. În acest caz, ia h \u003d 490 mm, d \u003d 350 mm și l \u003d 350 mm (înălțime, lățime și, respectiv, adâncime). Astfel, obținem volumul V \u003d h d l \u003d 490 350 350 \u003d 60 10 6 mm 3 \u003d 60 litri (măsura volumului).
2. Apoi, trebuie să determinați puterea pe care ar trebui să o furnizeze cuptorul. Puterea este măsurată în wați (W) și este determinată de regula generală: pentru un cuptor electric cu un volum de 10 - 50 litri, puterea specifică este de 100 W / l (wați pe litru de volum), cu un volum de 100 - 500 litri - 50 - 70 W / l. Să luăm o putere specifică de 100 W / l pentru cuptorul în cauză. Astfel, puterea încălzitorului unui cuptor electric ar trebui să fie P \u003d 100 60 \u003d 6000 W \u003d 6 kW.
Trebuie remarcat faptul că cu o putere de 5-10 kW încălzitoare sunt realizate, de obicei, monofazate. La puteri mari, pentru încărcarea uniformă a rețelei, încălzitoarele sunt fabricate trifazat.
3. Apoi, trebuie să găsiți puterea curentului care trece prin încălzitor I \u003d P / U Unde P - puterea încălzitorului, U - tensiunea peste încălzitor (între capetele sale) și rezistența încălzitorului R \u003d U / I .
Pot exista două opțiuni pentru conectarea la rețeaua electrică:
- la o rețea de gospodărie monofazată - atunci U \u003d 220 V;
- la o rețea industrială trifazată - U \u003d 220 V (între firul neutru și fază) sau U \u003d 380 V (între oricare două faze).
I \u003d P / U
\u003d 6000/220 \u003d 27,3 A - curent care trece prin încălzitor.
Apoi, este necesar să se determine rezistența încălzitorului cuptorului.
R \u003d U / I
\u003d 220 / 27,3 \u003d 8,06 ohmi.
Figura 1 Încălzitor de fire într-o rețea de curent monofazată
Valorile căutate pentru diametrul firului și lungimea acestuia vor fi definite în clauza 5 a acestui paragraf.
Cu acest tip de conexiune, sarcina este distribuită uniform pe trei faze, adică 6/3 \u003d 2 kW pe fază. Astfel, avem nevoie de 3 încălzitoare. Apoi, trebuie să alegeți metoda de conectare directă la încălzitoare (încărcare). Pot exista 2 moduri: „STAR” sau „TRIANGLE”.
Este demn de remarcat faptul că în acest articol formulele pentru calcularea puterii actuale ( Eu ) și rezistență ( R ) pentru o rețea trifazată nu sunt scrise în forma clasică. Acest lucru se face pentru a nu complica prezentarea materialului privind calculul încălzitoarelor cu termeni și definiții electrice (de exemplu, tensiunile și curenții de fază și linie și relația dintre acestea nu sunt menționate). Abordarea clasică și formulele pentru calcularea circuitelor trifazate pot fi găsite în literatura de specialitate. În acest articol, unele dintre transformările matematice efectuate pe formulele clasice sunt ascunse cititorului, iar acest lucru nu are niciun efect asupra rezultatului final.
La conectarea tipului „STAR” încălzitorul este conectat între fază și zero (vezi fig. 2). În consecință, tensiunea la capetele încălzitorului va fi U
\u003d 220 V.
I \u003d P / U
\u003d 2000/220 \u003d 9,10 A.
R \u003d U / I
\u003d 220 / 9,10 \u003d 24,2 ohmi.
Figura 2 Încălzitor de sârmă într-o rețea de curent trifazată. Conexiune conform schemei „STAR”
La conectarea tipului „TRIANGLE” încălzitorul este conectat între cele două faze (vezi fig. 3). În consecință, tensiunea la capetele încălzitorului va fi U
\u003d 380 V.
Curentul care trece prin încălzitor este
I \u003d P / U
\u003d 2000/380 \u003d 5,26 A.
Rezistența unui încălzitor -
R \u003d U / I
\u003d 380 / 5,26 \u003d 72,2 ohmi.
Figura 3 Încălzitor de sârmă într-o rețea de curent trifazată. Conexiune conform schemei „TRIANGLE”
4. După determinarea rezistenței încălzitorului cu conexiunea adecvată la rețeaua electrică este necesar să alegeți diametrul și lungimea firului.
La determinarea parametrilor de mai sus, este necesar să se analizeze puterea specifică a suprafeței încălzitorului, adică puterea care este alocată dintr-o zonă de unitate. Puterea suprafeței încălzitorului depinde de temperatura materialului încălzit și de proiectarea încălzitoarelor.
Exemplu
Din punctele de calcul anterioare (a se vedea punctul 3 din acest paragraf) cunoaștem rezistența încălzitorului. Pentru un cuptor de 60 litri cu o conexiune monofazată, este R
\u003d 8,06 ohmi. Luați ca exemplu un diametru de 1 mm. Apoi, pentru a obține rezistența necesară, este necesar l \u003d R / ρ
\u003d 8,06 / 1,4 \u003d 5,7 m sârmă nichrom, unde ρ
- valoarea nominală a rezistenței electrice a 1 m a firului, [Ohm / m]. Masa acestei bucăți de sârmă nichromă va fi m \u003d l μ
\u003d 5,7 · 0,007 \u003d 0,0399 kg \u003d 40 g, unde μ
- greutatea de 1 m de sârmă. Acum trebuie să determinați suprafața unui segment de sârmă lung de 5,7 m. S \u003d l π d
\u003d 570 3,14 0,1 \u003d 179 cm 2, unde l
- lungimea firului [cm], d
- diametrul firului [cm]. Astfel, 6 kW ar trebui alocați dintr-o suprafață de 179 cm 2. Rezolvând o proporție simplă, constatăm că puterea este eliberată de la 1 cm 2 β \u003d P / S
\u003d 6000/179 \u003d 33,5 W, unde β
- puterea de suprafață a încălzitorului.
Grosimea suprafeței rezultate este prea mare. Încălzitor se va topi dacă este încălzit la o temperatură care ar asigura puterea de suprafață rezultată. Această temperatură va fi mai mare decât punctul de topire al materialului încălzitorului.
Exemplul dat este o demonstrație a alegerii greșite a diametrului firului, care va fi utilizat pentru fabricarea încălzitorului. În clauza 5 a acestui paragraf, va fi dat un exemplu cu selectarea corectă a diametrului.
Pentru fiecare material, în funcție de temperatura de încălzire necesară, se determină valoarea admisibilă a puterii de suprafață. Poate fi determinat folosind tabele sau grafice speciale. Tabelele sunt utilizate în aceste calcule.
Pentru cuptoare cu temperatura ridicata (la o temperatură mai mare de 700 - 800 ° C) puterea de suprafață admisă, W / m 2, este β add \u003d β eff α Unde β ef - puterea de suprafață a încălzitoarelor în funcție de temperatura mediului absorbant de căldură [W / m 2], α - coeficientul de eficiență a radiațiilor. β ef este selectat conform tabelului 3, α - conform tabelului 4.
În cazul în care un cuptor cu temperatură scăzută (temperatura mai mică de 200 - 300 ° С), atunci puterea de suprafață admisă poate fi considerată egală cu (4 - 6) · 10 4 W / m 2.
Tabelul 3
| Temperatura suprafeței de detectare a căldurii, ° С | β eff, W / cm2 la temperatura încălzitorului, ° 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 | |
Tabelul 4
Spirale de sârmă, pe jumătate închise în canelurile căptușelii
Spirale de sârmă pe rafturi în tuburi
Incalzitoare cu sârmă în zigzag (tijă)
Să presupunem că temperatura încălzitorului este de 1000 ° C și dorim să încălzim piesa de prelucrat la 700 ° C. Apoi, conform tabelului 3, selectăm β ef \u003d 8,05 W / cm 2, α = 0,2, β add \u003d β eff α \u003d 8,05 · 0,2 \u003d 1,61 W / cm 2 \u003d 1,61 · 10 4 W / m 2.
5. După determinarea puterii de suprafață admisibile a încălzitorului, este necesar să găsește-i diametrul (pentru încălzitoare cu sârmă) sau lățimea și grosimea (pentru încălzitoare cu bandă) și lungime.
Diametrul firului poate fi determinat folosind următoarea formulă: d
- diametrul firului, [m]; P
- puterea încălzitorului, [W]; U
- tensiunea la capetele încălzitorului, [V]; β adăugați
- puterea de suprafață admisă a încălzitorului, [W / m 2]; ρ t
- rezistivitatea materialului încălzitorului la o temperatură dată, [Ohm · m].
ρ t \u003d ρ 20 k
Unde ρ 20
- rezistivitatea electrică a materialului încălzitorului la 20 ° С, [Ohm · m] k
- factorul de corecție pentru calcularea modificării rezistenței electrice în funcție de temperatură (cu).
Lungimea firului poate fi determinată folosind următoarea formulă:
l
- lungimea firului, [m].
Selectăm diametrul și lungimea firului din nicrom Х20Н80... Rezistența electrică specifică a materialului încălzitorului este
ρ t \u003d ρ 20 k
\u003d 1,13 · 10 -6 · 1,025 \u003d 1,15 · 10 -6 Ohm · m.
Rețea de uz casnic monofazat
Pentru un cuptor de 60 litri conectat la o rețea de uz casnic monofazat, din pașii de calcul anteriori se știe că puterea cuptorului este P
\u003d 6000 W, tensiune la capetele încălzitorului - U
\u003d 220 V, puterea de suprafață admisă a încălzitorului β adăugați
\u003d 1,6 · 10 4 W / m 2. Atunci ajungem
Dimensiunea rezultată trebuie rotunjită la cea mai apropiată dimensiune standard mai mare. Dimensiunile standard pentru sârmă nichrom și fechral pot fi găsite în, Anexa 2, Tabelul 8... În acest caz, cel mai apropiat mare marimea standard este Ø 2,8 mm. Diametrul încălzitorului d \u003d 2,8 mm.
Lungimea încălzitorului l \u003d 43 m.
De asemenea, uneori este necesar să se determine masa cantității necesare de sârmă.
m \u003d l μ
Unde m
- masa unei bucăți de sârmă, [kg]; l
- lungimea firului, [m]; μ
- greutatea specifică (greutatea de 1 metru de sârmă), [kg / m].
În cazul nostru, masa încălzitorului m \u003d l μ \u003d 43 0,052 \u003d 2,3 kg.
Acest calcul dă diametrul minim al firului la care poate fi utilizat ca încălzitor în condiții date.... Din punctul de vedere al economisirii materialului, acest calcul este optim. În acest caz, poate fi utilizat și un fir de diametru mai mare, dar apoi numărul său va crește.
Verifica
Rezultatele calculului poate fi verificat în felul următor. S-a obținut un diametru al firului de 2,8 mm. Atunci lungimea de care avem nevoie va fi
l \u003d R / (ρ k)
\u003d 8,06 / (0,179 1,025) \u003d 43 m, unde l
- lungimea firului, [m]; R
- rezistența încălzitorului, [Ohm]; ρ
- valoarea nominală a rezistenței electrice de 1 m de sârmă, [Ohm / m]; k
- factorul de corecție pentru calcularea modificării rezistenței electrice în funcție de temperatură.
Această valoare este aceeași cu valoarea obținută dintr-un alt calcul.
Acum este necesar să verificați dacă puterea de suprafață a încălzitorului selectat nu va depăși puterea de suprafață admisă, care a fost găsită la punctul 4. β \u003d P / S \u003d 6000 / (3,14 * 4300 * 0,28) \u003d 1,59 W / cm2. Valoarea rezultată β \u003d 1,59 W / cm 2 nu depășește β adăugați \u003d 1,6 W / cm2.
Rezultat
Astfel, încălzitorul va necesita 43 de metri de sârmă nichrom X20N80 cu diametrul de 2,8 mm, adică 2,3 kg.
Rețea industrială trifazată
De asemenea, puteți găsi diametrul și lungimea firului necesar pentru fabricarea încălzitoarelor de cuptoare conectate la o rețea de curent trifazată.
Așa cum este descris la punctul 3, fiecare dintre cele trei încălzitoare are o putere de 2 kW. Să găsim diametrul, lungimea și masa unui încălzitor.
Conexiune STAR (vezi fig. 2)
În acest caz, cea mai apropiată dimensiune standard mai mare este Ø 1,4 mm. Diametrul încălzitorului d \u003d 1,4 mm.
Lungimea unui încălzitor l
\u003d 30 m.
Greutatea unui încălzitor m \u003d l μ
\u003d 30 0,013 \u003d 0,39 kg.
Verifica
S-a obținut un diametru de sârmă de 1,4 mm. Atunci lungimea de care avem nevoie va fi
l \u003d R / (ρ k)
\u003d 24,2 / (0,714 1,025) \u003d 33 m.
β \u003d P / S \u003d 2000 / (3,14 · 3000 · 0,14) \u003d 1,52 W / cm 2, nu depășește valoarea admisibilă.
Rezultat
Pentru trei încălzitoare într-o configurație STAR, veți avea nevoie
l
\u003d 30 \u003d 90 m de sârmă, adică
m
\u003d 3 0,39 \u003d 1,2 kg.
CONEXIUNEA TRIANGLULUI (vezi fig. 3)
În acest caz, cea mai apropiată dimensiune standard mai mare este Ø 0,95 mm. Diametrul încălzitorului d \u003d 0,95 mm.
Lungimea unui încălzitor l
\u003d 43 m.
Greutatea unui încălzitor m \u003d l μ
\u003d 43 0,006 \u003d 0,258 kg.
Verifica
S-a obținut un diametru de sârmă de 0,95 mm. Atunci lungimea de care avem nevoie va fi
l \u003d R / (ρ k)
\u003d 72,2 / (1,55 1,025) \u003d 45 m.
Această valoare este aproape aceeași cu valoarea obținută dintr-un alt calcul.
Puterea de suprafață va fi β \u003d P / S \u003d 2000 / (3,14 · 4300 · 0,095) \u003d 1,56 W / cm 2, nu depășește valoarea admisibilă.
Rezultat
Pentru trei încălzitoare conectate într-o schemă TRIANGLE, veți avea nevoie
l
\u003d 3 43 \u003d 129 m de sârmă, adică
m
\u003d 3 0,258 \u003d 0,8 kg.
Dacă comparăm cele 2 opțiuni discutate mai sus pentru conectarea încălzitoarelor la o rețea curentă trifazată, atunci puteți vedea asta pentru „STAR” necesită un fir cu un diametru mai mare decât pentru „TRIANGLE” (1,4 mm versus 0,95 mm) pentru a furniza o putere țintă a cuptorului de 6 kW. Unde lungimea necesară a firului nichrom la conectarea conform schemei „STAR” este mai mică decât lungimea firului la conectarea tipului „TRIANGLE” (90 m față de 129 m) și dimpotrivă, masa necesară este mai mare (1,2 kg versus 0,8 kg).
Calcul spiralat
În timpul funcționării, sarcina principală este plasarea încălzitorului cu lungimea calculată în spațiul limitat al cuptorului. Sârmele nichrome și fechrale sunt înfășurate sub formă de spirale sau îndoite sub formă de zigzaguri, banda este îndoită sub formă de zigzaguri, ceea ce permite plasarea unei cantități mai mari de material (în lungime) în camera de lucru. Cea mai comună opțiune este spirala.Raportul dintre pasul spiralei și diametrul acesteia și diametrul firului este ales astfel încât să faciliteze amplasarea încălzitoarelor în cuptor, să asigure rigiditatea suficientă a acestora, să excludă cât mai mult posibil supraîncălzirea locală a virajelor spiralei în sine și în același timp să nu împiedice transferul de căldură de la acestea la produse.
Cu cât diametrul spiralei este mai mare și cu cât este mai mic pasul său, cu atât este mai ușor să plasați încălzitoarele în cuptor, dar pe măsură ce diametrul crește, rezistența spiralei scade și tendința virajelor sale de a se întinde una peste alta crește. Pe de altă parte, odată cu creșterea frecvenței înfășurării, crește efectul de protecție al părții de rotații cu care se confruntă produsele în rest și, prin urmare, utilizarea suprafeței sale se deteriorează și poate apărea și supraîncălzirea locală.
Practica a stabilit rapoarte destul de definite, recomandate între diametrul firului ( d ), Etapa ( t ) și diametrul spiralei ( D ) pentru sârmă Ø de la 3 la 7 mm. Aceste rapoarte sunt după cum urmează: t ≥ 2d și D \u003d (7 ÷ 10) d pentru nicrom și D \u003d (4 ÷ 6) d - pentru aliaje fier-crom-aluminiu mai puțin durabile, precum fechral etc. Pentru firele mai subțiri, raportul D și d , precum și t ia de obicei mai mult.
Concluzie
Articolul a examinat diferite aspecte referitoare la calculul încălzitoarelor pentru cuptoare electrice - materiale, exemple de calcul cu datele de referință necesare, referințe la standarde, ilustrații.În exemple, au fost luate în considerare doar metodele de calcul încălzitoare cu sârmă... Pe lângă sârmă realizată din aliaje de precizie, banda poate fi folosită și pentru fabricarea încălzitoarelor.
Calculul încălzitoarelor nu se limitează la alegerea dimensiunilor acestora. De asemenea este necesar să se determine materialul din care urmează să fie fabricat încălzitorul, tipul de încălzitor (sârmă sau bandă), tipul de dispunere a încălzitorului și alte caracteristici. Dacă încălzitorul este realizat sub formă de spirală, atunci este necesar să se determine numărul de ture și pasul dintre ele.
Sperăm că acest articol ți-a fost util. Permitem distribuția gratuită a acestuia, cu condiția ca linkul către site-ul nostru web să fie păstrat http: //www.site
Dacă descoperiți inexactități, vă rugăm să ne informați la adresa e-mail [e-mail protejat]pe site sau folosind sistemul Orfus selectând textul cu o eroare și apăsând Ctrl + Enter.
Lista de referinte
- Dyakov V.I. "Calcule tipice pentru echipamente electrice".
- Zhukov L.L., Plemyannikova I.M., Mironova M.N., Barkaya D.S., Shumkov Yu.V. "Aliaje pentru încălzitoare".
- Sokunov B.A., Grobova L.S. "Instalații electrotermice (cuptoare cu rezistență electrică)".
- Feldman I.A., Gutman M.B., Rubin G.K., Shadrich N.I. "Calculul și proiectarea încălzitoarelor pentru cuptoare cu rezistență electrică".
- http://www.horss.ru/h6.php?p\u003d45
- http://www.electromonter.info/advice/nichrom.html
Aceasta este o bobină arsă a elementului de încălzire. Chiar dacă există un fir nichrom cu un diametru și o lungime adecvate, este practic imposibil să înfășurați o spirală nouă (pentru o lipitură proiectată pentru o tensiune de 220 volți exact), rotațiile spiralei trebuie să fie prea apropiate una de cealaltă pentru a se potrivi cu cantitatea necesară. O astfel de înfășurare este posibilă numai cu echipamente speciale. Nu iau în considerare entuziaștii individuali care au reușit. În ceea ce privește fierele de lipit concepute pentru o tensiune de 110 volți și mai mică (), atunci totul este deja mai real. Rezistența necesară a elementului de încălzire (nicrom) este mult mai mică și, în consecință, lungimea firului care trebuie înfășurat corect este mult mai mică. Dar există și un dielectric izolant numit mica, care este inerent „sensibil” - se sfărâmă și se sfărâmă chiar și cu cea mai blândă manipulare. Pe scurt, nu mai aveam de gând să lucrez și dintr-o dată găsesc informații că un tandem format din cea mai comună pudră de talc și lipici de birou, care formează un strat protector asemănător cu ceramica, poate înlocui perfect mica. Am încercat - a funcționat.
Pentru fabricarea unui element de încălzire în miniatură, este necesar: nicrom cu un diametru de până la 0,1 mm, fir subțire (ușor mai gros decât nicromul) din oțel non-elastic, fir de azbest și cel mai subțire ac de cusut, introdus într-o bucată de scrib a unui set de desene numit „sifonier”. Primul pas este o conexiune puternică și compactă a capetelor firelor de nicrom și oțel prin răsucire.
Acum trebuie să asamblați circuitul prezentat. Acesta va ajuta la determinarea lungimii firului de nicrom de la care ar trebui să fie înfășurată bobina de încălzire.
Când totul este conectat, creștem lin tensiunea, ne uităm la citirile voltmetrului și ampermetrului de alimentare. În acest caz, la o tensiune de 11 volți, consumul de curent a fost de aproape 0,5 A. Înmulțind acești indicatori, obținem puterea aproximativă a viitorului element de încălzire - 5,5 W. Spirala nu s-a încălzit încă la roșu (la putere maximă) și nu este necesar să o ardeți, este deja atât de clar încât va fi posibil, când elementul de încălzire este gata, să-i furnizeze 12 și chiar 13 volți. Deci, puterea dorită de 8 W este ușor de atins. În cele din urmă, se măsoară rezistența secțiunii firului de nicrom la care a fost aplicată tensiunea - pentru un control comparabil al lungimii la înfășurarea spiralei.
Pentru a începe procesul de înfășurare, firul de oțel este filetat în același „ochi” ca acul, pe care este așezat firul de azbest, conceput să acționeze ca o mandrină pentru înfășurarea spiralei și în același timp cu baza viitorului element de încălzire. Este important - înainte de a începe înfășurarea, joncțiunea dintre nicrom și firul de oțel trebuie să fie la cel puțin câțiva milimetri (2 - 3 mm) de la marginea firului de azbest spre mijlocul acestuia (în fotografia de sus s-a pierdut, corectat înainte de înfășurare). Este mai bine să înfășurați puțin mai mult, când acul este scos afară, puteți relaxa cu ușurință excesul - nu îl veți putea înfășura. Spirala scoasă din ac de pe firul de azbest este măsurată pentru a determina rezistența și ajustată la valoarea necesară.
Apoi, aveți nevoie de pudră de talc și lipici de birou (silicat). Cea mai vagă acțiune este în față, deoarece metoda de aplicare a unui strat protector (dielectric complet în viitor, după uscare) poate fi, în principiu, diferită. Vă sugerez să vizionați un videoclip cu cel care părea cel mai progresist din toate punctele de vedere. Și în primul rând, despre consumul de talc.
Video
Aceasta este prima etapă de acoperire, a doua după 10 minute de uscare. Puteți, în principiu, să nu o faceți, totul este decis prin control vizual cu o lupă. Bobinele de nicrom nu trebuie să fie vizibile.
Element de încălzire aproape terminat (a rămas uscare), lungime 15 mm, diametru 2 mm. Tensiunea optimă de alimentare este de 12 V, puterea este de 8 W. Uscare - la bateria de încălzire fierbinte, a doua zi am conectat-o \u200b\u200bla unitatea de alimentare, am aplicat o tensiune suficientă pentru a încălzi până la 50 de grade (control cu \u200b\u200bun multimetru în modul de măsurare a temperaturii) - lăsați-o să se răcească și să se încălzească până la 100 de grade, apoi chiar și până la 150. Puteți să o puneți la loc, teste operaționale ziua urmatoare.
Concluzie
Nu mă voi termina cu asta, metoda este foarte promițătoare și promițătoare, în viitorul apropiat este planificată fabricarea unui element de încălzire ceramică mai mare. Punctul culminant al metodei este că spirala, lipsită de contact cu oxigenul din aer, este mai rezistentă și, în consecință, mai durabilă. Autorul materialului este Babay iz Barnaula.
cuptoare electrice de rezistență
Elementele de încălzire au cea mai mare temperatură în cuptor și, de regulă, determină funcționarea instalației în ansamblu.
Aceste materiale au următoarele cerințe:
1. Rezistență suficientă la căldură (rezistență la scară).
2. Rezistență suficientă la căldură - rezistență mecanică la temperaturi ridicate necesare pentru ca încălzitoarele să se poată întreține.
3. Rezistivitate mare. Cu cât rezistivitatea electrică este mai mică, cu atât este mai mare lungimea încălzitorului și mai puțin secțiune transversală... Secțiunea transversală a încălzitorului trebuie să fie suficient de mare pentru a asigura durata de viață necesară. Nu este întotdeauna posibil să puneți un încălzitor lung în cuptor. Astfel, este de dorit ca materialele elementelor de încălzire să aibă o rezistivitate electrică ridicată.
4. Coeficient mic de rezistență la temperatură Această cerință trebuie îndeplinită pentru ca puterea eliberată de încălzitoare în stare caldă și rece să fie aceeași sau să difere ușor. Dacă coeficientul de rezistență la temperatură este mare, pentru a porni cuptorul într-o stare rece, este necesar să folosiți transformatoare, care dau o tensiune redusă în momentul inițial.
5. Constanța proprietăților electrice. Unele materiale, cum ar fi carborundul, îmbătrânesc în timp, adică cresc rezistența electrică, ceea ce le complică condițiile de funcționare. Sunt necesare transformatoare cu un număr mare de trepte și un domeniu de tensiune.
6. Lucrabilitate. Materialele metalice trebuie să aibă ductilitate și sudabilitate, astfel încât să poată fi utilizate pentru a realiza sârmă, bandă și din acestea din urmă - elemente de încălzire de configurație complexă. Încălzitoarele nemetalice sunt extrudate sau turnate astfel încât încălzitorul să fie un produs finit.
Principalele materiale pentru elementele de încălzire sunt aliajele pe bază de fier, nichel, crom și aluminiu.
Acestea sunt, în primul rând, aliaje de crom-nichel și fier-crom-aluminiu. Proprietățile și caracteristicile acestor aliaje sunt prezentate în.
Aliajele duble constau din nichel și crom (aliaje de crom-nichel), aliaje ternare - de nichel, crom și fier (aliaje fier-crom-nichel). Aliajele ternare reprezintă o dezvoltare suplimentară a oțelurilor crom-nichel, deoarece Kh23N18, Kh15N60-N sunt utilizate până la aproximativ 1000 ° C.
Aliajele duble sunt, de exemplu, Kh20N80-N. Acestea formează un film protector de oxid de crom la suprafață. Punctul de topire al acestui film este mai mare decât cel al aliajului în sine; filmul nu se fisurează când este încălzit și răcit. Aceste aliaje au proprietăți mecanice bune atât la temperaturi scăzute, cât și la temperaturi ridicate, sunt rezistente la fluaj, ductile, funcționează bine și sudează.
Aliajele de crom-nichel au proprietăți electrice satisfăcătoare, nu îmbătrânesc și sunt nemagnetice. Principalul lor dezavantaj este costul ridicat și deficitul de nichel, în primul rând. Prin urmare, au fost create aliaje fier-crom-aluminiu care conțin fier, crom și până la 5% aluminiu. Aceste aliaje pot fi mai rezistente la căldură decât cromul-nichel, adică pot funcționa până la 1400 ° C (de exemplu, aliajul Kh23Yu5T). Cu toate acestea, aceste aliaje sunt destul de fragile și fragile, mai ales după ce au fost la temperaturi peste 1000 ° C. Prin urmare, odată ce încălzitorul este în cuptor, acesta nu poate fi îndepărtat și reparat. Aceste aliaje sunt magnetice și pot rugini în atmosfere umede la temperaturi normale. Au o rezistență scăzută la fluare, care ar trebui luată în considerare la proiectarea încălzitoarelor de la acestea. Dezavantajul acestor aliaje este, de asemenea, interacțiunea lor cu căptușeala de argilă și oxizii de fier. În locurile în care aceste aliaje intră în contact cu căptușeala la temperaturi de funcționare peste 1000 ° C, căptușeala trebuie să fie realizată din cărămizi cu conținut ridicat de alumină sau acoperită cu un „strat special cu conținut ridicat de alumină. posibilitatea prelungirii lor.
Reprezentanții acestor aliaje sunt Kh15Yu5 (temperatura de aplicare - aproximativ 800 ° C); X23Yu5 (1200 ° C); Kh27Yu5T (1300 ° C) și Kh23Yu5T (1400 ° C).
Recent, s-au dezvoltat aliaje precum Kh15N60Yu3 și Kh27N70YuZ, adică cu adăugarea de 3% aluminiu, care a îmbunătățit semnificativ rezistența la căldură a aliajului, iar prezența nichelului a eliminat practic dezavantajele aliajelor fier-crom-aluminiu.
Aliajele Kh15N60YUZ, Kh27N60YUZ nu interacționează cu șamotă și oxizi de fier, sunt destul de bine prelucrate, puternic mecanic și nu fragile.
În cuptoarele cu temperatură ridicată se utilizează încălzitoare nemetalice: disilicid carborund și molibden.
Pentru cuptoarele cu atmosferă de protecție și vid, se folosesc încălzitoare cu carbon și grafit. În acest caz, încălzitoarele sunt fabricate sub formă de tije, țevi și plăci.
Încălzitoarele cu molibden și tungsten sunt utilizate în cuptoare cu vid la temperaturi ridicate și în atmosferă de protecție. Încălzitoarele de molibden pot funcționa în vid până la 1700 ° C și într-o atmosferă de protecție - până la 2200 ° C. Temperatura de aplicare în vid este mai scăzută datorită evaporării molibdenului. Încălzitoarele de tungsten pot funcționa până la 3000 ° C.
În unele cazuri, se folosesc încălzitoare din niobiu și tantal.
Elementele de încălzire ale majorității cuptoarelor industriale sunt realizate fie din bandă, fie din sârmă (Fig. 3.4 - 3.7). De obicei, pentru fabricarea încălzitoarelor pentru cuptoare industriale, se utilizează sârmă cu un diametru de la până la mm. Cu toate acestea, pentru cuptoarele cu o temperatură de funcționare de C și mai mare, ar trebui să fie luate fire cu un diametru mai mic de mm. Relația dintre pasul spiralei și diametrul acesteia și diametrul firului este aleasă astfel încât să faciliteze amplasarea încălzitoarelor în cuptor, pentru a asigura rigiditatea suficientă a acestora și, în același timp, pentru a nu împiedica excesiv transferul de căldură de la acestea la produse.
Când se înfășoară o spirală de nichrom pentru elementele de încălzire, operația este adesea efectuată prin încercare și eroare, iar apoi se aplică tensiune spiralei și prin încălzirea firului de nichrom, firele selectează numărul necesar de spire.
De obicei, o astfel de procedură durează mult și nicromul își pierde caracteristicile cu mai multe îndoiri, ceea ce duce la epuizarea rapidă în locurile de deformare. În cel mai rău caz, resturile de nicrom se obțin din nicromul de afaceri.
Cu ajutorul acestuia, puteți determina cu exactitate lungimea virajului în viraj. În funcție de Ø firului de nicrom și de Ø tijei pe care se înfășoară spirala de nicrom. Nu este dificil să recalculați lungimea unei spirale de nicrom la o tensiune diferită utilizând o proporție matematică simplă.
Lungimea spiralei nichromului, în funcție de diametrul nichromului și diametrul tijei
|
Ø nichrom 0,2 mm |
Ø nicrom 0,3 mm | nicrom 0,4 mm | Ø nichrom 0,5 mm | Ø nichrom 0,6 mm | Ø nichrom 0,7 mm | ||||||
| Ø tija, mm | lungime spirală, cm |
Ø tija, mm |
lungime spirală, cm |
Ø tija, mm |
lungime spirală, cm |
Ø tija, mm |
lungime spirală, cm |
Ø tija, mm |
lungime spirală, cm |
Ø tija, mm |
lungime spirală, 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 | ||||||
De exemplu, trebuie să determinați lungimea unei spirale de nicrom pentru o tensiune de 380 V de la un fir Ø 0,3 mm, un miez pentru înfășurare Ø 4 mm. Se poate vedea din tabel că lungimea unei astfel de spirale pentru o tensiune de 220 V va fi egală cu 22 cm. Să facem un raport simplu:
220 V - 22 cm
380 V - X cm
apoi:
X \u003d 380 22/220 \u003d 38 cm
După înfășurarea unei spirale nichrome, conectați-o fără a o tăia la o sursă de tensiune și asigurați-vă că este înfășurată corect. Pentru spirale închise, lungimea înfășurării este mărită cu 1/3 din valoarea dată în tabel.
Calculul elementelor de încălzire electrice din sârmă de nichrom
Lungimea firului de nicrom pentru fabricarea spiralei este determinată pe baza puterii necesare.
Exemplu: Determinați lungimea firului de nicrom pentru un element de încălzire a plăcilor P \u003d 600 W la Urețea \u003d 220 V.
Decizie:
1) I \u003d P / U \u003d 600/220 \u003d 2,72 A
2) R \u003d U / I \u003d 220 / 2,72 \u003d 81 Ohm
3) Conform acestor date (a se vedea tabelul 1), alegem d=0,45; S=0,159
apoi lungimea nicromului
l \u003d SR / ρ \u003d 0,15981 / 1,1 \u003d 11,6 m
unde l - lungimea firului (m)
S - secțiunea firului (mm 2)
R - rezistenta firului (Ohm)
ρ - rezistivitate (pentru nicrom ρ \u003d 1,0 ÷ 1,2 Ohm mm 2 / m)
| Curent admisibil (l), A | |||||||
| Ø nichrom la 700 ° C , mm |
0,17 |
0,45 |
0,55 |
0,65 Cumpărați o spirală de nicrom de la compania PARTAL este convenabil și profitabil - comanda online Livrarea comenzilor în Rusia, Kazahstan și Belarus |