Калькулятор проволоки фехраль: Калькулятор расчёта проволоки из Фехрали и Нихрома

Содержание

Расчет параметров нагревателей из нихрома и фехрали. Статья компании Технонагрев

Расчет длины проволоки для спирали

Расчет веса и длины


Нихром и фехраль являются самыми распространенными материалами для создания резистивного нагревателя. Нихром (в частности, нихром 80) изготавливается из смеси никеля и хрома. Фехраль или другое название Кантал представляет собой сплав железо-хром-алюминий (FeCrAl).

Краткий анализ

Fechral – сплавы группы железо-хром-алюминий (FeCrAl), используемые в широком диапазоне сопротивлений и при высоких температурах. Сплавы известны своей способностью выдерживать высокие температуры (до 1400 ° C (2550 ° F)), и имеющие промежуточное электрическое сопротивление (1,20 — 1,30 Ом · м).

Типичные области применения сплавов FeCrAl — это электрические нагревательные элементы в высокотемпературных печах для термообработки, керамической, стекольной, сталелитейной и электронной промышленности.

Среди достоинств фехрали можно отметить следующие:

  • высокая рабочая температура;
    Ферритные сплавы FeCrAl можно использовать в среднем до 1400 °C, в то время как аустенитные сплавы NiCr имеют максимальную рабочую температуру до 1250 °C.

  • высокое удельное сопротивление;
    Удельное сопротивление сплавов FeCrAl выше, чем сплавов NiCr. Это дает возможность выбирать материалы с большим поперечным сечением, тем самым продлевая срок службы элементов. Значительная экономия веса может быть получена, особенно при использовании тонкой проволоки — чем выше удельное сопротивление, тем меньше материалов используется. Кроме того, на удельное сопротивление сплавов FeCrAl меньше влияет холодная обработка и термообработка по сравнению со сплавами NiCr.

  • более долгая жизнеспособность;
    Сплавы FeCrAl могут использоваться от 2 до 4 раз дольше, чем сплавы NiCr, эксплуатируемые при той же температуре в атмосфере.

  • более высокая поверхностная нагрузка;
    Более высокая рабочая температура и более длительный срок службы сплавов FeCrAl гарантируют способность выдерживать высокие поверхностные нагрузки.

  • небольшой вес и невысокая стоимость;
    Вес сплавов FeCrAl ниже, чем сплавов NiCr. Благодаря тому, что сплавы FeCrAl не содержат никель, его цена ниже, чем на сплавы NiCr. В результате в большом количестве применений может быть достигнута значительная экономия веса и стоимости элементов.

  • отличные окислительные свойства;
    Оксид алюминия (Al2O3), образующийся на поверхности сплавов FeCrAl, имеет лучшие адгезионные свойства и, следовательно, менее загрязняется.

  • стойкость к сере;
    Сплавы FeCrAl могут противостоять коррозии в атмосфере и материалах, загрязненных серой или ее соединениями. В таких условиях сплавы NiCr подвержены сильной эрозии.

Нихром (NiCr) — группа сплавов с содержанием Ni 55-78%, Cr 15-23% в зависимости от марки и добавками Mn, Si, Fe и Al. Сплавы известны своей способностью выдерживать высокие температуры (до 1250 ° C (2280 ° F), и имеют промежуточное электрическое сопротивление (1,05–1,40 Ом * м). Сплавы NiCr обладают отличнойустойчивостью к высокотемпературному окислению, коррозии и имеют хорошую износостойкость.

Благодаря своей стойкости к окислению и стабильности при высоких температурах нихром широко используется в электронагревательных установках, таких как электрические печи, печи для обжига и сушки, его используют в производстве различных нагревательных устройств.

Среди достоинств нихрома можно отметить следующие:

  • идеальная стабильность формы при высоких температурах;
    Сплавы NiCr устойчивы к деформации и сохраняют очень хорошую стабильность формы при высоких температурах благодаря тому факту, что они имеют более высокий предел прочности при нагревании и ползучести, чем сплавы FeCrAl.

  • немагнитные свойства;
    Сплав NiCr — немагнитный материал, который можно использовать при низких температурах. Между тем сплав FeCrAl немагнитен при температурах выше 600 °C.

  • хорошая пластичность после длительного использования;
    Сплавы NiCr остаются пластичными после длительного использования. Это свойство делает нагревательные элементы более прочными.

  • высокая излучательная способность;
    Сплавы NiCr имеют более высокий коэффициент излучения, чем сплавы FeCrAl в полностью окисленном состоянии. При одинаковой поверхностной нагрузке температура элементов сплава NiCr ниже, чем сплавов FeCrAl.

  • устойчивость к коррозии;
    Как правило, сплавы NiCr имеют лучшую коррозионную стойкость при комнатной температуре, чем неокисленные сплавы FeCrAl (за исключением серной среды и контролируемой атмосферы).

Расчеты нагревательных элементов. Калькуляторы вычисления длины спирали и пересчета веса материалов в длину и наоборот

Расчёт сопротивления

В первую очередь стоит определить длину проволоки. За основу для расчета берется мощность и сопротивление. К примеру, нужно изготовить нагревательный элемент для устройства, мощность которого составлять должна 10Вт, а напряжение 12Вольт. Для примера вычислений возьмем нихромовую проволоку, диаметр сечения которой составляет 0,1 мм.

Без учетов нагрева можно применить элементарную формулу расчета:

Р=U∙І → І = Р/ U = 10 / 12 = 0,83 А

По закону Ома:

R= U/ І = 12 / 0,83 = 14,5 Ом.

На основе имеющихся данных площади сечения проволоки (S) и удельного сопротивления нихромового сплава (ρ) длина проволоки вычисляется довольно просто:

І = S∙ R/ ρ

Для определения удельного сопротивления проволоки из нихрома с конкретным диаметром можно использовать формулы или готовую таблицу. Нихром, диаметр которого составляет 0,1 мм будет обладать сопротивлением 14,4 Ом и иметь площадь сечения 0,008 мм.кв — внеся эти данные в таблицу мы определим, что длина такой проволоки должна составлять 10 см.

Для расчета того, сколько витков спирали нужно сделать из проволоки полученной длины, нужно воспользоваться такими формулами:

Вычисление длины одного витка, равного:

Длина витка =π∙( диаметр намотки + 0,5 ∙ диаметр сечения проволоки)

Количество витков = длина проволоки / длина витка

Исходя из этого, проводим следующее соотношение, если диаметр витков проволоки будет 2 мм, то

Количество витков = 100/( 3,14*(2+0,05))=15,5 витков

В теории все складно и хорошо. Но, что покажет практика? Сможет ли нихромовая проволока такого диаметра выдерживать подобную нагрузку. Расчеты в таблицах представленных ниже предоставляют данные максимального тока, который допустим для конкретных показателей диаметра нихромовой нити при определенной температурной нагрузке.



Другими словами, следует высчитать температурный показатель, выше которого не должна прогреваться спираль и подобрать в значениях таблицы подходящее сечение для расчетного тока.

Следует отметить, что для электронагревателей, предназначенных для работы в жидкой среде сила тока должна браться с большим расчетом на 1,5 раза. Для устройств предназначенных для работы в замкнутом пространстве следует ток уменьшить.

Температурный расчет

Данный расчет является более сложным и более точным, чем предыдущий. В нем учитывается величина сопротивления материала в холодном состоянии. Ведь логически должно быть понятно, что при изменении температуры меняться должно и сопротивление. Также важно учитывать еще и в каких условиях работает нагревательный прибор. При небольших температурах, например в случае использования обычных обогревателей, первую методику расчета можно легко использовать, для печей высокого сопротивления, где температурная подача сверхвысокая, такой метод уже будет не актуален.

Чтобы показать пример расчета спирали на основе второго метода возьмем греющий элемент, предназначенный для работы в муфельной печи. В первую очередь определяем объем рабочей камеры и исходя из этого высчитываем мощность необходимую при нагреве. Для муфельной печи подбор происходит на основе следующего правила:

  • Для печных установок, камера которых имеет объем менее 50 л., расчет проводим исходя из 1 литр на 100 Вт

  • Для оборудования с рабочей камерой более 100 л., но меньше 500 л. Мощность рассчитывается 50-70 Вт на 1 литр

В качестве примера берем печную установку объемом 50 л. Мощность такой печки составляет 50*100= 5000 Вт

Определим силу тока (І) и сопротивление (R) для сети 220В

І = 5000/220 = 22,7 А

R = 220/22,7 = 9,7 Ом

При подключении спирального нагревателя способом «звезда», мощность делим на три фазы.

Мощность на фазу = 5кВт / 3 = 1,66 кВт

Такой тип подключения в трехфазную сеть предполагает подачу к каждой фазе 220В, то есть ток и сопротивление будут соответствовать следующему расчету:

І = 1660/220 = 7,54 А

R = 220/7,54 = 29,1 Ом

При соединении нагревательного элемента в условиях напряжения 380 В использоваться будет схема подключения «треугольник». Расчет будет проведен по формуле учитывающей линейное напряжение 380В.

І = 1660/380 = 4,36 А

R = 380/4,36 = 87,1 Ом

Диаметр определяется при учете удельной поверхностной мощности нагревательного элемента. Рассчитаем длину нагревательной спирали, беря за основу удельные сопротивления из таблиц.

Поверхностная мощность = βэф*α(коэффициент эффективности)

Из проведенной работы можно свободно сделать вывод, что для муфельной печки, которая должна прогреваться до 1000 градусов Цельсия необходимо взять спираль, рассчитанную на подачу температуры в 1100 градусов Цельсия. На основе табличных данных выбираем соответствующие показатели и получаем:

Поверхностная мощность (Вдоп)=4,3∙0,2=0,86Вт/см2=8600 Вт/м2

Диаметр d=3√((4*Rt*P2)/(π2*U2*Вдоп))

Удельное сопротивление проволоки при необходимой термической нагрузке (Rt) подбирается из таблицы

При использовании нихромового сплава маркой Х80Н20, Rt составляет 1,025. Исходя из этого, Рт=1,13*106*1,025=1,15*106 Ом на мм

Для подключения греющего элемента по типу звезда: диаметр составляет 1,23 мм, длина = 42 м

Проверяем значения по формуле L=R/(p*k)

Получаем в итоге 29,1/(0,82*1,033)= 34 м

Как видно, при использовании формулы, где температура не учитывается, конечные данные имеют значительные отличия от полученных показателей. Правильно выберите длину одной спирали для соединения звезды равной 42 м, тогда для 3-х спиралей понадобится 126 метров нихромовой проволоки диаметром 1,3.

Выводы

При помощи калькуляторов и формул удастся быстро произвести расчет длины греющей проволоки. Определить диаметр на основе необходимой мощности и температурной выработки греющей спираль также не затруднительно. Но, даже при помощи второго более сложного способа расчета невозможно учесть различные факторы, которые могут возникнуть при непосредственной эксплуатации нагревателя и внести свои коррективы в его работу. Практика показывает обратное. После проведения полных расчетов все же придется подгонять полученные результаты под конкретные условия работы нагревателя.

Провести полный и высокоточный расчет всех параметров нихромовой и фехралевой спирали вам помогут специалисты «Технонагрев». Наши технологи обладают большим опытом и навыками при проектировке и изготовлении нагревателей любой сложности. То, что для вас может показаться нерешаемой задачей для нас окажется работой на несколько минут.



Калькуляторы расчета нагревателя муфельной печи

Если домашнему мастеру по характеру выполняемых им работ необходима муфельная печь, то он, конечно, может приобрести готовый прибор в магазине или по объявлениям. Однако, стоит подобное оборудование заводского производства – весьма недешево. Поэтому многие умельцы берутся за изготовление таких печей самостоятельно.

Калькуляторы расчета нагревателя муфельной печи

Основной «рабочий узел» электрической муфельной печи – нагреватель, который в условиях кустарного производства обычно исполняют в виде спирали из специальной проволоки с высокими показателями сопротивления и термической отдачи. Характеристики его должны строго соответствовать мощности создаваемого оборудования, предполагаемым температурным режимам работы, а также отвечать еще некоторым требованиям. Если планируется самостоятельное изготовление прибора, то советуем применить предлагаемые ниже алгоритм и удобные калькуляторы расчета нагревателя муфельной печи.

Расчет требует определенных пояснений, которые постараемся изложить максимально доходчиво.

Алгоритм и калькуляторы расчета нагревателя муфельной печи

Из чего делаются нагревательные спирали

Для начала – буквально несколько слов о проволоке, которая используется для навивки нагревательных спиралей. Обычно для таких целей применяется нихромовая или фехралевая.

  • Нихромовая (от сокращений никель + хром) чаще всего представлена сплавами Х20Н80-Н, Х15Н60 или Х15Н60-Н.

Цены на муфельную печь

муфельная печь

Ее достоинства:

— высокий запас прочности при любых температурах нагрева;

— пластична, легко обрабатывается, поддаётся свариванию;

— долговечность, стойкость к коррозии, отсутствие магнитных качеств.

Недостатки:

— высокая стоимость;

— более низкие показатели нагрева и термоустойчивости по сравнению с фехралевой.

  • Фехралевая (от сокращений феррум, хром, алюминий) – в наше время чаще используется материал из сплава Х23Ю5Т.

Достоинства фехраля:

— намного дешевле нихрома, благодаря чему в основном материал и пользуется широкой популярностью;

— имеет более значительные показатели сопротивления и резистивного нагрева;

— высокая жаростойкость.

Недостатки:

— низкая прочность, а после даже однократного нагрева свыше 1000 градусов – выраженная хрупкость спирали;

— невыдающаяся долговечность;

— наличие магнитных качеств, подверженность коррозии из-за наличии в составе железа;

— ненужная химическая активность – способен вступать в реакции с материалом шамотной футеровки печи;

— чрезмерно большое термическое линейное расширение.

Каждый из мастеров волен выбрать любой из перечисленных материалов, проанализировав их «за» и «против». Алгоритм расчёта учитывает особенности такого выбора.

Шаг 1 – определение мощности печи и силы тока, проходящего через нагреватель.

Чтобы не вдаваться в ненужные в данном случае подробности, сразу скажем, что существуют эмпирические нормы соответствия объема рабочей камеры муфельной печи и ее мощности. Они показаны в таблице ниже:

Объем муфельной камеры печи (литры)Рекомендуемая удельная мощность печи (Вт/л)
1÷5300÷500
6÷10120÷300
11÷5080÷120
51÷10060÷80
101÷50050÷60

Если есть проектные наброски будущего прибора, то объем муфельной камеры определить несложно – произведением высоты, ширины и глубины. Затем объем переводится в литры и умножается на указанные в таблице рекомендуемые нормы мощности. Так получаем мощность печи в ваттах.

Табличные значения указаны в некоторых диапазонах, так что или применяйте интерполяцию, или принимайте примерно среднюю величину.

Найденная мощность, при известном напряжении сети (220 вольт) позволяет сразу определить силу тока, который будет проходить через нагревательный элемент.

I = P / U.

I – сила тока.

Р – определённая выше мощность муфельной печи;

U – напряжение питания.

Весь этот первый шаг расчета очень легко и быстро можно проделать с помощью калькулятора: все табличные значения уже внесены в программу вычисления.

Калькулятор мощности муфельной печи и силы тока, проходящего через нагреватель

Перейти к расчётам

Шаг 2 – определение минимального сечения проволоки для навивки спирали

Любой электрический проводник ограничен в своих возможностях. Если через него пропускать ток, выше допустимого, он попросту перегорит или расплавится. Поэтому очередной шаг в расчетах – определение минимально допустимого диаметра проволоки для спирали.

Определить его можно по таблице. Исходные данные – рассчитанная выше сила тока и предполагаемая температура разогрева спирали.

D (мм)S (мм ²)Температура разогрева проволочной спирали, °C
2004006007008009001000
Максимальная допустимая сила тока, А
519.65283105124146173206
412.637608093110129151
37.0722.337.554.5647788102
2.54.9116.627.54046.657.566.573
23.1411.719.628.733.839.54751
1.82.541016.924.92933.13943.2
1.62.018.614.42124.52832.936
1.51.777.913.219.222.425.73033
1.41.547.251217.42023.32730
1.31.336.610.915.617.82124.427
1.21.1369.81415.818.721.624.3
1.10.955.48.712.413.916.519.121.5
10.7854.857.710.812.114.316.819.2
0.90.6364.256.79.3510.4512.314.516.5
0.80.5033.75.78.159.1510.812.314
0.750.4423.45.37.558.49.9511.2512.85
0.70.3853.14.86.957.89.110.311.8
0.650.3422.824.46.37.158.259.310.75
0.60.2832.5245.76.57.58.59.7
0.550.2382.253.555.15.86.757.68.7
0.50.19623.154.55.25.96.757.7
0.450.1591.742.753.94.455.25.856.75
0.40.1261.52.343.33.854.455.7
0.350.0961.271.952.763.33.754.154.75
0.30.0851.051.632.272.73.053.43.85
0.250.0490.841.331.832.152.42.73.1
0.20.03140.651.031.41.651.8222.3
0.150.01770.460.740.991.151.281.41.62
0.10.007850.10.470.630.720.80.91
D — диаметр нихромовой проволоки, мм
S — площадь поперечного сечения нихромовой проволоки, мм²

И сила тока, и температура берутся ближайшие, но обязательно с приведением в большую сторону. Например, при планируемом нагреве 850 градусов следует ориентироваться на 900. И, допустим, при силе тока в этом столбце, равной 17 амперам, берется большее ближайшее – 19,1 А. В двух левых столбцах сразу определяется минимально возможная проволока – ее диаметр и площадь поперечного сечение.

Более толстую проволоку использовать можно (иногда это становится и обязательным – о таких случаях будет рассказано ниже). Но меньше – никак нельзя, так как нагреватель просто перегорит в рекордно короткий срок.

Шаг 3 – определение необходимой длины проволоки для навивки спирального нагревателя

Известны мощность, напряжение, сила тока. Намечен диаметр проволоки. То есть имеется возможность, используя формулы электрического сопротивления, определить длину проводника, который будет создавать необходимый резистивный нагрев.

L = (U / I) × S / ρ

ρ — удельное сопротивление нихромового проводника, Ом×мм²/м;

L — длина проводника, м;

S  — площадь поперечного сечения проводника, мм².

Как видно, потребуется еще одна табличная величина – удельное сопротивление материала на единицу площади поперечного сечения и длины проводника. Необходимые для расчета данные – показаны в таблице:

Марка нихромового сплава, из которого изготовлена проволокаДиаметр проволоки, ммВеличина удельного сопротивления, Ом×мм²/м
Х23Ю5Тнезависимо от диаметра1.39
Х20Н80-Н0,1÷0,5 включительно1.08
0,51÷3,0 включительно1.11
более 31.13
Х15Н60
или
Х15Н60-Н
0,1÷3,0 включительно1.11
более 31.12

Еще проще покажется расчет, если использовать наш калькулятор:

Калькулятор расчета длины проволоки для спирали

Довольно часто нихромовую ил фехралевую проволоку реализуют не на метры, а на вес. Значит, потребуется перевести длину в ее эквивалент по массе. Выполнить такой перевод поможет предлагаемая таблица:

Диаметр проволоки, ммВес погонного метра, гДлина 1 кг, м
Х20Н80Х15Н60ХН70ЮХ20Н80Х15Н60ХН70Ю
0.62.3742.3172.233421.26431.53447.92
0.73.2313.1543.039309.5317.04329.08
0.84.224.123.969236.96242.74251.96
0.95.3415.2145.023187.23191.79199.08
16.5946.4376.202151.65155.35161.25
1.29.4959.2698.93105.31107.88111.98
1.311.14410.87910.48189.7491.9295.41
1.412.92412.61712.15577.3779.2682.27
1.514.83714.48313.95367.469.0571.67
1.616.88116.47915.87659.2460.6862.99
1.821.36520.85620.09346.8147.9549.77
226.37625.74824.80637.9138.8440.31
2.231.91531.15530.01531.3332.133.32
2.541.21340.23138.75924.2624.8625.8
2.851.69750.46648.6219.3419.8220.57
359.34657.93355.81416.8517.2617.92
3.267.52365.91563.50314.8115.1715.75
3.580.77778.85375.96812.3812.6813.16
3.685.45883.42480.37111.711.9912.44
4105.504102.99299.2249.489.7110.08
4.5133.529130.349125.587.497.677.96
5164.85160.925155.0386.076.216.45
5.5199.469194.719187.5955.015.145.33
5.6206.788201.684194.4794.844.955.14
6237.384231.732223.2544.214.324.48
6.3261.716255.485246.1383.823.914.06
6.5278.597271.963262.0133.593.683.82
7323.106315.413303.8743.093.173.29
8422.016411.968396.8962.372.432.52
9534.114521.397502.3221.871.921.99
10659.4643.7620.151.521.551.61

Шаг 4 – Проверка соответствия удельной поверхностной мощности рассчитанного нагревателя допустимому значению

Нагреватель или не справится со своей задачей, или будет работать на грани возможностей и оттого быстро перегорит, если его поверхностная удельная мощность будет выше допустимого значения.

Поверхностная удельная мощность – это количество тепловой энергии, которое необходимо получить с единицы площади поверхности нагревателя.

Прежде всего – определяем допустимое значение этого параметра. Оно выражается следующей зависимостью:

βдоп = βэф × α

βдоп – допустимая удельная поверхностная мощность нагревателя, Вт/см²

βэф – эффективная удельная поверхностная мощность, зависящая от температурного режима работы муфельной печи.

α – коэффициент эффективности теплового излучения нагревателя.

βэф берем из таблицы. Данными для входа в нее являются:

Левый столбец – ожидаемая температура воспринимающей среды. Проще говоря – до какого уровня требуется разогреть помещенные в печь материалы или заготовки. Каждому уровню соответствует своя строка.

Все остальные столбцы – температура разогрева нагревательного элемента.

Пересечение строки и столбца даст искомое значение βэф.

Требуемая температура тепловоспринимающего материала, °СПоверхностная мощность βэф (Вт/cм ²)  при температуре разогрева нагревательного элемента, °С
80085090095010001050110011501200125013001350
1006.17.38.710.312.514.1516.41921.824.928.436.3
2005.97.158.5510.15121416.2518.8521.6524.7528.236.1
3005.656.858.39.911.713.751618.621.3524.527.935.8
4005.26.457.859.4511.2513.315.5518.120.92427.4535.4
5004.55.77.158.810.5512.614.8517.420.223.326.834.6
6003.54.76.17.79.511.513.816.419.322.325.733.7
70023.24.66.258.051012.414.917.720.824.332.2
8001.252.654.26.058.110.412.915.718.822.330.2
8501.434.86.859.111.714.517.62129
9001.553.45.457.7510.31316.219.627.6
9501.83.856.158.6511.514.518.126
10002.054.36.859.712.7516.2524.2
10502.34.87.6510.7514.2522.2
11002.555.358.51219.8
11502.855.959.417.55
12003.156.5514.55
13007.95

Теперь – поправочный коэффициент α. Его значение для спиральных нагревателей показано в следующей таблице.

ИллюстрацияВариант расположения спирального нагревательного элементаЗначение коэффициента α
Нагревательная спираль спрятана в ниши футеровки муфельной печи.0,16 ÷ 0,24
Нагревательная спираль заключена в кварцевые трубки и расположена на полочках по стенкам камеры0,30 ÷ 0,36

Простое перемножение этих двух параметров как раз и даст допустимую удельную поверхностную мощность нагревателя.

Примечание: Практика показывает, что для муфельных печей с высокотемпературным нагревом (от 700 градусов), оптимальным значением  βдоп будет 1,6 Вт/см² для нихромовых проводников, и примерно 2,0÷2,2  Вт/см² для фехралевых. Если печь работает в режиме нагрева до 400 градусов, то таких жестких рамок нет – можно ориентироваться на показатели от 4 до 6 Вт/см².

Итак, с допустимым значением поверхностной удельной мощности определись. Значит, необходимо найти удельную мощность рассчитанного ранее нагревателя и сравнить с допустимой.

Быстро рассчитать этот параметр поможет калькулятор:

Калькулятор расчета удельной поверхностной мощности нагревателя

Перейти к расчётам

Если полученное значение не превышает допустимого – расчет может считаться законченным.

В том случае, когда найденное значение превосходит допустимый уровень поверхностной удельной мощности, придется проведенные расчеты несколько откорректировать. Сделать это можно, вернувшись к шагам №2—3, и повторив вычисления с увеличением диаметра проволоки на одну или несколько стандартных позиций – одновременно с этим возрастет и ее длина. Затем – снова сверить показатели. И так – пока не будет найден оптимальный вариант и с точки зрения максимальной экономичности, и с позиций обеспечения соответствия указанному параметру.

С набором наших калькуляторов провести повторный расчет – это дело буквально нескольких минут. И вот на этом расчет может считаться законченным. Можно приобретать проволоку выбранного сплава, с рассчитанными диаметром и длиной.

Как собрать муфельную печь своими руками

В этой публикации акцент был сделан именно на расчетах нагревательного элемента. А более подробно именно о процессе самостоятельного изготовления муфельной печи – читайте в специальной статье нашего портала.

Расчет параметров электронагревателей для печи, расчет нихромовой спирали

В работе электрической печи одним из самых ключевых элементов является нагреватель. Именно за счет него печь вырабатывает необходимые температуры. От качества нагревательного элемента еще зависит и работоспособность печной установки в целом. По этой причине выбранный нагреватель должен строго соответствовать определенным требованиям, которые будут указаны далее. 


Качества, которыми должен обладать электронагреватель для печи:

  • Нагревательный элемент должен обладать высокой жаростойкостью и прочностью в условиях повышенной температуры.

  • Материал нагревателя должен обладать высоким удельным сопротивлением. От данного критерия зависит максимальная способность нагрева. Зачастую в качестве таких материалов используют сплавы нихрома и фехрали, которые характеризуются как прецизионные.

  • Невысокий коэффициент температуры сопротивления важный критерий при выборе сплава для нагревательного устройства. Если данный показатель высокий придется использовать трансформатор для понижения напряжения на начальном этапе работы. Физические характеристики сплавов электронагревателя должны быть постоянными. Некоторые материалы, такие как карборунд, являющийся неметаллическим нагревателем, могут со временем изменять свои физические свойства, включая электросопротивление, что усложняет условия их эксплуатации. Для стабилизации сопротивления используют трансформаторы с большим числом ступеней и диапазоном напряжения.

  • Металлические материалы должны иметь хорошие технологические свойства, а именно: пластичность и свариваемость, чтобы изготавливать их них ленты или проволоку. Из лент в дальнейшем можно производить элементы сложной конфигурации. Нагреватели также могут быть изготовлены из неметаллического сырья. Неметаллические нагреватели прессуют, или отливают, превращая в готовый продукт.

Материалы для производства нагревателей

Самыми подходящими и наиболее применяемыми при изготовлении нагревателей для электропечей являются прецизионные сплавы с высоким электросопротивлением. К ним относят сплавы на основе хрома и никеля (никель-хром), железа, хрома и алюминия (железо-хром-алюминий). Марки и свойства этих сплавов учтены в ГОСТ 10994-74 «Сплавы прецизионные». Представителями никель — хромовых сплавов являются нихром марок X20H80, X20H80-H (950-1200°C), X15H60, X15H60-H (900-1125°C), феррохромоалюминий — фехраль марок h33YU5T (950-1400). ° С), Х27Ю5Т (950-1350 ° С), Х23Ю5 (950-1200 ° С), Х15Ю5 (750-1000 ° С). Существуют также железо-хромоникелевые сплавы — Х15Н60Ю3, Х27Н70ЮЗ.

Вышеуказанные материалы для нагревателей обладают хорошей тепло- и термостойкостью. Хорошую термостойкость обеспечивает защитная пленка из оксида хрома, которая образуется на поверхности материала. Температура плавления пленки выше, чем температура плавления самого сплава; он не растрескивается при нагревании и охлаждении.


Достоинства нихрома:

  • Отличные механические свойства, как при низких, так и при высоких температурах;

  • Сплав крипоустойчивый;

  • Имеет хорошие технологические свойства;

  • Хорошо поддается обработке;

  • Не устаревает, немагнитится.

Недостатки нихрома:

  • Дорогостоящий;

  • Рабочие температуры ниже, чем у фехраля;

  • Преимущества фехраля:

  • Сравнительно с никелем недорогой;

  • Более жаростойкий.

Недостатки фехрали:

Расчет нагревателей электрических печей

Как правило, в качестве исходных данных для определения параметров электронагревателя для печи берется его необходимая мощность, максимальные показатели вырабатываемой температуры и параметры рабочего пространства. Если мощность печной установки не известна, то ее определяют по эмпирическому правилу. При расчете нагревательных элементов важно определить диаметр и длину (для проволоки) или площадь поперечного сечения и длину (для ленты), которые необходимы для производства нагревательных элементов. Нужно сразу определить и материал, из которого будут изготавливаться нагреватели. Мы же будем рассматривать хромоникелевый сплав Х20Н80.

Вычисление диаметра и длины электронагревателя (проволоки из нихрома) для имеющейся мощности простым способом

Простейшим вариантом определения параметров нагревателя есть вычисление его диаметра и длины в условиях уже известной мощности, напряжения сети, а также температуры, которую будет иметь нагреватель. 

Но, такой расчет имеет одну особенность, о которой будет рассказано далее.

Пример вычисления длины и диаметра нагревательной проволоки

Исходные данные:

Оборудование имеет мощность P = 1200 Вт; подключается к сети с напряжением U = 240 В; нагреватель подает температуру 900 °C. В качестве нагревателя применен нихром маркировкой Х20Н80

1. В первую очередь нам необходимо определить силу тока, проходящую через элемент нагрева, подставляя имеющиеся данные:

    I = P / U = 1200 / 240 = 5 А.

2. Затем находим сопротивление нагревательной проволоки:

    R = U / I = 240 / 5 = 48 Ом;

3. Имея значения силы тока, которая проходит по нагревательной проволоке, высчитываем диаметр нагревательного элемента. Это очень важный момент. К примеру, если сила тока составляет 10 А нихромовая проволока диаметром 0,5 мм сразу же перегорит. Высчитав силу тока, следует из специальной таблицы расчета, которая предоставлена в открытом доступе, подобрать соответствующее значение диаметра проволоки. Исходя из нашего примера, где сила тока составляет 5 А, а термическая подача от нагревателя — 900 °C диаметр нагревателя должен составлять d = 0,4 мм. Площадь поперечного сечения S = 0,126 мм2.


Примечание:

Если нагревательное устройство будет эксплуатироваться в жидкостной среде, то нагрузка может быть увеличена в полтора раза.

В условиях закрытой эксплуатации, как в случае использования электропечи, нагрузка должна наоборот уменьшаться в полтора раза.

4. Следующим шагом будет определение длины нихромового элемента нагрева по формуле:

    R = ρ · l / S,

где R — электросопротивление нагревательной проволоки [Ом], ρ — удельное электросопротивление материала нагревательного элемента [Ом · мм2 / м], l – длина [мм], S — площадь поперечного сечения [мм2].

Подставляем свои данные и получаем:

    l = R · S / ρ = 48 · 0,126 / 1,11 = 5,44 м.

В этом примере нагреватель имеет диаметр Ø 0,4 мм, что соответствует ГОСТ 12766.1-90. Номинальное значение удельного электросопротивления нихромового проводника марки Х20Н80 составляет 1,1 Ом · мм2 / м (ρ = 1,1 Ом · мм2 / м), см. табл. 

Удельное электрическое сопротивление нихрома (номинальное значение).

Марка сплава

Диаметр, мм

Удельное сопротивление, мкОм*м

Х20Н80-Н

0,1-0,5

1,08

 

0,5-3,0

1,11

 

более 3,0

1,13

Х15Н60, Х15Н60-Н

0,1-3,0

1,11

 

более 3,0

1,12

Х23Ю5Т

любой диаметр

1,39

 

Итогом расчетов является необходимая длина нихромового проводника, составляющая 5,44 м, диаметр — 0,4 мм.

Вычисление параметров диаметра и длины нихромового проводника для заданной электропечи (более сложный и подробный расчет)

В данном случае будут учтены дополнительные параметры нагревательной проволоки и ее подключение к трехфазной сети. В качестве исходных данных будут взяты внутренние размеры электропечи.

1. В первую очередь определяется внутренний объем камеры печной установки. К примеру: h = 530 мм, d = 420 мм и l = 420 мм (высота, ширина и глубина). Таким образом, получаем объем V = h · d · l = 530· 420 · 420 = 93,4 · 10 6 мм3 = 93,4 л (мера объема).

2. На следующем этапе вычисляется мощность печи, которая будет определяться по эмпирическому правилу: для печной установки объемом 10 — 50 литров удельная мощность составляет 100 Вт/л (Ватт на литр объема), объемом 100 — 500 литров — 50 — 70 Вт/л.

В качестве примера приведем печь с мощностью 100 Вт/л и сразу высчитаем, что мощность элемента нагрева должна составить P = 100 • 93,4 = 9340 Вт = 9,34 КВт. Такие печи предназначаются для однофазной сети. Если нагрузки значительно выше, то такое оборудование предназначается для трехфазного подключения.

3. Далее определяем силу тока, которая будет проходить через нагревательную проволоку по формуле: I = P / U

где P — мощность нагревательной проволоки,

U — напряжение нагревателя между концами,

и его сопротивление R = U / I.

Подключение  при указанных параметрах может происходить по одному из следующих способов:

К однофазному току бытовой сети — 220 В;

К промышленной трехфазной сети 220 В (между нулевым проводом и фазой) или U = 380 В (между двумя любыми фазами).

Бытовая сеть однофазного тока 



 I = P / U = 9340 / 220 = 42,5 А — ток протекающий через нагревательную проволоку.

Определение сопротивления электронагреватели для печи.

     R = U / I = 220 / 42,5 = 5,18 Ом.

Промышленная сеть трехфазного тока 

Нагрузка при таком типе подключения распределиться равномерно на три фазы. Поэтому понадобятся сразу три нагревательных элемента. Способов подключения существует два, из них и следует выбирать.

Обратите внимание, что применяемые формулы для определения силы тока и сопротивления к трехфазной сети не классические. Мы их подобрали для упрощения расчетов. Точность полученных данных не искажена.


Подключение по схеме «ЗВЕЗДА» подразумевает подсоединение нагревателя между фазой и нулем. В соответствии с этим напряжение на концах нагревательной проволоки будет составлять 220 В.

Ток, который проходит по нагревателю:

     I = P / U = 3113 / 220 = 14,15 А.

Сопротивление одного нагревательного элемента:

     R = U / I = 220 / 14,15 = 15,54 Ом.

При использовании схемы “ТРЕУГОЛЬНИК” нагревательный элемент подключают между двумя фазами и напряжение на его концах — 380 В.

Ток, который проходит по нагревателю:

     I = P / U = 3113 / 380 = 8,19 А.

Сопротивление одного нагревательного элемента:

     R = U / I = 380/ 8,19 = 46,4 Ом.

4. Определив сопротивление нагревательной проволоки для соответствующего типа подключения к сети далее нужно вычислить диаметр и длину проволоки.

Удельная поверхностная мощность

Вычислив все указанные параметры, следует проанализировать удельную поверхностную мощность электронагревателя, которая зависит от термических значений материала поддающегося нагреву и от конструкции выбранного элемента нагрева.

Пример

В предыдущих расчетах мы определили сопротивление электронагревателя. Для печной установки в 93,4 литра, которая включается в однофазную сеть сопротивление равно R = 5,18 Ом. Для примера подберем нихромовый сплав маркировкой Х20Н80 диаметром 1 мм. Для получения требуемого сопротивления, нужно: l = R /  = 5,18 / 1,4 = 3,7 м нихромовой проволоки,  где  — номинальное значение электрического сопротивления 1 м проволоки по ГОСТ 12766.1-90, [Ом/м].

Масса имеющегося отрезка проводника составит m = l ·  = 3,7 · 0,007 = 0,0259 кг = 26 г, где  — масса 1 м проволоки. Затем определяем площадь поверхности отрезка проводника из нихромового сплава длиной 3,7 м. S = l ·  · d = 370 · 3,14 · 0,1 = 116,2 см2, где l – длина нагревательного элемента [см], d – его диаметр [см]. Исходя из этого, из площади 116,2 см2 должно выделяться 9,34 кВт. Прибегнув к простой пропорции выявляем, что с 1 см2 выделяется мощность  = P / S = 9340 / 116,2 = 80,4 Вт, где  — поверхностная мощность нагревательного элемента.

Такая мощность слишком большая. Нихромовый сплав ее не выдержит, если прогревать его до температур, которые обеспечили бы полученное значение поверхностной мощности. Приведенный пример является демонстрацией неправильного выбора диаметра проволоки, которая будет использоваться для изготовления нагревателя.

 

Каждому материалу, зависимо от требуемых термических значений характерно свое допустимое значение поверхностной мощности. Его можно высчитать за счет специальных табличек и графиков.

Высокотемпературным печам  (700 – 800 °С) допустима поверхностная мощность, которая равна βдоп = βэф · α, где βэф – поверхностная мощность нагревательных элементов зависящая от температуры воспринимающей тепло среды [Вт / м2], α – коэффициент эффективности излучения. Низкотемпературных печам (менее 200 – 300 °С) допустима поверхностная мощность (4 — 6) · 104 Вт/м2.

Используя приведенные примеры, вы сможете с легкостью рассчитать необходимые параметры нагревателей для электропечей, в том числе муфельных печей при разных схемах подключения. При заказе электронагревателей у компании «ТЭН24» расчет нихромовой спирали, фехралевой спирали и параметров устройства нагрева проводится совместно с технологом для каждой печи и типа подключения индивидуально.



Расчет греющей нихромовой и фехралевой спирали Heatle

Нихромы — это сплавы никеля и хрома. Они имеют высокую коррозионную стойкость и температуру плавления, поэтому используются в электрических приборах и нагревательных элементах.  Нихром намотан катушками с определенным электрическим сопротивлением, и через них пропускается ток, выделяющий тепло. 

Фехрали — это ферромагнитные сплавы, свойства электрического сопротивления которых аналогичны никель-хромовым сплавам. Это делает их пригодными для применения в системах электрического нагрева. Хотя отсутствие никеля делает фехраль дешевле, чем  нихромовые сплавы, это также делает его более подверженным коррозии. Следует проявлять осторожность при эксплуатации нагревательных элементов из фехраля в сухих условиях, чтобы минимизировать коррозию. Воздействие высоких температур также может привести к ползучести и охрупчиванию, но с соответствующими опорными элементами этих проблем можно избежать.

Используйте этот онлайн-калькулятор нихромовой и фехралевой проволоки, чтобы рассчитать сопротивление, площадь сечения, ток и длину нихромовой и фехралевой проволоки, просто указав мощность и напряжение.

Расчет длины спирали

Расчет веса и длины


Нихром

Сплавы нихрома обычно состоят из 80% никеля и 20% хрома (нихром 80/20), хотя другие составы могут быть найдены в различных соотношениях. Нихром имеет серебристо-серый цвет и обладает высокой устойчивостью к электрическому потоку и теплу. Он также очень устойчив к коррозии и износу, очень прочен и имеет очень высокую температуру плавления — около 1400 ° C.

Устойчивость к окислению делает нихром популярным материалом для использования в нагревательных элементах. Например, нагревательные элементы в бытовом тостере чаще всего изготавливаются из толстой нихромовой проволоки. При таком использовании нихром обычно наматывают катушками до определенного электрического сопротивления перед тем, как пропустить ток, чтобы произвести выделяемое тепло. Когда нихром нагревается до высоких температур, на нем образуется внешний слой оксида хрома, в отличие от других металлов, которые могут начать окисляться при нагревании на воздухе. Это означает, что он в основном непроницаем для кислорода, и поэтому нагревательный элемент защищен от окисления.

Нихромовые  сплавы известны своей более высокой механической прочностью при высоких температурах по сравнению со сплавами железо-хром-алюминий (FeCrAl) фехраль, а также более высокой прочностью на ползучесть. Никель-хромовые сплавы также остаются более пластичными по сравнению с железно-хромовыми алюминиевыми сплавами после длительных периодов воздействия температуры. Никель-хромовые сплавы демонстрируют хорошую коррозионную стойкость, за исключением сред, в которых присутствует сера.

Заметное увеличение удельного электросопротивления наблюдается при увеличении добавок хрома. Уровень добавления 20% хрома считается оптимальным для проводов с электрическим сопротивлением, подходящих для нагревательных элементов. Этот состав сочетает в себе хорошие электрические свойства с хорошей прочностью и пластичностью, что делает его пригодным для волочения проволоки. 

Фехраль

Сплавы железа, хрома, алюминия (FeCrAl) — это материалы с высоким сопротивлением, которые обычно используются в приложениях с максимальными рабочими температурами до 1400 ° C.

Известно, что эти ферритные сплавы обладают более высокой способностью к нагрузке на поверхность, более высоким удельным сопротивлением и более низкой плотностью, чем альтернативный ни хром (NiCr), что может привести к меньшему количеству материала в применении и экономии веса. Более высокие максимальные рабочие температуры могут также продлить срок службы элемента.

Железо Хром Алюминиевые сплавы образуют светло-серый оксид алюминия (Al2O3) при температурах выше 1000 ° C, который увеличивает коррозионную стойкость, а также действует как электрический изолятор. Образование оксида считается самоизолирующим и защищает от короткого замыкания в случае контакта металла с металлом. Железо-Хром Алюминиевые сплавы имеют более низкую механическую прочность по сравнению с никель-хромовыми материалами, а также более низкий предел ползучести.

Расчет греющей нихромовой и фехралевой спирали


Для того, чтобы произвести расчет параметров спиральных нагревательных элементов из проволоки высокого сопротивления, можно воспользоваться несколькими алгоритмами подсчетов. Наиболее простым и быстрым будет рассчитать все параметры по формулам без учета динамики значения сопротивления под влиянием высоких температур. Для начала рассмотрим этот метод.

Расчет параметров нихромовой и фехралевой спирали от сопротивления

Тут все очень и очень просто. Нужно только знать исходные параметры, которые можно узнать, ответив на вопросы:

  • Какая мощность должна быть у нагревательного элемента, который вы хотите изготовить?

  • Какое напряжение питания будет на него подаваться?

  • Какая проволока имеется в наличии (материал, диаметр)?

Пусть вам требуется изготовить нагреватель с совсем небольшой мощностью в 12 Ватт, который будет работать от сети 24 Вольта. В наличии есть только катушка нихромовой проволоки с диаметром сечения 0,2 мм.

Формулы, которые мы будем использовать при расчетах по данному методу, знакомы каждому из школьного курса по физике. Мощность равна произведению силы тока и напряжения:

Р (мощность) = U (напряжение) * I (сила тока)

Из этой формулы мы можем найти силу тока в нашем нагревателе. Она будет равна

І = Р/ U = 12/24 = 0,5 Ампер

Закон Ома звучит так: «напряжение равняется произведению сопротивления и силы тока»

U (напряжение) = I (сила тока)* R (сопротивление)

Отсюда:

R (сопротивление) = U (напряжение)  * I (сила тока) = 24 : 0,5 = 48 Ом

Длину проволоки мы можем определить по формуле:

L (длина проводника) = S (площадь сечения) · R (сопротивление) : ρ (плотность проводника)

Определение сопротивления материала

Для того, чтобы узнать значение сопротивления проводника, из которого мы будем изготавливать нагреватель, можно использовать формулу и таблицу значений. Сначала нужно узнать площадь сечения. Если у нас проволока с круглым сечением с диаметром 0,2 мм, то по формуле площади круга ее сечение будет равно 0,0314 мм2. Теперь заглянем в таблицу со значениями сопротивления и ищем соответствие с вычисленным сечением. В нашем случае это 1300 мм.

С теоретическими расчетами закончили. Теперь нужно узнать, а хватит ли диаметра нашей проволоки, чтобы выдержать такой уровень силы тока. Ниже в таблице можно определить максимальное значение силы тока для каждого диаметра проволоки. Согласно таблице для проволоки с диаметром 0,2 максимальный ток равен 0,65, а это значит что рассчитанный нами показатель 0,5 А имеет допустимое значение.

Учтите, что среда нагрева также имеет большое значение! Для подогрева жидкости можно увеличивать максимально допустимую силу тока, а для замкнутого контура наоборот, нужно уменьшать.


Расчет параметров нихромовой и фехралевой спирали с учетом температуры


Первый метод хорош своей простотой и быстротой вычислений, однако в реальных условиях сопротивление нихрома и фехраля существенно изменяется с ростом температуры. Такие простые подсчеты можно применять только для не очень высоких температур, не более 250 градусов, а вот для более высоких значений температуры лучше применять второй способ.

Допустим, нам нужно изготовить муфельную печь  с объемом камеры в 50 литров. Для того, чтобы узнать, какова же будет мощность, используем простое правило.

  • Для печей < 50 л, мощность будет 100 Ватт на литр

  • Для печей < 50 л, мощность будет 50-70 Ватт на литр

Согласно этому правилу, для печи с камерой 50л мощность будет 5 000 Ватт. Подключать ее мы будем к питанию в 220 Вольт, поэтому сила тока и сопротивление по формулам будет равна:

I (сила тока) = Р (мощность) : U (напряжение) = 5000 / 220 = 22,7 А

R (сопротивление) = U (напряжение) * I (сила тока) = 220 / 22,7 = 9,7 Ом

Если же мы включим муфельную печь в сеть питания 380 Вольт, то мощность будет разделена на 3 фазы, а значит для одной она будет равна 5000/3= 1 666 Ватт

При включении нагревательных спиралей по схеме ЗВЕЗДА на каждую фазу будет подано 220 Вольт, тогда по формулам

I (сила тока) = 1666 / 220 = 7,54 Ампер

R (сопротивление) = 220 / 7,54 = 29 Ом

Если будет применяться тип подключения 380В со схемой ТРЕУГОЛЬНИК, то будет подаваться 380 Вольт, тогда:

I (сила тока) = 1666 / 380 = 4,36 Ампер

R (сопротивление) = 380 / 4,36 = 87 Ом

Ниже размещены таблицы, в которых можно определить длину проводника на основе удельной поверхностной мощности нагревательной спирали.

Р пов (поверхностная мощность) = βэф * α (коэффициент эффективности)


Итак, нам нужно, чтобы муфельная печь нагревала материал до 1000С, тогда сама греющая спираль должна выдавать 1100С. Воспользовавшись таблицами определим значения параметров.

Р пов (поверхностная мощность)  = 4,3 * 0,2 = 8,6 кВт/м2

D (диаметр) = 3√((4*Rt*P2)/(π2*U2* Р пов))


Параметр Rt (удельное сопротивление проводника при определенной температуре) получим из таблицы.

Мы будем делать печь с нихромовыми спиралями из нихрома самой распространенной марки Х80Н20, Rt в таком случае будет 1,025.

Рассчитаем Рт=1,13 * 10* 1,025 = 1,15 * 106 Ом на мм

Для подключения типа «звезда»: диаметр будет равен 1,23 мм, длина — 42 м

По упрощенной формуле первого способа L=R/(p*k)

Получим 29,1/(0,82*1,033)= 34 м

Таким образом видно, что значения будет разными и нужно учитывать температуру нагрева спирали.

Для быстрых расчетов воспользуйтесь калькулятором из данной статьи, а если хотите учесть все-все мельчайшие детали, обращайтесь к нам в компанию Хитл, мы сами произведем все нужные расчеты и изготовим нужный вам нагревательный элемент быстро и качественно.

Расчет спирали из фехрали Х23Ю5Т для муфельной печи — Оборудование для термообработки

ycnokou, По расчетам получается следующее:(может что-то неправильно, все взято с интернета) Печь на 9 кВт на 380В

Подключение ЗВЕЗДА

3 ветки — каждая по 3 кВт

I = P/U=3000/220=13,64 A

R=U/I=220/13,64=16,13 Ом.

В связи с тем что при нагревании сопротивление растет, рекомендуют уменьшить получившееся расчетное значение сопротивления на 10-15%. Беру среднее 12,5%

16,13 — 12,5% = 14,11 Ом.

Получаем 14,11 Ом сопротивление в каждой фазе.

Электросопротивление Х23Ю5Т диаметром 3 мм. при температуре 20 градусов = 0,194 Ом/м

Длина проволки получается L = R/электросопротивление Х23Ю5Т диаметром 3 мм.

L= 14,11/0,194 = 72,73 метра

Длина проволки = 72,73 х 3= 218,19 м.

 

Нашел в нете, что поверхностная мощность фехрали не должна превышать 1,4 Вт/кв. см.

Формула: Поверхностная мощность = Мощность печи/площадь поверхности проволки

Площадь поверхности = 3,14х длину х диаметр = 3,14 х 21819 х 0,3 = 20553,5 кв. см.

Поверхностная мощность = 9000/20553,5 = 0,438, что тогда получается в 3 раза меньше нормы.

 

Диаметр витка =30 мм.

Длина витка = 3,14 х 30 = 94,2 мм.

Количество витков = 218190/94,2 = 2316 витков

Беру минимальное расстояние между витками — 3 мм.

Длина спирали = 2316 х 3 = 6948 мм.

Глубина муфеля = 470 мм.

Количество спиралей по глубине = 6948/470 = 14,78, округляю до 15

Высота муфеля 230

Хотел разместить спирали в пазах без керамических трубок, но так не получится

15 спиралей можно разместить на трубках без пазов по 5 спиралей на стороны и верх (на низ не хочу)Правильные мои расчеты? И может можно как-то уменьшить метраж спирали?Хотелось бы обойтись 6-9 спиралями.

 

Вопросы:

Верны ли мои расчеты? Те ли я использовал формулы?

Если Поверхностная мощность ниже в 3 раза допустимой, может можно уменьшить диаметр проволки, что приведет к уменьшению и длины?

Обязательно надо на трубках керамических фехраль размещать в печи? Почему? Или можно в паз на полку и прикрепить дюбелем?

Вот сайт с калькулятором, верны ли его расчеты? Или это чисто маркетинг. По его расчетам для печи мощностью 9 кВт. по подключению ЗВЕЗДА достаточно 1,9 в диаметре и 90 м. по длине, но тогда Поверхностная мощность получается 9000кВт/3,14х9000 см. х 0,19 см. = 1,68 В/кв. см., а допуск 1,4 Вт/кв. см.

Если же треугольник, то достаточно 1,3 в диаметре и 126 м. по длине, но тогда Поверхностная мощность получается 9000 кВт / 3,14 х 12600 см. х 0,13 см. = 1,75 В/кв. см., а допуск 1,4 Вт/кв. см.

 

Ссылка на калькулятор по расчету спирали http://www.metotech.ru/calc_heater.htm

 

Рассчитать нагреватель

Мощность печи, Вт

9000

Трехфазная

Тип подключения нагревателей

Звезда

Напряжение на концах нагревателя, В

220

Материал нагревателя

Фехраль Х23Ю5Т

Температура нагревателя, °C

1200

Температура нагреваемого изделия, °C

1100

Тип нагревателей

Проволочные

Конструкция и размещение нагревателей

Проволочные спирали на полочках в трубках

 

Результаты расчета

Диаметр нагревателя, мм

1,9

Длина нагревателя, м

30

Общая длина нагревателей, м

90

 

Рассчитать нагреватель

Мощность печи, Вт

9000

Трехфазная

Тип подключения нагревателей

Треугольник

Напряжение на концах нагревателя, В

380

Материал нагревателя

Фехраль Х23Ю5Т

Температура нагревателя, °C

1200

Температура нагреваемого изделия, °C

1100

Тип нагревателей

Проволочные

Конструкция и размещение нагревателей

Проволочные спирали на полочках в трубках

 

Результаты расчета

Диаметр нагревателя, мм

1,3

Длина нагревателя, м

42

Общая длина нагревателей, м

126

Изменено пользователем goldlife

Фехраль — Свердловский металлургический завод

Свердловский металлургический завод осуществляет продажу проволоки фехраль х23ю5т в Екатеринбурге и с доставкой в любой регион России.

Особенности и свойства материала

Ценность и специфическая область применения прецизионного сплава основана на его характеристиках. Фехраль – сверхпрочный сплав, основой которого является хром (0,25), алюминий (0,065), железо и не больше 0,01 части марганца, кремния, циркония и других металлов.

Сплав отличается:

  • жаропрочностью – не теряет своих свойств при нагревании до +1470°С;
  • высокими показателями удельного сопротивления – от 1,5 до 1,35 мкОм на м;
  • стабильностью свойств и характеристик при использовании в вакууме и окисленной среде со значительными включениями серы и других активных элементов;
  • повышенной пластичностью при нагревании и последующем охлаждении.

Недостатком материала является минимальная плотность и, соответственно, ломкость. Поэтому при изготовлении спиралей проволока фехраль нагревается выше 300-350 градусов. Пластичность сплава является плюсом и одновременно минусом, так как при нагреве до 800-1000 градусов материал деформируется под силой собственного веса. Поэтому нагревательные элементы оснащаются керамическими трубками.

При использовании жаропрочного сплава при температуре выше 900 °С требуется максимальная осторожность при монтаже и ремонте спиралей, которые становятся очень хрупкими. При повышении t° до 1000 и больше градусов проволока фехраль х23ю5т применяется совместно с трубками из высокоглиноземистого огнеупорного материала.

Сплав широко применяется при изготовлении электрических тепловых приборов, резистивных элементов, в промышленных высокотемпературных печах для обжига, сушки и полимеризации. 

Чтобы уточнить характеристики материала, заказать фехраль и купить его в Екатеринбурге и на условиях быстрой доставки по России – свяжитесь с нами удобным для вас способом.

Назад к каталогу продукции

Таблица расчета спирали нихромовой. Как рассчитать спираль из нихрома

Нихром и фехраль являются самыми распространенными материалами для создания резистивного нагревателя. Нихром (в частности, нихром 80) изготавливается из смеси никеля и хрома. Фехраль или другое название Кантал представляет собой сплав железо-хром-алюминий (FeCrAl).

Расчет длины спирали

Требуемая мощность нагревателя

  Вт

Напряжение питания

  В

Выберете материал

Выберете диаметр проволоки из стандартных промышленных размеров. 

  мм

Данные результаты не учитывают возрастание электрического сопротивления проводника с ростом его температуры. Поэтому фактическая мощность (как и потребляемый ток от сети) всегда несколько ниже расчетных величин.

Источник: http://polymernagrev.ru/nagrev-v-proizvodstve/kalkulyator-rascheta-spirali-iz-nikhroma-i-fekhralya-dlya-nagrevateley/

Краткий анализ

Fechral – сплавы группы железо-хром-алюминий (FeCrAl), используемые в широком диапазоне сопротивлений и при высоких температурах. Сплавы известны своей способностью выдерживать высокие температуры (до 1400 ° C (2550 ° F)), и имеющие промежуточное электрическое сопротивление (1,20 – 1,30 Ом · м).

Типичные области применения сплавов FeCrAl — это электрические нагревательные элементы в высокотемпературных печах для термообработки, керамической, стекольной, сталелитейной и электронной промышленности.

Среди достоинств фехрали можно отметить следующие:

  • высокая рабочая температура;
    Ферритные сплавы FeCrAl можно использовать в среднем до 1400 °C, в то время как аустенитные сплавы NiCr имеют максимальную рабочую температуру до 1250 °C.

  • высокое удельное сопротивление;
    Удельное сопротивление сплавов FeCrAl выше, чем сплавов NiCr. Это дает возможность выбирать материалы с большим поперечным сечением, тем самым продлевая срок службы элементов. Значительная экономия веса может быть получена, особенно при использовании тонкой проволоки — чем выше удельное сопротивление, тем меньше материалов используется. Кроме того, на удельное сопротивление сплавов FeCrAl меньше влияет холодная обработка и термообработка по сравнению со сплавами NiCr.

  • более долгая жизнеспособность;
    Сплавы FeCrAl могут использоваться от 2 до 4 раз дольше, чем сплавы NiCr, эксплуатируемые при той же температуре в атмосфере.

  • более высокая поверхностная нагрузка;
    Более высокая рабочая температура и более длительный срок службы сплавов FeCrAl гарантируют способность выдерживать высокие поверхностные нагрузки.

  • небольшой вес и невысокая стоимость;
    Вес сплавов FeCrAl ниже, чем сплавов NiCr. Благодаря тому, что сплавы FeCrAl не содержат никель, его цена ниже, чем на сплавы NiCr. В результате в большом количестве применений может быть достигнута значительная экономия веса и стоимости элементов.

  • отличные окислительные свойства;
    Оксид алюминия (Al2O3), образующийся на поверхности сплавов FeCrAl, имеет лучшие адгезионные свойства и, следовательно, менее загрязняется.

  • стойкость к сере;
    Сплавы FeCrAl могут противостоять коррозии в атмосфере и материалах, загрязненных серой или ее соединениями. В таких условиях сплавы NiCr подвержены сильной эрозии.

Нихром (NiCr) – группа сплавов с содержанием Ni 55-78%, Cr 15-23% в зависимости от марки и добавками Mn, Si, Fe и Al. Сплавы известны своей способностью выдерживать высокие температуры (до 1250 ° C (2280 ° F), и имеют промежуточное электрическое сопротивление (1,05–1,40 Ом * м). Сплавы NiCr обладают отличнойустойчивостью к высокотемпературному окислению, коррозии и имеют хорошую износостойкость.

Благодаря своей стойкости к окислению и стабильности при высоких температурах нихром широко используется в электронагревательных установках, таких как электрические печи, печи для обжига и сушки, его используют в производстве различных нагревательных устройств.

Среди достоинств нихрома можно отметить следующие:

  • идеальная стабильность формы при высоких температурах;
    Сплавы NiCr устойчивы к деформации и сохраняют очень хорошую стабильность формы при высоких температурах благодаря тому факту, что они имеют более высокий предел прочности при нагревании и ползучести, чем сплавы FeCrAl.

  • немагнитные свойства;
    Сплав NiCr — немагнитный материал, который можно использовать при низких температурах. Между тем сплав FeCrAl немагнитен при температурах выше 600 °C.

  • хорошая пластичность после длительного использования;
    Сплавы NiCr остаются пластичными после длительного использования. Это свойство делает нагревательные элементы более прочными.

  • высокая излучательная способность;
    Сплавы NiCr имеют более высокий коэффициент излучения, чем сплавы FeCrAl в полностью окисленном состоянии. При одинаковой поверхностной нагрузке температура элементов сплава NiCr ниже, чем сплавов FeCrAl.

  • устойчивость к коррозии;
    Как правило, сплавы NiCr имеют лучшую коррозионную стойкость при комнатной температуре, чем неокисленные сплавы FeCrAl (за исключением серной среды и контролируемой атмосферы).

Источник: http://tehnonagrev.ru/blog/raschet-parametrov-nagrevateley-iz-nikhroma-i-fekhrali/

Материалы для изготовления спиралей

Немаловажным моментом для получения хорошего вкуса и навала при изготовлении билдов является выбор материала, обладающего необходимым для вейпера техническими характеристиками. На сегодняшний день используются:

  • Нихром (Ni) – равномерно разогревается, обладает высокой пластичностью, стоит недорого;
  • Фехраль или Кантал (A1) – соотношение технические характеристики-цена делают его весьма востребованным среди вейперов, но при этом в режиме термоконтроля на нем парить не стоит – его линейные параметры разогревания колеблются, а это может отразится на качестве пара;
  • Нержавеющая сталь (SS) – материал, который разогревается очень быстро, имеет минимальное сопротивление (поэтому для мехмодов стоит использовать именно его) и может использоваться в режиме ТК;
  • Никель – достаточно дорогой материал, но его теххарактеристики радуют, хотя бытует мнение, что во время работы он выделяет вредные вещества;
  • Титан – материал дорогой, но отлично работает в режиме ТК.

Стоит сказать, что при выборе материала важно учесть не только его сопротивление в спирали, но и девайс, на котором она будет использоваться.

Источник: http://morepara.ru/kalkulyator

Ориентировать пропеллер

Основным компонентом системы координат гребного винта является цилиндр, на котором установлены гребные винты. Нарисуй этот объект. Периметр круговой плоскости используется как пропорциональный. От этой длины зависит только длина радиуса (p = 2pi (Radius)) круговой плоскости, нарисуйте радиус и обозначьте его как «R». Другая необходимая пропорциональная длина — это длина вдоль большой оси цилиндра, которая измеряет полный оборот гребного винта. Определите это и пометьте как «H».

Источник: http://kompanit.ru/formula-dliny-spirali-po-diametru/

Расчет веса и длины

Диаметр, мм.             

Толщина, мм.

Ширина, мм.

Длина, м.                    

Вес, кг.

Рассчитать

Источник: http://polymernagrev.ru/nagrev-v-proizvodstve/kalkulyator-rascheta-spirali-iz-nikhroma-i-fekhralya-dlya-nagrevateley/

Нарисуйте пропорциональный треугольник

Длина L полного оборота гребного винта будет гипотенузой прямоугольного треугольника, где кратчайшие размеры будут заданы H и периметром круговой плоскости цилиндра (2piR). Чтобы визуализировать пропорцию, представьте, что треугольник обернут вокруг поверхности цилиндра, полностью прикрепленного по периметру. Нарисуйте треугольник и обозначьте гипотенузу треугольника как L. Самая короткая сторона треугольника будет H, а оставшаяся часть представляет периметр, 2piR.

Источник: http://kompanit.ru/formula-dliny-spirali-po-diametru/

Калькулятор рассчета нагревателей из фехраля и нихрома

Для расчета нагревателя печи нужно задать значение его мощности, диаметр проволоки, напряжение сети, а также значение удельного сопротивления. Удельное сопротивление проволоки Суперфехраль (Х23Ю5Т-Н-ВИ) 1,39 Ом×мм²/м, Еврофехраль (Х27Ю5Т-Н-ВИ) — 1,44 Ом×мм²/м. Для нихрома — в среднем 1,1 Ом×мм²/м. Чтобы не было перекала проволоки, значение поверхностной нагрузки не должно превышать 1,4-1,6 Вт/см.

Расчет нагревателей из фехраля или нихрома

Более подробно о подборе и расчете нагревателей в печи для обжига можно почитать на нашем форуме: Расчет нагревателей-спиралей печи для обжига.

Спасибо разработчикам. Очень полезная, а главное, удобная вещь. Спасибо!

Здорово↨ Я бы такую програмку хотел бы на телефон и планшетник.

Ток и сопротивление не изменяются при изменении диаметра

Ошибочные данные выдает. при 30квт 4мм 380в должно быть 67 м а не 671м В 10 раз ошщибиться….

Скорее всего вы ввели в поле мощность не 30000 Вт, а 3000. При правильном вводе и удельном сопротивлении 1,1 получается 54.96 метра.

врет как сивый мерин прога чем больше Вт тем меньше провода хотел бы я 200000Вт получить на 3м провода аха-ха… внесите ясность в чем измеряете

Адрей, если возьмете 10 см провода, то мощность будет еще больше! Попробуйте засунуть его в розетку, и вы почувствуете всю мощь на собственном опыте))

Я Вам больше скажу, чем тоньше провод, тем меньше его нужно по расчётам мощность/сопротивление) Программа все правильно считает, ваша задача уменьшить поверхностную нагрузку.

Источник: http://imerica.ru/azy/raschet-nihromovoj-spirali-po-moshchnosti.html

Расчет греющей нихромовой и фехралевой спирали

Для того, чтобы произвести расчет параметров спиральных нагревательных элементов из проволоки высокого сопротивления, можно воспользоваться несколькими алгоритмами подсчетов. Наиболее простым и быстрым будет рассчитать все параметры по формулам без учета динамики значения сопротивления под влиянием высоких температур. Для начала рассмотрим этот метод.

Источник: http://heatle.ru/blog/raschet-greyushchey-nikhromovoy-i-fekhralevoy-spirali/

Таблица тепловой мощности, необходимой для различных помещений

(разница температуры внутри помещения и наружной температуры — 30°С)

тепл. мощн., кВт объём помещения при хорошей теплоизоляции (новое здание), м3 объём помещения при плохой теплоизоляции (старое здание), м3 площадь теплицы из теплоизолированного стекла и с двойной фольгой, м2 площадь теплицы из обычного стекла с фольгой, м2
5 70 ÷ 150 60 ÷ 110 35 18
10 150 ÷ 300 130 ÷ 220 70 37
20 320 ÷ 600 240 ÷ 440 140 74
30 650 ÷ 1000 460 ÷ 650 210 110
40 1050 ÷ 1300 650 ÷ 890 300 150
50 1350 ÷ 1600 900 ÷ 1100 370 180
60 1650 ÷ 2000 1150 ÷ 1350 440 220
75 2100 ÷ 2500 1400 ÷ 1650 550 280
100 2600 ÷ 3300 1700 ÷ 2200 740 370
125 3400 ÷ 4100 2300 ÷ 2700 920 460
150 4200 ÷ 5000 2800 ÷ 3300 1100 550
200 5000 ÷ 6500 3400 ÷ 4400 1480 740

Ответ на вопрос : КУДА УХОДИТ
ЛЕТО ТЕПЛО?

Источник: http://masterfibre03.ru/pechi-i-obogrevateli/raschet-mufelnoj-pechi.html

Расчет спирали из нихрома и фехраля

Существует несколько способов расчета греющих спиралей, рассмотрим для начала более простой метод, учитывающий только сопротивление материала, а потом включим в расчет еще и изменение сопротивления под воздействием темепературы.

Способ расчета спирали по сопротивлению материала

В данном способе все довольно просто. Нам нужны первоначальные данные, на основе которых мы будем проводить вычисления. Они включают в себя:

  • Мощность нагревательного элемента, который хотите получить

  • Напряжение, при котором спираль будет работать

  • Диаметр и тип проволоки, который имеется в наличии

Предположим, у нас имеется электроприбор, который должен работать с мощностью 12 Вт под напряжением 24 В. При этом мы используем проволоку из нихрома с сечением 0,2 мм.

Для вычислений нам потребуется самая элементарная формула из общеобразовательного курса физики:

Мощность (Р) = Напряжение (U) * Сила тока (I)

Отсюда

І = Р: U = 12 : 24 = 0,5 А

Теперь воспользуемся законом Ома для определения сопротивления:

Сопротивление (R ) = Напряжение (U)  * Сила тока (I) = 24/0,5 = 48 Ом

Теперь нам нужна формула для определения длины проводника:

Длина (L) = Площадь сечения (S) * Сопротивление (R)  / Плотность материала (ρ)

Как же  узнать сопротивление нихромовой проволоки?  Помочь в решении данной задачи нам помогут таблицы плотности материалов или формулы для вычисления значения. Итак, если у нас проволока имеет диаметр 0,2, значит площадь сечения по формуле будет 0,0314 мм2, сопротивление смотрим по таблице и получаем длину проволоки 1,3 м.

Но это все чисто теоретически, ведь мы не знаем, сможет ли выдержать проволока данного диаметра такой ток. Посмотрим таблицу, в ней указаны максимальные значения тока для проволоки определенного диаметра. В нашем случае это 0,65, значит наше значение 0,5 лежит в допустимых пределах.

Также не забывайте учесть среду, в которой будет работать нагреватель. Если вы греете жидкость, можно смело увеличивать силу тока вдвое, а если замкнутое пространство – наоборот, уменьшать.

Способ расчета спирали по температуре

Тот, способ, который мы описывали выше, является не очень точным по той причине, что нами не было взято в расчет изменение сопротивления резистивной проволоки при росте температуры. Поэтому его можно применять только для не слишком высоких температур до 200-250 градусов. Для высокотемпературных печей данный расчет будет совсем неточным, поэтому рассмотрим второй метод.

Возьмем муфельную печь отжига и определим объем камеры и нужную мощность. Помогут с вычислениями нам такие два правила.

  • Если объем печи меньше 50 литров, то подбираем мощность 100 Вт на литр

  • Если же объем печи больше 100 литров, мощность рассчитывается как 50-70 Вт на литр

Допустим, наша печь отжига имеет объем 50 литров, мощность тогда будет 5 кВт. Если напряжение в сети должно быть стандартные 220 В, то сила тока и сопротивление будет равны:

І = 5000:220 = 22,7 А

R = 220:22,7 = 9,7 Ом

Подключение звездой при напряжении 380 В потребует деления мощности на 3 фазы, тогда наша мощность для одной фазы будет равна 5кВт / 3 = 1,66 кВт

Подключение звездой предполагает, что на каждую из фаз будет подаваться напряжение питания 220 В, следовательно значения сопротивления и силы тока будет такими:

І = 1660/220 = 7,54 А

R = 220/7,54 = 29,1 Ом

Второй тип подключения ТЭНов для напряжения в 380 В «треугольник» предполагает подачу линейного напряжения в 380 В, поэтому мы получим:

І = 1660/380 = 4,36 А

R = 380/4,36 = 87,1 Ом

При помощи ниже указанных таблиц мы можем найти удельную поверхностную мощность нагревательного элемента и вычислить на его основе длину проволоки.

Поверхностная мощность = βэф*α(коэффициент эффективности)

В итоге, чтобы наша печь нагрелась до 1000 С, нагревательный элемент должен производить температуру в 1100 градусов. Возьмем таблицы и выберем соответствующие значения. Тогда получим:

  • Поверхностная мощность (Вдоп)=4,3∙0,2=0,86Вт/см2=8600 Вт/м2

  • Диаметр определяется по формуле d=3√((4*Rt*P2)/(π2*U2*Вдоп))

Rt – удельное сопротивление материала при нужной температуре берем из таблицы

Если наша спираль изготовлена из нихрома марки Х80Н20, Rt будет равняться 1,025. Значит Рт=1,13 * 106 * 1,025 = 1,15 * 106 Ом на мм

При подключении типа «звезда»: диаметр равен 1,23 мм, длина = 42 м

Если же мы проверим результат по упрощенной формуле L=R/(p*k)

Получим 29,1/(0,82*1,033)= 34 м

Из этого мы видим, что не учитывая температуру мы получаем совсем другое значение длины проволоки и более правильным является выбор второго метода.

Источник: http://polymernagrev.ru/nagrev-v-proizvodstve/kalkulyator-rascheta-spirali-iz-nikhroma-i-fekhralya-dlya-nagrevateley/

Применение нихромовой проволоки

Главное качество нихрома – это высокое сопротивление электрическому току. Оно определяет области применения сплава. Нихромовая спираль применяется в двух качествах — как нагревательный элемент или как материал для электросопротивлений электрических схем.

Для нагревателей используется электрическая спираль из сплавов Х20Н80-Н и Х15Н60-Н. Примеры применений:

  • бытовые терморефлекторы и тепловентиляторы;
  • ТЭНы для бытовых нагревательных приборов и электрического отопления;
  • нагреватели для промышленных печей и термооборудования.

Сплавы Х15Н60-Н-ВИ и Х20Н80-Н-ВИ, получаемые в вакуумных индукционных печах, используют в промышленном оборудовании повышенной надежности.

Спираль из нихрома марок Х15Н60, Х20Н80, Х20Н80-ВИ отличается тем, что его электросопротивление мало меняется при изменении температуры. Из нее изготавливают резисторы, соединители электронных схем, ответственные детали вакуумных приборов.

Источник: http://imerica.ru/azy/raschet-nihromovoj-spirali-po-moshchnosti.html

Устройство и ремонт электрического паяльника

Электрический паяльник – это ручной инструмент, предназначенный для скрепления между собой деталей посредством мягких припоев, путем разогрева припоя до жидкого состояния и заполнения ним зазора между спаиваемыми деталями.

Электрическая схема паяльника

Как видите на чертеже электрическая схема паяльника очень простая, и состоит всего из трех элементов: вилки, гибкого электропровода и нихромовой спирали.

Как видно из схемы, в паяльнике отсутствует возможность регулировки температуры нагрева жала.

И даже, если мощность паяльника выбрана правильно, то все равно не факт, что температура жала будет требуемой для пайки, так как длина жала со временем уменьшается за счет постоянной его заправки, припои тоже имеют разные температуры плавления.

Поэтому для поддержания оптимальной температуры жала паяльника приходится подключать его через тиристорные регуляторы мощности с ручной регулировкой и автоматическим поддержанием заданной температуры жала паяльника.

Устройство паяльника

Паяльник представляет собой стержень из красной меди, который нагревается спиралью из нихрома до температуры плавления припоя. Стержень паяльника делается из меди благодаря высокой ее теплопроводности.

Ведь при пайке нужно быстро передать жалу паяльника от нагревательного элемента тепло. Конец стержня имеет клиновидную форму, является рабочей частью паяльника и называется жалом. Стержень вставляется в стальную трубку, обернутую слюдой или стеклотканью.

На слюду намотана нихромовая проволока, которая служит нагревательным элементом.

Поверх нихрома намотан слой слюды или асбеста, служащий для снижения потерь тепла и электрической изоляции спирали из нихрома от металлического корпуса паяльника.

Концы нихромовой спирали соединены с медными проводниками электрического шнура с вилкой на конце. Для обеспечения надежности этого соединения концы нихромовой спирали согнуты и сложены вдвое, что снижает нагрев в месте соединения с медным проводом.

В дополнение соединение обжато металлической пластинкой, лучше всего обжим делать из алюминиевой пластины, которая имеет высокую теплопроводность и будет эффективнее отводить тепло от места соединения.

Для электрической изоляции на место соединения надевают трубки из термостойкого изоляционного материала, стеклоткани или слюды.

Медный стержень и нихромовая спираль закрывается металлическим корпусом, состоящим из двух половинок или сплошной трубки, как на фотографии. Корпус паяльника на трубке фиксируется накидными колечками. На трубку, для защиты руки человека от ожога, насаживается ручка из плохо провидящего тепло материала, дерева или термостойкой пластмассы.

При вставлении вилки паяльника в розетку электрический ток поступает на нихромовый нагревательный элемент, который нагревается и передает тепло медному стержню. Паяльник готов к пайке.

Маломощные транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, микросхемы и тонкие провода паяют паяльником мощностью 12 Вт. Паяльники 40 и 60 Вт служат для пайки мощных и крупногабаритных радиодеталей, толстых проводов и небольших деталей. Для пайки крупных деталей, например, теплообменников газовой колонки, потребуется уже паяльник мощностью сто и более Вт.

Напряжение питания паяльников

Электрические паяльники выпускаются рассчитанные на напряжение питающей сети 12, 24, 36, 42 и 220 В, и этому есть свои причины. Главной, является безопасность человека, второй – напряжение сети в месте выполнена паяльных работ.

В производстве, где все оборудование заземлено и имеется высокая влажность, разрешено использовать паяльники напряжением не более 36 В, при этом корпус паяльника должен быть обязательно заземлен.

Бортовая сеть у мотоцикла имеет напряжение постоянного тока 6 В, легкового автомобиля – 12 В, грузового – 24 В. В авиации используют сеть частотой 400 Гц и напряжением 27 В.

Есть и конструктивные ограничения, например, паяльник мощностью 12 Вт сложно сделать на питающее напряжение 220 В, так как спираль потребуется мотать из очень тонкого провода и поэтому намотать много слоев, паяльник получится большим, не удобным для мелкой работы. Так как обмотка паяльника намотана из нихромовой проволоки, то питать его можно как переменным, так и постоянным напряжением. Главное чтобы напряжение питания соответствовало напряжению, на которое рассчитан паяльник.

Мощность нагрева паяльников

Мощностью электрические паяльники бывают 12, 20, 40, 60, 100 Вт и больше. И это тоже не случайно. Для того, чтобы припой при пайке хорошо растекался по поверхностям спаиваемый деталей, их нужно прогреть до температуры чуть большей, чем температура плавления припоя.

При контакте с деталью тепло передается от жала к детали и температура жала падает. Если диаметр жала паяльника не достаточный или мощность нагревательного элемента мала, то отдав тепло, жало не сможет нагреться до заданной температуры, и паять будет невозможно.

В лучшем случае получится рыхлая и не прочная пайка.

Более мощным паяльником можно паять маленькие детали, но возникает проблема недоступности к месту пайки.

Как, например, запаять в печатную плату микросхему с шагом ножек 1,25 мм жалом паяльника размером в 5 мм? Правда есть выход, на такое жало навивают несколько витков медного провода диаметром 1мм и концом уже этого провода паяют. Но громоздкость паяльника делают работу практически не выполнимой.

Источник: http://imerica.ru/azy/raschet-nihromovoj-spirali-po-moshchnosti.html

Расчет нагревателя из нихрома

Если домашнему мастеру по характеру выполняемых им работ необходима муфельная печь, то он, конечно, может приобрести готовый прибор в магазине или по объявлениям. Однако, стоит подобное оборудование заводского производства — весьма недешево. Поэтому многие умельцы берутся за изготовление таких печей самостоятельно. Калькуляторы расчета нагревателя муфельной печи.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах. По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Электропечь своими all-audio.proАТЕЛИ

Источник: http://masterfibre03.ru/pechi-i-obogrevateli/raschet-mufelnoj-pechi.html

Расчет обогревателей. Расчет нихромовой спирали. Мы готовы изготовить для вас нихромовую спираль Расчет нагревателей для электропечей

Нихромовая катушка представляет собой нагревательный элемент с проволочной обмоткой для компактного размещения. Проволока изготовлена ​​из нихрома — прецизионного сплава, основными компонентами которого являются никель и хром. «Классический» состав этого сплава — 80% никеля, 20% хрома. Состав названий этих металлов образовал название, обозначающее группу хромоникелевых сплавов — «нихром».

Самые известные марки нихрома — Х20Н80 и Х15Н60 … Первая из них близка к «классике». Он содержит 72-73% никеля и 20-23% хрома. Второй предназначен для снижения стоимости и улучшения обрабатываемости проволоки. В нем снижено содержание никеля и хрома — до 61% и до 18% соответственно. Зато количество железа увеличилось — 17-29% против 1,5 у X20H80.

На основе этих сплавов получены их модификации с повышенной живучестью и стойкостью к окислению при высоких температурах.Это марки Х20Н80-Н (-Н-ВИ) и Х25Н60 (-Н-ВИ). Они используются для нагревательных элементов, контактирующих с воздухом. Рекомендуемая максимальная температура эксплуатации — от 1100 до 1220 ° С

Применение нихромовой проволоки

Основное качество нихрома — высокое сопротивление электрическому току … Это определяет области применения сплава. Нихромовая спираль используется в двух качествах — как нагревательный элемент или как материал для электрического сопротивления электрических цепей.

Применяется для нагревателей спираль из сплавов Х20Н80-Н и Х15Н60-Н. Примеры применения:

  • бытовые термоотражатели и тепловентиляторы;
  • Нагревательные элементы для бытовых отопительных приборов и электрического отопления;
  • Нагреватели для промышленных печей и теплового оборудования.

Сплавы Х25Н60-Н-ВИ и Х30Н80-Н-ВИ, полученные в индукционных вакуумных печах, с повышенной надежностью используются в промышленном оборудовании.

Нихромовая спираль марок Х15Н60, Х20Н80 , Х30Н80-ВИ отличается тем, что его электрическое сопротивление мало изменяется с температурой.Из него делают резисторы, разъемы. электронные схемы, ответственные части вакуумных устройств.

Как намотать нихромовую спираль

Резистивная или нагревательная спираль можно изготовить в домашних условиях. Для этого понадобится проволока из нихрома подходящей марки и правильный расчет необходимой длины.

На этой странице мы рассмотрим справочную информацию о материалах, которые используются для изготовления электронагревателей, а также приведем примеры расчета нихромовых нагревателей для электропечей.

Материалы для обогревателей

Нагреватели являются наиболее важной частью печи и должны отвечать многим требованиям.

  • Термостойкость и жаростойкость. Проволочные нагреватели должны обладать хорошей термостойкостью (стойкостью металла или сплава при высоких температурах к газовой коррозии), а также высокой термостойкостью.
  • Низкий температурный коэффициент сопротивления. Этот фактор важен при выборе материала. Низкий коэффициент говорит о том, что даже когда материал нагревается, его электрическое сопротивление изменяется очень мало.Например, если этот температурный коэффициент большой, то для включения печи в холодном состоянии необходимо в начальный момент использовать пониженные трансформаторы напряжения.
  • Высокое электрическое сопротивление. Этой характеристикой должен обладать нагреватель в электропечи. Чем выше значение сопротивления, тем сильнее может нагреваться материал и тем короче он должен быть. Чем больше диаметр нагревательной проволоки, тем больше срок ее службы. Материалы с очень высоким электрическим сопротивлением — это прецизионные хромоникелевые сплавы и, и.
  • Хорошие технологические свойства. Материалы должны обладать хорошей пластичностью, свариваемостью, т. К. Из них делают: проволоку, ленты, нагревательные элементы сложной формы.
  • Постоянные физические свойства. Ни один из них нельзя менять при высоких температурах в течение длительного времени.

Нихром и фехраль, обладающие высоким электрическим сопротивлением, лучше всего подходят для производства электронагревателей для электропечей. Подробнее о марках и их свойствах см. ГОСТ 10994-74.

Марки нихрома, пригодные для изготовления обогревателей:

Марки Fehrali подходят для изготовления обогревателей :.

Также железо — хромоникелевые сплавы: Х37Н70ЮЗ, Х25Н60Ю3.

Все эти сплавы обладают описанными выше характеристиками. Например, высокая термостойкость обеспечивается за счет образовавшейся на поверхности пленки оксида хрома.

Сравните нихром и фехраль

Достоинства нихрома:

  • Отличные механические свойства при всех температурах;
  • сопротивление ползучести;
  • Дуктильный и хорошо управляется;
  • Обладает отличной свариваемостью;
  • не стареет;
  • немагнитный.

Достоинства Fehrali:

  • имеет более низкую цену, чем нихром, так как в его составе нет дорогого никеля;
  • Фехраль Х23Ю5Т имеет лучшую термостойкость, чем нихром. Проволока фехраль толщиной 6 мм может работать при 1400 ° С.

Недостатки нихрома:

  • Дороже фехраля, так как основной компонент никель дорогой;
  • Рабочая температура ниже, чем у Фехрали.

Недостатки Фехрали:

  • сплав более хрупкий, особенно при температурах около 1000 ° С и более;
  • Низкое сопротивление ползучести;
  • Сплав магнитный, так как содержит железо.Фехраль также ржавеет во влажной среде.
  • Взаимодействует с оксидами железа и шамотной футеровкой;
  • Нагреватели Fechral удлиняются во время работы.

Также существуют сплавы Х37Н70ЮЗ и Х25Н60Ю3, содержащие 3% алюминия. Этот элемент позволяет повысить жаропрочность сплавов. Эти сплавы не работают с оксидами железа и шамотом. Они не хрупкие, прочные и хорошо работают. Максимальная рабочая температура — 1200 ° С.

Нагреватели также изготавливаются из тугоплавких металлов или неметаллов (уголь, дисилицид молибдена, графит, карборунд).Дисилицид молибдена и карборунд используются для нагревателей в высокотемпературных печах. Нагреватели из графита и угля используются в печах с защитной атмосферой.

Часто используемые тугоплавкие металлы: тантал, молибден, ниобий, вольфрам. Вольфрам и молибден используются в печах с защитной атмосферой, а также в высокотемпературных вакуумных печах. Молибденовые нагреватели используются в вакууме до 1700 ° C и в защитной атмосфере при температуре до 2200 ° C. Особенностью этого является то, что молибден начинает испаряться при температуре 1700 ° C (вакуум).При этом могут работать вольфрамовые нагреватели. до 3000 ° С. Ниобий и тантал очень редко используются для производства обогревателей.

Расчет ТЭНов для электропечей

При расчете нагревателей для электропечей учитываются следующие исходные данные:

  • объем рабочего пространства печи;
  • мощность нагревателей;
  • максимальная температура (необходимая для осуществления технологического процесса: закалка, отпуск, спекание).

Важно: При отсутствии данных о мощности печи, то она рассчитывается по практическому правилу. Вам необходимо знать: длину и диаметр провода, либо длину и площадь сечения ленты, утеплителя.

Рассмотрим один из самых популярных сплавов для производства ТЭНов — нихром Х20Н80.

Простой расчет длины и диаметра нагревательной проволоки для конкретной мощности печи. С одной маленькой особенностью.

Пример. Проволока нихромовая Х20Н80.

Исходные данные:

  • Мощность устройства P = 1,5 кВт = 1500 Вт.
  • Максимальная температура, до которой будет нагреваться ТЭН, составляет 900 ° C.
  • Напряжение U = 220 В.
  1. Сила тока определяется следующим образом:
  1. Сопротивление нагревателя определяется следующим образом:

  1. Сила тока играет ключевую роль при выборе диаметра проволоки нихромового нагревателя.По таблице ниже подбираем необходимый диаметр. В нашем примере Ток = 6,8181 А, а температура нагревателя = 900 ° С, тогда диаметр провода будет — d = 0,55 мм, и, соответственно, сечение будет S = 0,238 мм2.

У нас такие значения потому, что провод выбран такой, который имеет допустимую силу тока. Что, в свою очередь, меньше расчетной силы тока. То есть выбираем провод из нихрома с ближайшим более высоким значением допустимого тока.

Примечание:

При условии нахождения нихромового нагревателя внутри греющей жидкости допустимый ток увеличивают на 10-50%.

Если нагреватель находится в закрытом положении, то допустимая сила тока уменьшается на 20% для толстой проволоки и на 50% для тонкой проволоки.

  1. Определение длины провода.

Р — электрическое сопротивление, Ом,

p — удельное электрическое сопротивление материала, Ом мм2 / м,

л — длина каменки, м,

S — площадь поперечного сечения, мм2.

Исходя из приведенной выше формулы, получаем, что длина нагревателя рассчитывается следующим образом:

В этом примере использовалась проволока диаметром d = 0,55 мм.

Номинальное значение удельного электрического сопротивления провода Х20Н80 берется с таблички 2 по ГОСТ 12766.1-90 и имеет значение ρ = 1,1 Ом мм2 / м.

Результат расчетов показал, что при условиях:

мощность устройства P = 1.5 кВт = 1500 Вт;

температура нагревателя 900 ° С;

нихромовая проволока нужна с выемкой 6,91 м и диаметром 0,55 мм.

стол 2

Подробный расчет длины и диаметра нихромовой проволоки для нагревателей конкретной печи.

Вот сложный расчет, который учитывает: дополнительные параметры обогревателей, различные варианты их подключения к трехфазной сети.

Расчет основан на внутреннем объеме печи.

  1. Объем камеры рассчитывается по известной формуле:

Возьмем для примера:

  • высота h = 490 мм,
  • ширина камеры d = 350 мм,
  • глубина камеры l = 350 мм.

Получится объем:

  1. Мощность печи рассчитывается по практическому правилу: электропечи объемом от 10 до 50 литров имеют удельную мощность около 100 Вт / л, печи объемом 100-500 литров — соответственно мощность от 50 до 70 Вт / л..

В нашем примере удельная мощность печи будет — 100 Вт / л.

Исходя из этого мощность нихромового обогревателя должна быть:

Важно!

Нагреватели мощностью 5-10 кВт изготавливаются однофазными. При мощности выше 10 кВт нагреватели делают трехфазными.

  1. Сила тока, проходящего через нагреватель, рассчитывается по формуле:

P — мощность нихромового нагревателя,

U — напряжение.

Сопротивление нагревателя рассчитывается по формуле:

Если нагреватель подключен к одной фазе, то U = 220 В, если к трехфазному, то U = 220 В будет между нулем и любой другой фазой, или U = 380 В будет между двумя фазами.

Однофазный ток (бытовая сеть)

— сила тока на проводе нагревателя.

— сопротивление нагревателя печи.

При трехфазном подключении нагрузка равномерно распределяется по трем фазам, то есть 6 делятся на 3, и вы получаете 2 кВт на каждую фазу.Из этого следует, что нам потребуется 3 ТЭНа по 2 кВт каждый.

Есть два способа подключить сразу три обогревателя. «ТРЕУГОЛЬНИК» и «ЗВЕЗДА».

Подключение «ЗВЕЗДА» означает подключение каждого нагревателя между нулевой и своей фазой (рис. 2). В этом случае напряжение U = 220 В.

Сила тока:

Сопротивление:

Рис. 1 Подключение «ЗВЕЗДА» в трехфазную сеть

Подключение «ТРЕУГОЛЬНИК» подразумевает расположение нагревателя между двумя фазами (рис.3). Отсюда следует, что напряжение U = 380 В.

Сила тока:

Сопротивление:

Рис. 2 Подключение «ТРЕУГОЛЬНИК» в трехфазной сети

  1. Определив сопротивление нихромового нагревателя, нужно рассчитать его диаметр и длину.

Также необходимо проанализировать удельную поверхностную мощность провода (мощность, которая выделяется с 1 см2 площади поверхности).Эта мощность зависит от конструкции самого нагревателя и температуры нагреваемого материала.

С однофазным подключением, на 60 литров. сопротивление духовки: R = 8,06 Ом.

Берем проволоку Х20Н80 диаметром d = 1 мм.

Чтобы получить сопротивление, нам нужно рассчитать длину:

ρ — номинальное значение электрического сопротивления провода длиной 1 метр по ГОСТ 12766.1-90, (Ом / м).

Требуемый кусок нихромовой проволоки будет иметь массу:

.

мкм — масса 1 метра нихромовой проволоки.

Площадь поверхности провода длиной l = 5,7 метра рассчитывается по формуле:

л — длина в сантиметрах.

d — диаметр в сантиметрах.

По расчетам мы выяснили, что площадь поверхности провода — 179 см2, излучает 6 кВт. Таким образом, 1 см2 площади провода дает мощность:

β — поверхностная мощность нагревательного провода.

В этом примере мы получили слишком большую поверхностную мощность провода, из-за чего нагреватель просто расплавится при нагревании до такой температуры, которая необходима для получения поверхностной мощности.Эта температура обязательно будет выше точки плавления нихрома. Данный пример расчета показывает неправильный выбор диаметра нагревательной проволоки для изготовления нагревателя.

Каждый материал имеет собственное допустимое значение поверхностной мощности в зависимости от температуры. Значение взято из таблиц.

Высокотемпературные печи (700-800 ° C) имеют допустимую удельную мощность (Вт / м2), которая рассчитывается по формуле:

βэф — поверхностная мощность в зависимости от температуры теплопоглощающей среды, (Вт / м2).

α — коэффициент полезного действия излучения.

Табл. 4

Печь низкотемпературная (200 — 300 ° С), имеет допустимую удельную мощность (4 — 6) × 104 Вт / м2.

Предположим, что температура нашего нагревателя составляет 1000 ° C, а нам нужно нагреть обычную заготовку до 700 ° C. Затем из таблицы. 3 приняты

βэф = 8,05 Вт / см2,

и мы ожидаем:

  1. Далее вам нужно рассчитать диаметр проволочного нагревателя или толщину и ширину ленточного нагревателя и, конечно же, длину нагревателя.

Диаметр определяется по формуле:

d — диаметр, м;

U — напряжение на концах нагревателя, В;

П — мощность, Вт;

βadd — допустимая удельная мощность, Вт / м2.

ρt — удельное сопротивление материала при определенной температуре, Ом · м;

ρ20 — удельное электрическое сопротивление материала при температуре 20 ° С, Ом · м.

k — поправочный коэффициент, который используется для расчета изменения электрического сопротивления в зависимости от температуры.

Длина нихромовой проволоки определяется следующим образом:

л — длина, м.

Удельное электрическое сопротивление Х20Н80 —

Однофазный ток (бытовая сеть)

Глядя на предыдущие расчеты, стало ясно, что для духовки объемом 60 литров, подключенной к однофазной сети:

U = 220 В, P = 6000 Вт, допустимая поверхностная мощность βadm = 1,6 × 104 Вт / м2. Подставляя эти числа в формулу, получаем толщину проволоки.

Эта толщина округлена до ближайшего типоразмера, который находится в пластине 8 по ГОСТ 12766.1-90.

Приложение 2, табл. 8.

В нашем примере диаметр проволоки из формулы округлен до d = 2,8 мм.

У обогревателя будет эта длина


Для нашего примера потребуется провод длиной l = 43 м.

Иногда нужно еще узнать массу всего нужного вам провода.

Для этого есть формула:

м — масса нужного нам отрезка проволоки, кг;

л — длина, м.

мкм — удельный вес (1 м проволоки), кг / м;

Расчет показал, что наша нихромовая проволока будет иметь массу m = 43 × 0,052 = 2,3 кг.

Наш пример расчета позволяет определить минимальный диаметр проволоки, необходимый для нагревателя при определенных условиях. Этот способ самый экономичный и оптимальный. Конечно, можно использовать проволоку и большого диаметра, но тогда ее количество обязательно увеличится.

Экзамен

Расчет нихромовой проволоки можно проверить.

Получили проволоку диаметром d = 2,8 мм. Длина рассчитывается следующим образом:

л — длина, м;

ρ — номинальное значение электрического сопротивления провода длиной 1 м, Ом / м.

Р — сопротивление, Ом;

к — поправочный коэффициент электрического сопротивления в зависимости от температуры;

Расчет показал, что полученная длина провода совпадает с длиной, полученной в другом расчете.

Для проверки поверхностной мощности и сравнения с допустимой мощностью. В соответствии с п. 4.

и не превышает допустимого βдоп = 1,6 Вт / см2.

Результат

В нашем примере нам потребуется 43 метра нихромовой проволоки марки Х20Н80 диаметром d = 2,8 мм. Вес проволоки — 2,3 кг.

Трехфазный ток (промышленная сеть)

Находим длину и диаметр проволоки, которая необходима для производства ТЭНов.

Подключение к трехфазному току по типу «ЗВЕЗДА».

У нас есть 3 обогревателя, на каждый из которых требуется 2 кВт мощности.

Находим длину, диаметр и массу только одного нагревателя.

Ближайший стандартный размер побольше d = 1,4 мм.

Длина, l = 30 метров.

Масса нагревателя

Проверка

При диаметре нихромовой проволоки d = 1,4 мм рассчитываем длину

Длина почти такая же, как в приведенном выше расчете.

Поверхностная мощность провода

Общее количество

У нас есть три одинаковых нагревателя, подключенных по типу «ЗВЕЗДА», и для них вам необходимо:

l = 30 × 3 = 90 метров провода массой m = 0,39 × 3 = 1,2 кг.

Подключение к трехфазному току типа «ТРЕУГОЛЬНИК». (рис. 3)

Сравнивая полученное нами значение, ближайший большой типоразмер, d = 0,95 мм.

Один нагреватель будет иметь длину l = 43 метра.

Масса нагревателя

Расчетный чек

При диаметре проволоки d = 0,95 мм рассчитываем длину проволоки:

Значения длины провода в обоих расчетах практически одинаковы.

Наземная мощность составит:

и не превышает допустимого значения.

Обобщить

Для подключения трех ТЭНов по схеме «ТРЕУГОЛЬНИК» необходимо:

l = 43 × 3 = 129 метров проволоки массой

м = 0.258 × 3 = 0,8 кг.

Суммируя результаты для обоих типов подключения «ЗВЕЗДА» и «ТРЕУГОЛЬНИК» по трем фазам, получаем интересные данные.

Для «ЗВЕЗДЫ» нужна проволока диаметром d = 1,4 мм, а для «ТРЕУГОЛЬНИКА» диаметром d = 0,95 мм

Длина провода для схемы «ЗВЕЗДА» составит 90 метров при массе 1,2 кг, а для схемы «ТРЕУГОЛЬНИК» — 129 метров при массе 0,8 кг, то есть 800 г.

Для работы нихромовая проволока наматывается по спирали.Диаметр спирали принимаем равным:

для хромоникелевых сплавов.

— для хрома-алюминия.

D — диаметр спирали, мм.

d — диаметр проволоки, мм.

Для исключения перегрева спираль растягивается до такой степени, что расстояние между витками в 1,5-2 раза больше диаметра самой нихромовой проволоки.

Смотрели информацию по электронагревателям, примеры по расчету проволочных нагревателей для электрических духовок.

Также стоит помнить, что помимо проволоки в качестве утеплителей может использоваться лента. Помимо выбора размера провода стоит учитывать материал, тип, расположение утеплителя.

Намотка нихромовой катушки для дальнейшего нагрева осуществляется в основном методом проб и ошибок. После намотки на нагревательный элемент подается напряжение и необходимое количество витков определяется тем, как нагревается провод.

Этот процесс может занять много времени. Следует помнить, что нихром способен терять свои характеристики при большом количестве изгибов.Проволока быстро выгорит в местах деформации. В конечном итоге может оказаться, что хороший материал превратится в металлолом.

Для правильного расчета нихромовой спирали обычно используются специальные таблицы, где удельное сопротивление нихромовой проволоки = (Ом мм2 / м). Но в этих таблицах данные отображаются для напряжения 220В. Для работы ТЭНа в промышленных условиях расчет придется провести самостоятельно, подставив имеющиеся данные.

По табличным данным можно точно определить длину обмотки и расстояние между витками.В зависимости от диаметра проволоки и диаметра стержня нихромовой обмотки легко будет пересчитать длину спирали для работы при другом напряжении. Здесь нужно использовать простую математическую пропорцию.

Например, если вам нужно рассчитать длину спирали на напряжение 380 В, используя провод диаметром Ø 0,6 мм и сердечник для намотки Ø 6 мм. В таблице видно, что длина спирали при напряжении 220 В должна составлять 30 см.Далее рассчитываем по следующему соотношению:

220 В — 30 см
380 В — X см

Исходя из этих данных:

X = 380 30/220 = 52 см

После того, как спираль уже была намотана , его следует подключить к энергоносителю и убедиться в правильности обмотки. Это не повреждает намотанный провод. Для змеевика в закрытом нагревателе длина намотки должна быть на 1/3 больше значений, приведенных в таблице.

Расчет нагревательного элемента из нихромовой проволоки

Длина проволоки определяется исходя из необходимой мощности.

В качестве примера проведем следующие расчеты на основе имеющихся индикаторов.

Если домашнему мастеру в силу характера выполняемых им работ необходима муфельная печь, то, конечно, готовый прибор он может приобрести в магазине или через рекламу. Однако стоит такое заводское оборудование довольно дорого. Поэтому многие мастера берутся за изготовление таких духовых шкафов своими силами.

Основным «рабочим узлом» муфельной электропечи является нагреватель, который в кустарных условиях обычно изготавливается в виде спирали из специальной проволоки с высоким сопротивлением и термическим КПД.Его характеристики должны строго соответствовать мощности создаваемого оборудования, предполагаемым температурным условиям эксплуатации, а также удовлетворять еще некоторым требованиям. Если планируется самостоятельное изготовление устройства, то советуем применить предложенный ниже алгоритм и удобные калькуляторы расчета нагревателя муфельной печи.

Расчет требует пояснений, которые мы постараемся изложить как можно более четко.

Алгоритм и калькуляторы расчета нагревателя муфельной печи

Из чего сделаны нагревательные спирали?

Для начала несколько слов о проводе для намотки нагревательных спиралей.Обычно для таких целей используют нихром или фехраль.

  • Нихром (от сокращений никель + хром) чаще всего представлен сплавами Х30Н80-Н, Х25Н60 или Х25Н60-Н.

Муфельная печь цена

печь муфельная

Ее сан :

— высокий запас прочности при любых температурах нагрева;

— пластик, легко поддается обработке, сваривается;

— прочность, коррозионная стойкость, отсутствие магнитных свойств.

недостатки :

— высокая цена;

— более низкие скорости нагрева и жаростойкость по сравнению с фехралевым.

  • Фехралевая (от сокращений феррум, хром, алюминий) — в наше время чаще используется материал из сплава Х23Ю 5Т.

Достоинство фехраль:

— намного дешевле нихрома, за счет чего, в основном, материал пользуется широкой популярностью;

— имеет более значительные показатели сопротивления и резистивного нагрева;

— высокая термостойкость.

недостатки :

— низкая прочность, и даже после однократного нагрева свыше 1000 градусов — выраженная хрупкость спирали;

— не выдающаяся прочность;

— наличие магнитных свойств, подверженность коррозии из-за наличия в составе железа;

— ненужная химическая активность — способна реагировать с материалом шамотной футеровки печи;

— чрезмерное тепловое линейное расширение.

Каждый из мастеров волен выбирать любой из перечисленных материалов, анализируя их плюсы и минусы. Алгоритм расчета учитывает особенности такого выбора.

Шаг 1 — определение мощности печи и тока, протекающего через нагреватель.

Чтобы не вдаваться в ненужные подробности, сразу скажем, что существуют эмпирические нормы соответствия объема рабочей камеры муфельной печи и ее мощности.Они показаны в таблице ниже:

Если есть эскизы конструкции будущего устройства, то объем муфельной камеры определить несложно — произведение высоты, ширины и глубины. Затем объем переводится в литры и умножается на рекомендованные значения мощности, указанные в таблице. Итак, получаем мощность печи в ваттах.

Табличные значения находятся в некоторых диапазонах, поэтому используйте интерполяцию или используйте приблизительное среднее значение.

Найденная мощность при известном сетевом напряжении (220 вольт) позволяет сразу определить силу тока, который будет проходить через нагревательный элемент.

I = P / U.

I — сила тока.

R — мощность муфельной печи указанная выше;

У — напряжение питания.

Весь этот первый шаг расчета может быть выполнен очень легко и быстро с помощью калькулятора: все значения таблицы уже введены в программу расчета.

Калькулятор мощности муфельной печи и тока нагревателя

Укажите требуемые значения и нажмите
«РАССЧИТАТЬ МОЩНОСТЬ ПЕЧИ И ТОК НА ОБОГРЕВАТЕЛЕ»

РАЗМЕРЫ КАМЕРЫ МУФЕЛЬНОЙ ПЕЧИ

Высота, мм

Ширина, мм

Глубина мм

Шаг 2 — Определение минимального сечения провода для наматывания спирали

Любой электрический проводник ограничен в своих возможностях.Если через него пропустить ток больше допустимого, он просто перегорит или оплавится. Поэтому следующим шагом в расчетах будет определение минимально допустимого диаметра проволоки для спирали.

Определить можно по таблице. Исходные данные — это рассчитанная выше сила тока и расчетная температура нагрева катушки.

D (мм) S (мм²) Температура нагрева спирали проволоки, ° C
Максимально допустимый ток, А
5 19.6 52 83 105 124 146 173 206
4 12,6 37 60 80 93 110 129 151
3 7,07 22,3 37,5 54,5 64 77 88 102
2.5 4,91 16,6 27,5 40 46,6 57,5 66,5 73
2 3,14 11,7 19,6 28,7 33,8 39,5 47 51
1,8 2,54 10 16,9 24,9 29 33,1 39 43.2
1,6 2,01 8,6 14,4 21 24,5 28 32,9 36
1,5 1,77 7,9 13,2 19,2 22,4 25,7 30 33
1,4 1,54 7,25 12 17,4 20 23.3 27 30
1,3 1,33 6,6 10,9 15,6 17,8 21 24,4 27
1,2 1,13 6 9,8 14 15,8 18,7 21,6 24,3
1,1 0,95 5,4 8,7 12,4 13.9 16,5 19,1 21,5
1 0,785 4,85 7,7 10,8 12,1 14,3 16,8 19,2
0,9 0,636 4,25 6,7 9,35 10,45 12,3 14,5 16,5
0,8 0,503 3,7 5.7 8,15 9,15 10,8 12,3 14
0,75 0,442 3,4 5,3 7,55 8,4 9,95 11,25 12,85
0,7 0,385 3,1 4,8 6,95 7,8 9,1 10,3 11,8
0,65 0.342 2,82 4,4 6,3 7,15 8,25 9,3 10,75
0,6 0,283 2,52 4 5,7 6,5 7,5 8,5 9,7
0,55 0,238 2,25 3,55 5,1 5,8 6,75 7,6 8,7
0.5 0,196 2 3,15 4,5 5,2 5,9 6,75 7,7
0,45 0,159 1,74 2,75 3,9 4,45 5,2 5,85 6,75
0,4 0,126 1,5 2,34 3,3 3,85 4,4 5 5.7
0,35 0,096 1,27 1,95 2,76 3,3 3,75 4,15 4,75
0,3 0,085 1,05 1,63 2,27 2,7 3,05 3,4 3,85
0,25 0,049 0,84 1,33 1,83 2,15 2.4 2,7 3,1
0,2 0,0314 0,65 1,03 1,4 1,65 1,82 2 2,3
0,15 0,0177 0,46 0,74 0,99 1,15 1,28 1,4 1,62
0,1 0,00785 0,1 0,47 0.63 0,72 0,8 0,9 1
D — диаметр нихромовой проволоки, мм
S — площадь поперечного сечения нихромовой проволоки, мм²

Как сила тока, так и температура взяты как можно ближе, но всегда с более высоким значением. Например, при планируемом нагреве в 850 градусов следует ориентироваться на 900.И, например, при силе тока в этом столбце равной 17 ампер берется самый большой ближайший — 19,1 А. В двух левых столбцах сразу определяется минимально возможный провод — его диаметр и площадь сечения.

Можно использовать более толстую проволоку (иногда она становится обязательной — о таких случаях речь пойдет ниже). Но меньше нельзя, так как обогреватель просто сгорит в рекордные сроки.

Шаг 3 — Определение необходимой длины провода для наматывания спирального нагревателя

Мощность, напряжение и ток известны.Обозначен диаметр проволоки. То есть можно по формулам электрического сопротивления определить длину проводника, которая создаст необходимый резистивный нагрев.

L = (U / I) × S / ρ

ρ — удельное сопротивление нихромового проводника, Ом × мм² / м;

L — длина жилы, м ;

S — сечение жилы, мм².

Как видите, потребуется другое табличное значение — удельное сопротивление материала на единицу площади поперечного сечения и длины жилы.Данные, необходимые для расчета, представлены в таблице:

Марка нихрома, из которого изготовлена ​​проволока Диаметр проволоки, мм Величина удельного сопротивления, Ом × мм² / м
Х23Ю5Т независимо от диаметра 1,39
Х30Н80-Н 0,1 ÷ 0,5 включительно 1,08
0,51 ÷ 3,0 включительно 1.11
более 3 1,13
Х15Н60
или
Х25Н60-Н
0,1 ÷ 3,0 включительно 1,11
более 3 1,12

Расчет покажется еще проще, если вы воспользуетесь нашим калькулятором:

Калькулятор длины спиральной проволоки

Введите требуемые значения и нажмите
«РАССЧИТАТЬ ДЛИНУ НАГРЕВАТЕЛЬНОГО ПРОВОДА»

Расчетное ранее значение силы тока, А

Сечение провода, мм²

Марка сплава и диаметр проволоки

Нередко проволока нихромовая иловая фехраль продается не метрами, а развесом.Это означает, что необходимо будет перевести длину в ее массовый эквивалент. Сделать такой перевод поможет следующая таблица:

Диаметр проволоки, мм Вес погонный, G Длина 1 кг, м
Х20Н80 Х15Н60 ХН70Ю Х20Н80 Х15Н60 ХН70Ю
0.6 2,374 2,317 2,233 421,26 431,53 447,92
0,7 3,231 3,154 3,039 309,5 317,04 329,08
0,8 4,22 4,12 3,969 236,96 242,74 251,96
0,9 5,341 5.214 5,023 187,23 191,79 199,08
1 6,594 6,437 6,202 151,65 155,35 161,25
1,2 9,495 9,269 8,93 105,31 107,88 111,98
1,3 11,144 10,879 10,481 89.74 91,92 95,41
1,4 12,924 12,617 12,155 77,37 79,26 82,27
1,5 14,837 14,483 13,953 67,4 69,05 71,67
1,6 16,881 16,479 15,876 59,24 60,68 62.99
1,8 21,365 20,856 20,093 46,81 47,95 49,77
2 26,376 25,748 24.806 37,91 38,84 40,31
2,2 31,915 31,155 30,015 31,33 32,1 33,32
2,5 41.213 40,231 38,759 24,26 24,86 25,8
2,8 51,697 50,466 48,62 19,34 19,82 20,57
3 59,346 57,933 55,814 16,85 17,26 17,92
3,2 67,523 65,915 63.503 14,81 15,17 15,75
3,5 80,777 78,853 75,968 12,38 12,68 13,16
3,6 85,458 83,424 80,371 11,7 11,99 12,44
4 105,504 102,992 99,224 9,48 9.71 10,08
4,5 133,529 130,349 125,58 7,49 7,67 7,96
5 164,85 160,925 155,038 6,07 6,21 6,45
5,5 199,469 194,719 187,595 5,01 5,14 5,33
5.6 206,788 201,684 194,479 4,84 4,95 5,14
6 237,384 231,732 223,254 4,21 4,32 4,48
6,3 261,716 255,485 246,138 3,82 3,91 4,06
6,5 278,597 271.963 262.013 3,59 3,68 3,82
7 323.106 315,413 303,874 3,09 3,17 3,29
8 422.016 411,968 396,896 2,37 2,43 2,52
9 534.114 521,397 502,322 1.87 1,92 1,99
10 659,4 643,7 620,15 1,52 1,55 1,61

Шаг 4 — Проверка соответствия допустимой удельной поверхностной мощности расчетного нагревателя допустимому значению

Обогреватель либо не справится со своей задачей, либо будет работать на грани возможностей и поэтому быстро сгорит, если его удельная мощность на поверхности выше допустимого значения.

Поверхностная плотность мощности — это количество тепловой энергии, которое необходимо получить на единицу площади поверхности нагревателя.

Прежде всего, определяем допустимое значение этого параметра. Это выражается следующим соотношением:

βадд = βэф × α

βadd — допустимая удельная поверхностная мощность нагревателя, Вт / см²

βэф — эффективная удельная поверхностная мощность в зависимости от температурного режима работы муфельной печи.

α — коэффициент полезного действия теплового излучения нагревателя.

βэф возьмите из таблицы. Данные для ввода:

В левом столбце отображается ожидаемая температура принимающей среды. Проще говоря — до какого уровня требуется нагреть материалы или заготовки, помещенные в печь. На каждом уровне есть своя линия.

Во всех остальных столбцах указывается температура нагрева нагревательного элемента.

Пересечение строки и столбца даст желаемое значение βeff.

Требуемая температура теплопоглощающего материала, ° С Поверхностная мощность βэф (Вт / см²) при температуре нагрева ТЭНа, ° С
800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350
100 6.1 7,3 8,7 10,3 12,5 14,15 16,4 19 21,8 24,9 28,4 36,3
200 5,9 7,15 8,55 10,15 12 14 16,25 18,85 21,65 24,75 28,2 36,1
300 5.65 6,85 8,3 9,9 11,7 13,75 16 18,6 21,35 24,5 27,9 35,8
400 5,2 6,45 7,85 9,45 11,25 13,3 15,55 18,1 20,9 24 27,45 35,4
500 4.5 5,7 7,15 8,8 10,55 12,6 14,85 17,4 20,2 23,3 26,8 34,6
600 3,5 4,7 6,1 7,7 9,5 11,5 13,8 16,4 19,3 22,3 25,7 33,7
700 2 3.2 4,6 6,25 8,05 10 12,4 14,9 17,7 20,8 24,3 32,2
800 1,25 2,65 4,2 6,05 8,1 10,4 12,9 15,7 18,8 22,3 30,2
850 1.4 3 4,8 6,85 9,1 11,7 14,5 17,6 21 29
900 1,55 3,4 5,45 7,75 10,3 13 16,2 19,6 27,6
950 1.8 3,85 6,15 8,65 11,5 14,5 18,1 26
1000 2,05 4,3 6,85 9,7 12,75 16,25 24,2
1050 2.3 4,8 7,65 10,75 14,25 22,2
1100 2,55 5,35 8,5 12 19,8
1150 2.85 5,95 9,4 17,55
1200 3,15 6,55 14,55
1300 7.95

Теперь — поправочный коэффициент α … Его значение для змеевиков показано в следующей таблице.

Простое умножение этих двух параметров дает допустимую удельную мощность нагревателя.

Примечание: Практика показывает, что для муфельных печей с высокотемпературным нагревом (от 700 градусов) оптимальным значением βadd будет 1,6 Вт / см² для нихромовых проводников, а примерно 2.0 ÷ 2,2 Вт / см² для Fechralevs. Если духовка работает в режиме нагрева до 400 градусов, то таких жестких рамок нет — можно ориентироваться на показатели от 4 до 6 Вт / см² .

Так определитесь с допустимым значением удельной мощности поверхности. Это означает, что необходимо найти удельную мощность рассчитанного ранее нагревателя и сравнить ее с допустимой.

Очень часто при желании сделать или отремонтировать обогреватель или электропечи своими руками, у человека возникает множество вопросов.Например, какого диаметра брать провод, какой должна быть его длина или какую мощность можно получить, используя провод или ленту с заданными параметрами и т. Д. При правильном подходе к решению этого вопроса необходимо учитывать параметров достаточно много, например сила тока, проходящего через нагреватель , рабочая температура, тип электрической сети и другие.

В статье приведены справочные данные по материалам, наиболее распространенным при изготовлении нагревателей электрических печей , а также методика и примеры их расчета (расчет нагревателей для электрических печей).

Непосредственно нагреватель — один из важнейших элементов топки, именно он осуществляет нагрев, имеет максимальную температуру и определяет производительность отопительной установки в целом. Поэтому обогреватели должны соответствовать ряду требований, которые перечислены ниже.

Требования к обогревателям

Основные требования к нагревателям (материалы утеплителя):
  • Нагреватели должны обладать достаточной термостойкостью (сопротивлением накипи) и термостойкостью.Термостойкость — механическая прочность при высоких температурах. Жаростойкость — стойкость металлов и сплавов к газовой коррозии при высоких температурах (более подробно свойства жаростойкости и жаростойкости описаны на странице).
  • Нагреватель в электропечи должен быть изготовлен из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением. Проще говоря, чем выше электрическое сопротивление материала, тем больше он нагревается. Следовательно, если вы возьмете материал с меньшим сопротивлением, вам понадобится утеплитель большей длины и с меньшей площадью поперечного сечения.Достаточно длинный нагреватель не всегда можно поставить в духовку. Также стоит учесть, что, чем больше диаметр провода, из которого изготовлен нагреватель, тем больше срок его службы . … Примерами материалов с высоким электрическим сопротивлением являются хромоникелевый сплав, сплав железа, хрома и алюминия, которые представляют собой прецизионные сплавы с высоким электрическим сопротивлением.
  • Низкий температурный коэффициент сопротивления — важный фактор при выборе материала для обогревателя.Это означает, что при изменении температуры электрическое сопротивление материала нагревателя не сильно меняется. Если температурный коэффициент электрического сопротивления велик, для включения печи в холодном состоянии необходимо использовать трансформаторы, дающие в начальный момент пониженное напряжение.
  • Физические свойства материалов нагревателя должны быть постоянными. Некоторые материалы, такие как карборунд, который представляет собой неметаллический нагреватель, могут со временем изменять свои физические свойства, в частности электрическое сопротивление, что усложняет условия их эксплуатации.Для стабилизации электрического сопротивления используются трансформаторы с большим количеством ступеней и диапазоном напряжений.
  • Металлические материалы должны обладать хорошими технологическими свойствами, а именно пластичностью и свариваемостью, чтобы из них можно было изготавливать из проволоки , ленты , а из ленты — нагревательные элементы сложной конфигурации. Также нагреватели могут быть изготовлены из неметаллов. Неметаллические утеплители прессуются или формуются в готовое изделие.

Материалы для изготовления нагревателей

Наиболее подходящими и наиболее часто используемыми при изготовлении нагревателей для электропечей являются прецизионные сплавы с высоким электрическим сопротивлением … К ним относятся сплавы на основе хрома и никеля ( хром-никель ), железа, хрома и алюминия ( железо-хром-алюминий ). Марки и свойства этих сплавов рассмотрены в «Прецизионные сплавы. Марки « … Представителями хромоникелевых сплавов являются марки Х20Н80, Х20Н80-Н (950-1200 ° С), Х15Н60, Х15Н60-Н (900-1125 ° С), железо-хромо-алюминиевые сплавы — марки Х23Ю5Т ( 950-1400 ° С), Х27Ю5Т (950-1350 ° С)), Х23Ю5 (950-1200 ° С), Х25Ю5 (750-1000 ° С).Также существуют железо-хромоникелевые сплавы — Х25Н60Ю3, Х37Н70ЮЗ.

Перечисленные выше сплавы обладают хорошей жаропрочностью и жаростойкостью, поэтому могут работать при высоких температурах. Хорошая термостойкость обеспечивает защитную пленку оксида хрома, которая образуется на поверхности материала. Температура плавления пленки выше, чем температура плавления самого сплава; он не трескается при нагревании и охлаждении.

Дадим сравнительную характеристику нихрома и фехрали.
Достоинства нихрома:

  • хорошие механические свойства как при низких, так и при высоких температурах;
  • Устойчивый к ползучести сплава
  • ;
  • имеет хорошие технологические свойства — пластичность и свариваемость;
  • хорошо обработаны;
  • не стареет, немагнитен.
Недостатки нихрома:
  • высокая стоимость никеля — одного из основных компонентов сплава;
  • более низкие рабочие температуры по сравнению с Fechral.
Достоинства Fehrali:
  • более дешевый сплав по сравнению с нихромом, т.к. не содержит;
  • имеет лучшую термостойкость по сравнению с нихромом, например, Fechral X23Yu5T может работать при температурах до 1400 ° C (1400 ° C — максимальная рабочая температура для нагревателя из проволоки Ø 6,0 мм и более; Ø 3,0 — 1350 ° C. ; Ø 1,0 — 1225 ° C; Ø 0,2 — 950 ° C).
Недостатки Фехрали:
  • хрупкий и хрупкий сплав, эти отрицательные свойства особенно ярко проявляются после выдержки сплава при температуре более 1000 ° C;
  • , поскольку фехраль содержит железо, то этот сплав является магнитным и может ржаветь во влажной атмосфере при нормальных температурах;
  • имеет низкое сопротивление ползучести;
  • взаимодействует с шамотной футеровкой и оксидами железа;
  • в процессе эксплуатации значительно удлиняются фехральные обогреватели.
Также в статье производится сравнение сплавов фехраль и нихром .

В последнее время разработаны такие сплавы, как Х25Н60Ю3 и Х37Н70ЮЗ, т.е. с добавлением 3% алюминия, что значительно улучшило жаропрочность сплавов, а наличие никеля практически устранило недостатки железо-хром-алюминиевых сплавов. Сплавы Х25Н60ЮЗ, Х37Н60ЮЗ не взаимодействуют с шамотом и оксидами железа, достаточно хорошо обрабатываются, механически прочные, не хрупкие.Максимальная рабочая температура сплава Х25Н60ЮЗ составляет 1200 ° С.

Помимо перечисленных выше сплавов на основе никеля, хрома, железа, алюминия для изготовления нагревателей используются также другие материалы: тугоплавкие металлы, а также неметаллы.

Из неметаллов для изготовления нагревателей используются карборунд, дисилицид молибдена, уголь и графит. Нагреватели из карборунда и дисилицида молибдена используются в высокотемпературных печах. В печах с защитной атмосферой используются угольные и графитовые нагреватели.

Среди тугоплавких материалов тантал и ниобий могут использоваться в качестве нагревателей. В высокотемпературных вакуумных печах и печах с защитной атмосферой используются молибденовые нагреватели и вольфрамовые … Молибденовые нагреватели могут работать до 1700 ° C в вакууме и до 2200 ° C в защитной атмосфере. Эта разница температур связана с испарением молибдена при температурах выше 1700 ° C в вакууме. Вольфрамовые нагреватели могут работать при температуре до 3000 ° C.В особых случаях используются нагреватели из тантала и ниобия.

Обычно в качестве исходных данных используются мощность, которую должны обеспечивать нагреватели, максимальная температура, необходимая для осуществления соответствующего технологического процесса (отпуск, закалка, спекание и т. Д.) И размеры рабочего пространства электропечи. . Если мощность печи не указана, то ее можно определить опытным путем. При расчете нагревателей требуется получить диаметр и длину (для проволоки) или площадь сечения и длину (для ленты), которые необходимы для производства нагревателей .

Также необходимо определиться с материалом, из которого изготовить утеплителей (этот момент в статье не рассматривается). В данной статье в качестве материала для нагревателей рассматривается прецизионный хромоникелевый сплав с высоким электрическим сопротивлением, который является одним из самых популярных при изготовлении нагревательных элементов.

Определение диаметра и длины нагревателя (нихромовой проволоки) для заданной мощности печи (простой расчет)

Пожалуй, самый простой вариант расчета нагревателей нихрома — это выбор диаметра и длины при заданной мощности нагревателя , напряжение питания сети, а также температура, которую будет иметь нагреватель.Несмотря на простоту расчета, у него есть одна особенность, на которую мы обратим внимание ниже.

Пример расчета диаметра и длины нагревательного элемента

Исходные данные:
Устройство питания P = 800 Вт; напряжение сети U = 220 В; температура нагревателя 800 ° С. В качестве нагревательного элемента используется нихромовая проволока Х20Н80.

1. Сначала необходимо определить силу тока, который будет проходить через ТЭН:
I = P / U = 800/220 = 3.63 А.

2. Теперь нужно найти сопротивление ТЭНа:
R = U / I = 220 / 3,63 = 61 Ом;

3. Исходя из полученного в пункте 1 значения тока, проходящего через нихромовый нагреватель , нужно выбрать диаметр проволоки. И этот момент важен. Если, например, при токе 6 А использовать нихромовую проволоку диаметром 0,4 мм, она сгорит. Поэтому, рассчитав силу тока, необходимо выбрать из таблицы соответствующее значение диаметра проволоки.В нашем случае для силы тока 3,63 А и температуры нагревателя 800 ° С выбираем нихромовую проволоку диаметром d = 0,35 мм и площадь поперечного сечения S = 0,096 мм 2.

Общее правило выбора диаметра провода можно сформулировать следующим образом: необходимо выбрать провод, допустимая сила тока которого не меньше расчетной силы тока, проходящего через нагреватель. Для экономии материала утеплителя следует выбирать провод с ближайшей большей (чем расчетная) допустимой силой тока .

Таблица 1

Допустимый ток, проходящий через нагреватель из нихромовой проволоки, соответствующий определенным температурам нагрева проволоки, подвешенной горизонтально в спокойном воздухе нормальной температуры
Диаметр, мм Площадь сечения нихромовой проволоки, мм 2 Температура нагрева нихромовой проволоки, ° С
200 400 600 700 800 900 1000
Максимально допустимый ток, А
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

Примечание :
  • Если нагреватели находятся внутри нагретой жидкости, то нагрузку (допустимую силу тока) можно увеличить в 1 раз.1 — 1,5;
  • при закрытом расположении нагревателей (например, в камерных электропечах) необходимо снизить нагрузку в 1,2 — 1,5 раза (меньший коэффициент берется для более толстой проволоки, больший — для тонкой).
4. Далее определяем длину нихромовой проволоки.
R = ρ л / с , г.
где R — электрическое сопротивление проводника (нагревателя) [Ом], ρ — удельное электрическое сопротивление материала нагревателя [Ом · мм 2 / м], л — длина жилы (нагревателя) [мм], S — площадь сечения жилы (нагревателя) [мм 2].

Таким образом, получаем длину ТЭНа:
l = R S / ρ = 61 0,096 / 1,11 = 5,3 м.

В этом примере в качестве нагревателя используется нихромовая проволока Ø 0,35 мм. В соответствии с «Проволока из прецизионных сплавов с высоким электрическим сопротивлением. Технические условия» номинальное значение удельного электрического сопротивления нихромовой проволоки марки Х20Н80 составляет 1,1 Ом · мм 2 / м ( ρ = 1,1 Ом мм 2 / м), см. Таблицу. 2.

Результатом расчетов является требуемая длина нихромовой проволоки, равная 5.3 м, диаметр — 0,35 мм.

стол 2

Определение диаметра и длины нагревателя (нихромовой проволоки) для данной печи (подробный расчет)

Расчет, представленный в этом разделе, является более сложным, чем приведенный выше. Здесь мы учтем дополнительные параметры нагревателей, попробуем разобраться с вариантами подключения нагревателей к сети трехфазного тока. Расчет нагревателя проведем на примере электропечи.За исходные данные пусть будут внутренние размеры топки.

1. Первое, что нужно сделать, это рассчитать объем камеры внутри духовки. В этом случае возьмите h = 490 мм, d = 350 мм и л = 350 мм (высота, ширина и глубина соответственно). Таким образом, получаем объем V = h d l = 490 350 350 = 60 10 6 мм 3 = 60 литров (мера объема).

2. Далее необходимо определить мощность, которую должна выдать духовка.Мощность измеряется в ваттах (Вт) и определяется по практическому правилу : для электрической духовки объемом от 10 до 50 литров удельная мощность составляет 100 Вт / л (ватт на литр объема), с объемом 100 — 500 литров — 50 — 70 Вт / л. Примем для рассматриваемой печи удельную мощность 100 Вт / л. Таким образом, мощность нагревателя электропечи должна быть P . = 100 60 = 6000 Вт = 6 кВт.

Следует отметить, что при мощности 5-10 кВт нагреватели делаются, как правило, однофазными.На больших мощностях для равномерной загрузки сети нагреватели делают трехфазными.

3. Затем нужно найти силу тока, проходящего через нагреватель I = P / U , где P — нагреватель мощность, У — напряжение на нагревателе (между его концами), а сопротивление нагревателя R = U / I .

Может быть двух вариантов подключения к электрической сети :

  • в однофазную бытовую сеть — затем U = 220 В;
  • в трехфазную производственную сеть — У = 220 В (между нейтралью и фазой) или U = 380 В (между любыми двумя фазами).
Далее расчет будет вестись отдельно для однофазных и трехфазных подключений.

I = P / U = 6000/220 = 27,3 А — ток, проходящий через ТЭН.
Затем необходимо определить сопротивление нагревателя печи.
R = U / I = 220 / 27,3 = 8,06 Ом.

Рисунок 1 Нагреватель проволоки в однофазной сети тока

Искомые значения диаметра провода и его длины будут определены в пункте 5 настоящего пункта.

При таком подключении нагрузка равномерно распределяется по трем фазам, т.е. 6/3 = 2 кВт на фазу. Таким образом, нам понадобится 3 обогревателя. Далее необходимо выбрать способ подключения непосредственно к ТЭНам (нагрузке). Может быть 2 способа: «ЗВЕЗДА» или «ТРЕУГОЛЬНИК».

Стоит отметить, что в этой статье приведены формулы для расчета силы тока ( I ) и сопротивления ( R ) для трехфазной сети в классическом виде не написаны… Это сделано для того, чтобы не усложнять изложение материала по расчету нагревателей электрическими терминами и определениями (например, фазные и линейные напряжения и токи и взаимосвязь между ними не упоминаются). Классический подход и формулы для расчета трехфазных цепей можно найти в специализированной литературе. В этой статье некоторые математические преобразования, выполненные над классическими формулами, скрыты от читателя, и это не влияет на конечный результат.

При подключении типа «ЗВЕЗДА » нагреватель подключается между фазой и нулем (см. Рис. 2). Соответственно, напряжение на концах ТЭНа будет U = 220 В.
I = P / U = 2000/220 = 9,10 A.
R = U / I = 220 / 9,10 = 24,2 Ом.

Рисунок 2 Проволочный нагреватель в трехфазной сети. Соединение звездой

При подключении типа «ТРЕУГОЛЬНИК» нагреватель включается между двумя фазами (см. Рис.3). Соответственно, напряжение на концах ТЭНа будет U = 380 В.
Ток, проходящий через ТЭН —
I = П / У = 2000/380 = 5,26 А.
Сопротивление одного нагревателя —
R = U / I = 380 / 5,26 = 72,2 Ом.

Рисунок 3 Проволочный нагреватель в трехфазной сети. Подключение по схеме «ТРЕУГОЛЬНИК»

4. После определения сопротивления нагревателя при соответствующем подключении к электрической сети необходимо выбрать диаметр и длину провода .

При определении вышеуказанных параметров необходимо проанализировать удельную поверхностную мощность нагревателя , то есть мощность, которая выделяется с единицы площади. Поверхностная мощность нагревателя зависит от температуры нагреваемого материала и конструкции нагревателей.

Пример
Из предыдущих расчетных точек (см. Пункт 3 этого параграфа) нам известно сопротивление нагревателя. Для печи на 60 литров с однофазным подключением это R = 8.06 Ом. Возьмем для примера диаметр 1 мм. Тогда для получения необходимого сопротивления необходимо l = R / ρ = 8,06 / 1,4 = 5,7 м нихромовой проволоки, где ρ — номинальное значение электрического сопротивления 1 м провода, [Ом / м]. Масса этого куска проволоки из нихрома будет м = l μ = 5,7 · 0,007 = 0,0399 кг = 40 г, где мкм — масса 1 м проволоки. Теперь вам нужно определить площадь поверхности 5.Длина провода 7 м. S = l π d = 570 3,14 0,1 = 179 см 2, где л — длина проволоки [см], d — диаметр проволоки [см]. Таким образом, 6 кВт должны выделяться с площади 179 см 2. Решая простую пропорцию, мы находим, что мощность выделяется с 1 см 2 β = P / S = 6000/179 = 33,5 Вт, где β — поверхностная мощность нагревателя.

Полученная толщина поверхности слишком велика. Нагреватель расплавится, если нагреться до температуры, обеспечивающей результирующую поверхностную мощность. Эта температура будет выше, чем температура плавления материала нагревателя.

Данный пример демонстрирует неправильный выбор диаметра проволоки, из которой будет изготовлен нагреватель. В разделе 5 этого параграфа будет приведен пример с правильным выбранным диаметром.

Для каждого материала в зависимости от необходимой температуры нагрева определяется допустимое значение поверхностной мощности.Его можно определить с помощью специальных таблиц или графиков. Таблицы используются в этих расчетах.

Для высокотемпературных печей (при температуре более 700-800 ° С) допустимая удельная мощность, Вт / м 2, равна β add = β eff α , где β eff — удельная мощность нагревателей в зависимости от температуры теплопоглощающей среды [Вт / м 2], α — коэффициент радиационной эффективности. β эфф выбирается по таблице 3, α — по таблице 4.

Если низкотемпературная печь (температура менее 200 — 300 ° С), то допустимую поверхностную мощность можно принять равной (4 — 6) · 10 4 Вт / м 2.

Таблица 3

Эффективная удельная поверхностная мощность нагревателей в зависимости от температуры теплопоглощающей среды
Температура теплочувствительной поверхности, ° С β эф, Вт / см 2 при температуре нагревателя, ° 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

Таблица 4

Проволочные спирали, полузакрытые в пазах футеровки

Проволочные спирали на полках в трубках

Проволочные зигзагообразные (стержневые) нагреватели

Предположим, что температура нагревателя составляет 1000 ° C, и мы хотим нагреть заготовку до температуры 700 ° C.Затем по таблице 3 выбираем β eff = 8,05 Вт / см 2, α = 0,2, β добавить = β эфф α = 8,05 · 0,2 = 1,61 Вт / см 2 = 1,61 · 10 4 Вт / м 2.

5. После определения допустимой поверхностной мощности нагревателя необходимо найти его диаметр (для проволочных нагревателей) или ширина и толщина (для ленточных нагревателей) и длина .

Диаметр проволоки можно определить по следующей формуле: d — диаметр проволоки, [м]; П — мощность нагревателя, [Вт]; U — напряжение на концах нагревателя, [В]; β прибавить — допустимая поверхностная мощность нагревателя, [Вт / м 2]; ρ т — удельное сопротивление материала утеплителя при заданной температуре, [Ом · м].
ρ t = ρ 20 k , где ρ 20 — удельное электрическое сопротивление материала нагревателя при 20 ° С, [Ом · м] к — поправочный коэффициент для расчета изменения электрического сопротивления в зависимости от температуры (по).

Длину провода можно определить по следующей формуле:
l — длина провода, [м].

Подбираем диаметр и длину проволоки из нихрома Х20Н80 … Удельное электрическое сопротивление материала нагревателя
ρ t = ρ 20 k = 1,13 · 10 -6 · 1,025 = 1,15 · 10 -6 Ом · м.

Однофазная бытовая сеть
Для печи объемом 60 литров, подключенной к однофазной бытовой сети, из предыдущих шагов расчета известно, что мощность печи составляет P = 6000 Вт, напряжение на концах ТЭНа — У = 220 В, допустимая поверхностная мощность нагревателя β прибавить = 1.6 · 10 4 Вт / м 2. Тогда получаем

Полученный размер необходимо округлить до ближайшего большего стандартного размера. Стандартные размеры нихромовой и фехральной проволоки можно найти в Приложение 2, Таблица 8 … В данном случае ближайший крупный стандартный размер — Ø 2,8 мм. Диаметр нагревателя d = 2,8 мм.

Длина нагревателя л = 43 м.

Также иногда требуется определить массу необходимого количества проволоки.
m = l μ , где м — масса куска проволоки, [кг]; л — длина провода, [м]; мкм — удельный вес (масса 1 метра проволоки), [кг / м].

В нашем случае масса нагревателя m = l μ = 43 · 0,052 = 2,3 кг.

Этот расчет дает минимальный диаметр проволоки, при котором ее можно использовать в качестве нагревателя в данных условиях. … С точки зрения экономии материала такой расчет оптимален. В этом случае тоже можно использовать проволоку большего диаметра, но тогда ее количество увеличится.

Экзамен
Результаты расчета можно проверить следующим образом.Получили проволоку диаметром 2,8 мм. Тогда нужная нам длина будет
l = R / (ρ k) = 8,06 / (0,179 1,025) = 43 м, где л — длина провода, [м]; R — сопротивление нагревателя, [Ом]; ρ — номинальное значение электрического сопротивления 1 м провода, [Ом / м]; к — поправочный коэффициент для расчета изменения электрического сопротивления в зависимости от температуры.
Это значение совпадает со значением, полученным в результате другого вычисления.

Теперь необходимо проверить, не будет ли поверхностная мощность выбранного нагревателя превышать допустимую поверхностную мощность, найденную в пункте 4. β = P / S = 6000 / (3,14 4300 0,28) = 1,59 Вт / см 2. Полученное значение β = 1,59 Вт / см 2 не превышает β прибавить = 1,6 Вт / см 2.

Результаты
Таким образом, для нагревателя потребуется 43 метра нихромовой проволоки Х20Н80 диаметром 2.8 мм, что составляет 2,3 кг.

Промышленная трехфазная сеть
Также можно найти диаметр и длину провода, необходимого для изготовления нагревателей для печи, подключенной к сети трехфазного тока.

Как описано в разделе 3, каждый из трех нагревателей имеет мощность 2 кВт. Найдем диаметр, длину и массу одного утеплителя.

Звезда (см. Рис. 2)

В этом случае ближайший больший стандартный размер составляет Ø 1,4 мм. Диаметр нагревателя d = 1.4 мм.

Длина одного нагревателя л = 30 м.
Масса одного нагревателя м = л μ = 30 0,013 = 0,39 кг.

Экзамен
Получили проволоку диаметром 1,4 мм. Тогда нужная нам длина будет
l = R / (ρ k) = 24,2 / (0,714 1,025) = 33 м.

β = P / S = 2000 / (3,14 · 3000 · 0,14) = 1,52 Вт / см 2, не превышает допустимого значения.

Результаты
Для трех нагревателей, подключенных по схеме «ЗВЕЗДА» потребуется
л = 30 = 90 м провода, что составляет
м = 3 0,39 = 1,2 кг.

ТРЕУГОЛЬНИК (см. Рис. 3)

В данном случае ближайший больший стандартный размер составляет Ø 0,95 мм. Диаметр нагревателя d = 0,95 мм.

Длина одного нагревателя л = 43 м.
Масса одного нагревателя м = л μ = 43 0,006 = 0,258 кг.

Экзамен
Получили проволоку диаметром 0,95 мм. Тогда нужная нам длина будет
l = R / (ρ k) = 72,2 / (1,55 1,025) = 45 м.

Это значение почти совпадает со значением, полученным в результате другого расчета.

Поверхностная мощность будет β = P / S = 2000 / (3,14 · 4300 · 0.095) = 1,56 Вт / см 2, это не превышает допустимого значения.

Результаты
Для трех нагревателей в конфигурации ТРЕУГОЛЬНИК вам потребуется
л = 3 43 = 129 м провода, что составляет
м = 3 0,258 = 0,8 кг.

Если сравнить 2 обсуждаемых выше варианта подключения нагревателей к трехфазной сети, то можно увидеть, что для «ЗВЕЗДА» требует провода большего диаметра, чем для «ТРЕУГОЛЬНИК» (1.4 мм против 0,95 мм), чтобы обеспечить заданную мощность печи 6 кВт. При этом необходимая длина нихромового провода при подключении по схеме «ЗВЕЗДА» меньше длины провода при подключении «ТРЕУГОЛЬНИК» типа (90 м против 129 м), а необходимой массы, на напротив, больше (1,2 кг против 0,8 кг).

Расчет спирали

Во время работы основной задачей является размещение нагревателя расчетной длины в ограниченном пространстве печи.Нихромовая и фехральная проволока наматываются в виде спиралей или изгибаются в виде зигзагов, лента изгибается зигзагами, что позволяет разместить в рабочей камере большее количество материала (по длине). Самый распространенный вариант — спиральный.

Соотношение шага спирали и ее диаметра к диаметру проволоки выбирается таким образом, чтобы облегчить размещение нагревателей в топке, обеспечить их достаточную жесткость, исключить по возможности местный перегрев витки самой спирали и при этом не препятствовать передаче тепла от них к изделиям.

Чем больше диаметр спирали и чем меньше ее шаг, тем легче разместить нагреватели в печи, но по мере увеличения диаметра прочность спирали уменьшается, и тенденция ее витков лежать на поверхности. друг друга увеличивается. С другой стороны, с увеличением частоты намотки усиливается экранирующий эффект части ее витков, обращенной к изделиям на остальных, и, следовательно, ухудшается использование ее поверхности, также может возникнуть местный перегрев.

Практика установила вполне определенные рекомендуемые соотношения диаметров проволоки ( d ), ступенчатая ( т ) и диаметра спирали ( D ) для проволоки Ø от 3 до 7 мм. Эти отношения следующие: t ≥ 2d и D = (7 ÷ 10) d для нихрома и D = (4 ÷ 6) d — для менее прочных железо-хром-алюминиевых сплавов, таких как фехраль и др.Для более тонких проволок соотношение D и d и т обычно берут больше.

В статье освещены различные аспекты, связанные с расчетом нагревателей для электропечей — материалы, примеры расчетов с необходимыми справочными данными, ссылки на стандарты, иллюстрации.

В примерах расчетными методами были рассмотрены только проволочных нагревателя … Помимо проволоки из прецизионных сплавов, лента также может быть использована для изготовления нагревателей.

Расчет обогревателей не ограничивается выбором их размеров. Также необходимо определить материал, из которого должен быть изготовлен нагреватель, тип нагревателя (проволока или лента), тип устройства нагревателя и другие особенности. Если утеплитель выполнен в виде спирали, то необходимо определить количество витков и шаг между ними.

Надеемся, эта статья была вам полезна. Мы разрешаем его бесплатное распространение при условии, что ссылка на наш сайт сохраняется http: // www.site

Если вы обнаружите неточности, сообщите нам об этом по электронной почте [email protected] на сайте или с помощью системы Orfus, выделив текст с ошибкой и нажав Ctrl + Enter.

  • Дьяков В.И. «Типовые расчеты электрооборудования» .
  • Жуков Л.Л., Племянникова И.М., Миронова М.Н., Баркая Д.С., Шумков Ю.В. «Сплавы для нагревателей» .
  • Сокунов Б.А., Гробова Л.С. «Электротермические установки (печи сопротивления)» .
  • Фельдман И.А., Гутман М.Б., Рубин Г.К., Шадрич Н.И. «Расчет и конструирование нагревателей для электропечей сопротивления» .
  • http://www.horss.ru/h6.php?p=45
  • http://www.electromonter.info/advice/nichrom.html

Сплавы сопротивления — нихром (NiCr), фехраль (FeCrAl)

КЛАССИФИКАЦИЯ СПЛАВОВ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Сплавы сопротивления преобразуют электричество в тепло в процессе джоулева нагрева.Электрический ток, проходящий через элемент, встречает сопротивление, в результате чего элемент нагревается. Эта группа сплавов сочетает жаропрочность и высокое электрическое сопротивление, что обеспечивает стабильность электрических свойств при высоких температурах. Сплавы сопротивления, или «прецизионные сплавы», можно разделить на две основные группы:

Фехраль (FeCrAl)

Fechral — семейство сплавов железо-хром-алюминий (FeCrAl), используемых в широком диапазоне сопротивлений и при высоких температурах.Сплавы известны своей способностью выдерживать высокие температуры (до 1400 ° C (2550 ° F)) и имеют промежуточное электрическое сопротивление (1,20 — 1,30 Ом · м).

Типичные области применения сплавов FeCrAl — это электрические нагревательные элементы в высокотемпературных печах для термообработки, керамической, стекольной, сталелитейной и электронной промышленности.

Среди достоинств фехрала можно отметить следующие:

  • высокая рабочая температура;

Ферритные сплавы FeCrAl могут использоваться в среднем до 1400 ° C, а аустенитные сплавы NiCr имеют максимальную рабочую температуру до 1250 ° C.

Удельное сопротивление сплавов FeCrAl выше, чем сплавов NiCr. Это дает возможность выбирать материалы с большим поперечным сечением, тем самым продлевая срок службы элементов. Значительная экономия веса может быть получена, особенно при использовании тонкой проволоки — чем выше удельное сопротивление, тем меньше материалов используется. Кроме того, на удельное сопротивление сплавов FeCrAl меньше влияет холодная обработка и термическая обработка по сравнению с сплавами NiCr.

Сплавы

FeCrAl могут использоваться в 2-4 раза дольше, чем сплавы NiCr, эксплуатируемые при той же температуре окружающей среды.

Более высокая рабочая температура и более длительный срок службы сплавов FeCrAl обеспечивают способность выдерживать высокие поверхностные нагрузки.

Вес сплавов FeCrAl ниже, чем сплавов NiCr. Благодаря тому, что сплавы FeCrAl не содержат никель, его цена ниже, чем на сплавы NiCr. В результате в большом количестве применений может быть достигнута значительная экономия в весе и стоимости элементов.

  • отличные окислительные свойства;

Оксид алюминия (Al2O3), образующийся на поверхности сплавов FeCrAl, имеет лучшие адгезионные свойства и, следовательно, менее загрязняющий.Это отличный антиоксидант, диффузионный барьер, электрический изолятор и более высокая стойкость к науглероживанию, чем оксид хрома (Cr2O3), образующийся на поверхности сплавов NiCr.

Сплавы

FeCrAl могут противостоять коррозии в атмосфере и материалах, загрязненных серой или ее соединениями. В таких условиях сплавы NiCr подвержены сильной эрозии.

Нихром (NiCr)

Нихром (NiCr) — группа сплавов с содержанием Ni 55-78%, Cr 15-23% в зависимости от марки и добавками Mn, Si, Fe и Al.Сплавы известны своей способностью выдерживать высокие температуры (до 1250 ° C (2280 ° F) и имеют промежуточное электрическое сопротивление (1,05–1,40 Ом * м). Сплавы NiCr обладают отличной стойкостью к высокотемпературному окислению. и коррозия и хорошая износостойкость.

Благодаря своей стойкости к окислению и стабильности при высоких температурах нихром широко используется в электрических нагревательных элементах, таких как электрические печи, печи для обжига и сушки, различные нагревательные приборы и т. Д.

Среди достоинств нихрома можно отметить следующие:

  • идеальная стабильность формы при высоких температурах;

Сплавы NiCr устойчивы к деформации и сохраняют очень хорошую стабильность формы при высоких температурах благодаря тому факту, что они имеют более высокий предел прочности в горячем состоянии и сопротивление ползучести, чем сплавы FeCrAl.

Сплав

NiCr — немагнитный материал, который можно использовать при низких температурах. Между тем, сплав FeCrAl немагнитен при температурах выше 600 ° C.

  • хорошая пластичность после длительного использования;

Сплавы NiCr остаются пластичными после длительного использования. Это свойство делает нагревательные элементы более прочными и ремонтируются после повреждений.

Сплавы

NiCr имеют более высокий коэффициент излучения, чем сплавы FeCrAl в полностью окисленном состоянии. При одинаковой поверхностной нагрузке температура элементов сплава NiCr ниже, чем сплавов FeCrAl.

Обычно сплавы NiCr имеют лучшую коррозионную стойкость при комнатной температуре, чем неокисленные сплавы FeCrAl (за исключением серной среды и контролируемой атмосферы).

СОРТА

Имя W.N. DIN UNS ГОСТ
ФЕКРАЛ 125 1.4725 CrAl 14 4 K Х15Ю5
ФЕКРАЛ 135 1.4765 CrAl 23 5 K Х23Ю5; Х23Ю5Т
ФЕКРАЛ 140 1.4765 CrAl 25 5 K Х23Ю5; Х23Ю5Т
ФЕКРАЛ 145 1.4767 CrAl 21 6 K Х23Ю5; Х23Ю5Т
FeCrAl H CrAl 27 7 Х27Ю5Т
Примечание: в графе ГОСТ * указаны ближайшие российские эквиваленты.Пожалуйста, свяжитесь с нами для подробного изучения марки и спецификации, которые вы ищете.
Имя W.N. DIN UNS ГОСТ
Ni80Cr20 2.4869 NiCr 8020 N06003 Х20Н80
Ni70Cr30 2,4658 NiCr 7030 N06008 ХН70Ю
Ni60Cr15 2.4867 NiCr 6015 N06004 Х15Н60
Ni40Cr20 NiCr 4020
Ni30Cr20 1.4860 NiCr 3020 Х20Н30
Ni20Cr25 1.4843 NiCr 2025 S31400 ХН20ЮС
Примечание: в графе ГОСТ * указаны ближайшие российские эквиваленты.Пожалуйста, свяжитесь с нами для подробного изучения марки и спецификации, которые вы ищете.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

FeCrAl 125

FeCrAl 135

ФЕКРАЛ 140

FeCrAl 145

FeCrAl Н

NiCr 8020

NiCr 7030

NiCr 6015

NiCr 4020

NiCr 3020

NiCr 2025

ФОРМЫ И РАЗМЕРЫ ИЗДЕЛИЯ

Размер Упаковка Отделка
0,018 — 1,20 мм Катушка Тянутые, полированные, оксидированные, отожженные
DIN100
DIN125
DIN160
DIN200
1,30 — 12,00 мм Катушки
Толщина Ширина Упаковка Отделка
0.05 — 0,50 мм Диапазон Катушка Прокат полированный, отожженный
DIN100
2,00 — 6,00 мм DIN120
Толщина Ширина Упаковка Отделка
0,05 — 5,00 мм 6.00 — 250,00 мм Катушки Прокат полированный, матовый, отожженный

КАЛЬКУЛЯТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

КАЛЬКУЛЯТОР ВЕС НА МЕТР

Заказать сплавы сопротивления:

+38 (056) 786 20 09 +38 (056) 796 36 63 [email protected]

Подробное руководство по лучшим проводам для вейпинга

Вы не будете стучать в темноте, как многие другие начинающие строители, и ваша первая катушка будет прямо как дождь и готова к стрельбе.

Рано или поздно серьезный вейпер попробует создать свои катушки — из экономических соображений, инженерного мастерства или просто для удовольствия. Строительство змеевика в основном относится к сфере испарителей для электронных жидкостей, поскольку испарители для сухих трав и восковые ручки используют разные нагревательные элементы и обычно не собираются или не восстанавливаются их пользователями.

Тем не менее, люди нередко создают или строят и восстанавливают свои распылители парафина по многим из тех же причин, которые мы только что перечислили.

Когда для вас придет время, все, что вам нужно сделать, это открыть этот пост (потому что вы добавили его в закладки, верно?), И у вас будет все необходимое для начала в одном месте: типы проводов для электронных сигарет, бесчисленные сборки катушек, как сделать свои первые катушки, как накрутить катушку и так далее.

Вы не будете стучать в темноте, как многие другие начинающие строители, и ваша первая катушка будет прямо как дождь и готова к стрельбе.

Готовы строить прямо сейчас?

Давайте нырнем!

Содержание

  1. Имеет ли значение размер катушки?
  2. Какой калибр провода
  3. Контроль мощности и температуры Vaping
  4. Различные типы проводов
  5. Как собрать катушки Vape
  6. Катушки для облаков
  7. Конструкция спирали для ароматизатора
  8. Последние мысли о лучших сборках катушек

Содержание

  1. Имеет ли значение размер катушки?
  2. Какой калибр провода
  3. Контроль мощности и температуры Vaping
  4. Различные типы проводов
  5. Как собрать катушки Vape
  6. Катушки для облаков
  7. Конструкция спирали для ароматизатора
  8. Последние мысли о лучших сборках катушек

Почему типы и размеры проводов Vape имеют значение?

Говоря о размере проволоки вейпа, вейперы имеют в виду калибр, фактический диаметр проволоки.Самыми популярными калибрами, которые используют вейперы, являются 32, 30, 28, 26, 24 и 22 — большинство катушек, даже самых эксцентричных и используемых в лучших вейпах, могут быть построены с ними.

Здесь важно помнить, что чем больше числовое значение калибра, тем тоньше провод. 28ga больше в диаметре, чем 30ga, но меньше, чем 26ga. Кроме того, увеличение диаметра приведет к снижению сопротивления, а это означает, что проволоке потребуется больше времени для нагрева.

Этот период нагрева называется временем нарастания, и это очень важно — вы хотите сидеть на этой кнопке целую вечность или хотите иметь возможность варить, как только вы нажмете огонь? Имейте в виду, что экзотические вейп-катушки (т.е. те, в которых используется больше жил), будут иметь довольно продолжительное время нарастания, но то же самое будет справедливо и для проводов малого калибра (большего диаметра).

Говоря о размере проволоки вейпа, вейперы имеют в виду калибр, фактический диаметр проволоки. Самыми популярными калибрами, которые используют вейперы, являются 32, 30, 28, 26, 24 и 22 — большинство катушек, даже самых эксцентричных и используемых в лучших вейпах, могут быть построены с ними.

Здесь важно помнить, что чем больше числовое значение калибра, тем тоньше провод.28ga больше в диаметре, чем 30ga, но меньше, чем 26ga. Кроме того, увеличение диаметра приведет к снижению сопротивления, а это означает, что проволоке потребуется больше времени для нагрева.

Этот период нагрева называется временем нарастания, и это очень важно — вы хотите сидеть на этой кнопке целую вечность или хотите иметь возможность варить, как только вы нажмете огонь? Имейте в виду, что экзотические вейп-катушки (то есть те, в которых используется больше жил) будут иметь довольно длительное время нарастания, но то же самое будет справедливо и для проводов низкого калибра (большего диаметра).

Калибр провода

Когда говорят о размере проволоки вейпа, вейперы имеют в виду калибр, фактический диаметр проволоки.

  • Самыми популярными калибрами, которые используют вейперы, являются 32, 30, 28, 26, 24 и 22 — большинство катушек, даже самых эксцентричных и используемых в лучших вейпах, могут быть построены с ними.
  • Здесь важно помнить, что чем больше числовое значение калибра, тем тоньше провод.
  • 28ga больше в диаметре, чем 30ga, но меньше, чем 26ga.
  • Кроме того, увеличение диаметра приведет к уменьшению сопротивления, а это означает, что проволоке потребуется больше времени для нагрева.

Этот период нагрева называется временем нарастания, и это очень важно — вы хотите сидеть на этой кнопке целую вечность или хотите иметь возможность варить, как только вы нажмете огонь? Имейте в виду, что экзотические вейп-катушки (то есть те, которые используют больше жил) будут иметь довольно длительное время нарастания, но то же самое будет справедливо и для проводов малого калибра (большего диаметра).

Когда говорят о размере проволоки вейпа, вейперы имеют в виду калибр, фактический диаметр проволоки.

  • Самыми популярными калибрами, которые используют вейперы, являются 32, 30, 28, 26, 24 и 22 — большинство катушек, даже самых эксцентричных и используемых в лучших вейпах, могут быть построены с ними.
  • Здесь важно помнить, что чем больше числовое значение калибра, тем тоньше провод.
  • 28ga больше в диаметре, чем 30ga, но меньше, чем 26ga.
  • Кроме того, увеличение диаметра приведет к уменьшению сопротивления, а это означает, что проволоке потребуется больше времени для нагрева.

Этот период нагрева называется временем нарастания, и это очень важно — вы хотите сидеть на этой кнопке целую вечность или хотите иметь возможность варить, как только вы нажмете огонь? Имейте в виду, что экзотические вейп-катушки (то есть те, которые используют больше жил) будут иметь довольно длительное время нарастания, но то же самое будет справедливо и для проводов малого калибра (большего диаметра).

Контроль мощности и температуры Vaping — Какие провода следует использовать?

К настоящему времени вы знаете, что существует два разных режима вейпинга — режим мощности и режим контроля температуры. Конечно, было бы здорово, если бы мы могли просто использовать любой старый тип проводов для обоих этих режимов.

К сожалению, это не так. И вот почему: некоторые типы, например канталовая проволока, при комнатной температуре ведут себя иначе, чем при нагревании. Например, никелевая проволока может быть 0.15 Ом при комнатной температуре, но сопротивление значительно возрастет, когда вы включите его в своем моде, и это может вызвать проблемы.

Регулирование температуры вейпинга работает иначе, чем вейпинг чистой мощности, используя температурный коэффициент сопротивления (TCR) данного провода для регулирования тока, подаваемого на катушку.

  • Чтобы использовать тот же пример, никель предсказуемо ведет себя в отношении повышения температуры — проволока всегда будет иметь определенное сопротивление при заданных температурах.
  • Модуль TC будет использовать это стабильное увеличение для определения сопротивления по мере нагрева катушки, снижая ток, чтобы поддерживать катушку при безопасной температуре.

К настоящему времени вы знаете, что существует два разных режима вейпинга — режим мощности и режим контроля температуры. Конечно, было бы здорово, если бы мы могли просто использовать любой старый тип проводов для обоих этих режимов.

К сожалению, это не так. И вот почему: некоторые типы, например канталовая проволока, при комнатной температуре ведут себя иначе, чем при нагревании.Например, никелевая проволока может иметь сопротивление 0,15 Ом при комнатной температуре, но сопротивление значительно возрастет, когда вы включите ее в своем моде, и это может вызвать проблемы.

Регулирование температуры вейпинга работает иначе, чем вейпинг чистой мощности, используя температурный коэффициент сопротивления (TCR) данного провода для регулирования тока, подаваемого на катушку.

  • Чтобы использовать тот же пример, никель предсказуемо ведет себя в отношении повышения температуры — проволока всегда будет иметь определенное сопротивление при заданных температурах.
  • Модуль TC будет использовать это стабильное увеличение для определения сопротивления по мере нагрева катушки, снижая ток, чтобы поддерживать катушку при безопасной температуре.

Типы проводов Vape

Shutterstock / Hurricanehank

Обычно используются пять различных типов проводов для электронных сигарет:

  • Канталовая проволока (FeCrAl)
  • Никель-хром
  • Нержавеющая сталь
  • Никель
  • Титан

Как вы понимаете, только одна проволока для вейпинга достаточно универсальна для использования в обоих режимах, и это нержавеющая сталь.Однако как обстоят дела с каждым из этих тарифов, когда речь идет об аромате, облачности, времени нарастания и простоте использования? Давайте разберемся.

Shutterstock / Hurricanehank

Обычно используются пять различных типов проводов для электронных сигарет:

  • Канталовая проволока (FeCrAl)
  • Никель-хром
  • Нержавеющая сталь
  • Никель
  • Титан

Как вы понимаете, только одна проволока для вейпинга достаточно универсальна для использования в обоих режимах, и это нержавеющая сталь.Однако как обстоят дела с каждым из этих тарифов, когда речь идет об аромате, облачности, времени нарастания и простоте использования? Давайте разберемся.

Проволока Kanthal

Проволока из кантала популярна не зря уже почти десять лет. С ней легко работать, канталовая проволока имеет хорошую стойкость к окислению, она не упругая, поэтому держит форму. Кроме того, канталовая проволока дешевая и ее легко найти.

Проволока Kanthal

особенно хороша для сборки с одной катушкой, которая не является экстравагантной, но выполняет свою работу, когда вы не в настроении для чего-то необычного и отнимающего много времени.Добавьте к этому то, что она хорошо держит форму при повторном закручивании (что означает, что вы можете использовать катушку Kanthal довольно долгое время), и получите фаворита поклонников.

Плюсы
  • Проволока Кантала супер дешевая
  • Легко найти в вейп-магазинах и в Интернете
  • Хорошо держит форму
  • Легко работать с
  • Работает только в режиме мощности
Минусы
  • Проволока Kanthal не может использоваться с контролем температуры
  • Некоторые вейперы находят вкус немного унылым
  • Время разгона не такое быстрое, как у некоторых других проводов

Проволока Kanthal

Проволока из кантала популярна не зря уже почти десять лет.С ней легко работать, канталовая проволока имеет хорошую стойкость к окислению, она не упругая, поэтому держит форму. Кроме того, канталовая проволока дешевая и ее легко найти.

Проволока Kanthal

особенно хороша для сборки с одной катушкой, которая не является экстравагантной, но выполняет свою работу, когда вы не в настроении для чего-то необычного и отнимающего много времени. Добавьте к этому то, что она хорошо держит форму при повторном закручивании (что означает, что вы можете использовать катушку Kanthal довольно долгое время), и получите фаворита поклонников.

Плюсы
  • Проволока Кантала супер дешевая
  • Легко найти в вейп-магазинах и в Интернете
  • Хорошо держит форму
  • Легко работать с
  • Работает только в режиме мощности
Минусы
  • Проволока Kanthal не может использоваться с контролем температуры
  • Некоторые вейперы находят вкус немного унылым
  • Время разгона не такое быстрое, как у некоторых других проводов

Проволока из никель-хрома

Еще один фаворит поклонников вейпинга — NiChrome — это сплав, состоящий из никеля и хрома.Если вы ищете быстрое время нарастания, вам следует обратить внимание на этот провод.

В остальном он ведет себя так же, как проволока Kanthal — с ней легко работать (пружина немного меньше, чем у проволоки Kanthal), и она хорошо держит форму.

При работе с никель-хромом следует помнить, что он имеет значительно более низкую температуру плавления, чем проволока Кантала. Чрезмерные сухие ожоги могут привести к возгоранию, а огонь никель-хрома — это не то, что вам нужно. Вот почему сначала вы должны медленно подавать импульс на никель-хромовую катушку.Кроме того, некоторые люди страдают аллергией на никель, поэтому им следует избегать использования никель-хромовой проволоки.

NiChrome — достойный провод для вейпинга, которым с легкостью пользуются опытные вейперы. Его немного сложнее найти в местных вейп-магазинах, но у большинства онлайн-продавцов он есть в наличии. На заметку — пока

NiChrome технически можно использовать в режиме TC (и некоторые моды могут похвастаться такой способностью), его TCR настолько низок, что даже самые продвинутые чипы борются с ним. Итак, если вы можете использовать TC NiChrome с определенным режимом, возьмите это с некоторой долей скепсиса, по крайней мере, на время.

Плюсы
  • Быстрое время разгона
  • Легко работать с
  • Сохраняет форму при перетягивании
  • Сравнительно недорого
  • Только режим мощности
Минусы
  • Более низкая температура плавления, чем у кантала (осторожно при сухом горении)
  • Содержит никель (аллерген)
  • Не во всех вейп-магазинах его есть

Проволока из никель-хрома

Еще один фаворит поклонников вейпинга — NiChrome — это сплав, состоящий из никеля и хрома.Если вы ищете быстрое время нарастания, вам следует обратить внимание на этот провод.

В остальном он ведет себя так же, как проволока Kanthal — с ней легко работать (пружина немного меньше, чем у проволоки Kanthal), и она хорошо держит форму.

При работе с никель-хромом следует помнить, что он имеет значительно более низкую температуру плавления, чем проволока Кантала. Чрезмерные сухие ожоги могут привести к возгоранию, а огонь никель-хрома — это не то, что вам нужно. Вот почему сначала вы должны медленно подавать импульс на никель-хромовую катушку.Кроме того, некоторые люди страдают аллергией на никель, поэтому им следует избегать использования никель-хромовой проволоки.

NiChrome — достойный провод для вейпинга, которым с легкостью пользуются опытные вейперы. Его немного сложнее найти в местных вейп-магазинах, но у большинства онлайн-продавцов он есть в наличии. На заметку — пока

NiChrome технически можно использовать в режиме TC (и некоторые моды могут похвастаться такой способностью), его TCR настолько низок, что даже самые продвинутые чипы борются с ним. Итак, если вы можете использовать TC NiChrome с определенным режимом, возьмите это с некоторой долей скепсиса, по крайней мере, на время.

Плюсы
  • Быстрое время разгона
  • Легко работать с
  • Сохраняет форму при перетягивании
  • Сравнительно недорого
  • Только режим мощности
Минусы
  • Более низкая температура плавления, чем у кантала (осторожно при сухом горении)
  • Содержит никель (аллерген)
  • Не во всех вейп-магазинах его есть

Проволока из нержавеющей стали

Единственный провод для вейпа, который может тянуть двойную нагрузку (работать как в режиме мощности, так и в режиме TC), — это проволока из нержавеющей стали.Он идеально подходит для вейперов, которые еще не выбрали между режимом TC и мощностью или не могут регулярно проверять режимы, в которых они стреляют.

Проволока из нержавеющей стали бывает разных сортов (410, 413, 316, 316L, 430, 304 и т. Д.), Что немного добавляет путаницы и создает впечатление, будто разные вейперы либо поют дифирамбы, либо говорят одно и то же. тип провода.

Некоторые марки проволоки из нержавеющей стали почти не содержат никель (SS — это сплав, состоящий из различных частей хрома, никеля и углерода), что определенно является преимуществом для людей с аллергией на никель.

Среди других плюсов — то, что он легко обжигается в сухом виде (благодаря высокой температуре плавления), с ним относительно легко работать и он хорошо держит форму.

При этом проволока некоторых марок из нержавеющей стали более упругая, чем другие. Обычно рекомендуются марки SS 304, 430 и 316, так как они очень хорошо выдерживают TC, несмотря на то, что у них относительно низкий TCR (изменение температуры / сопротивления, которое может затруднить регулирование модов).

Нержавеющая сталь предлагает более быстрое время нарастания, как у кантала, и дает свежий и чистый вкус (что, как всегда, субъективно).Одним из самых больших недостатков определенных марок SS является то, что они не всегда доступны в пригодных для использования калибрах.

Плюсы
  • Легко работать с
  • Держит форму
  • Быстрое время разгона
  • Чистящий ароматизатор
  • Сравнительно недорого
  • TC и мощность совместима
Минусы
  • Сложно найти подходящие калибры для некоторых марок SS
  • Повышенное содержание никеля в некоторых марках
  • С некоторыми сортами работать немного сложнее, чем с другими

Проволока из нержавеющей стали

Единственный провод для вейпа, который может тянуть двойную нагрузку (работать как в режиме мощности, так и в режиме TC), — это проволока из нержавеющей стали.Он идеально подходит для вейперов, которые еще не выбрали между режимом TC и мощностью или не могут регулярно проверять режимы, в которых они стреляют.

Проволока из нержавеющей стали бывает разных сортов (410, 413, 316, 316L, 430, 304 и т. Д.), Что немного добавляет путаницы и создает впечатление, будто разные вейперы либо поют дифирамбы, либо говорят одно и то же. тип провода.

Некоторые марки проволоки из нержавеющей стали почти не содержат никель (SS — это сплав, состоящий из различных частей хрома, никеля и углерода), что определенно является преимуществом для людей с аллергией на никель.

Среди других плюсов — то, что он легко обжигается в сухом виде (благодаря высокой температуре плавления), с ним относительно легко работать и он хорошо держит форму.

При этом проволока некоторых марок из нержавеющей стали более упругая, чем другие. Обычно рекомендуются марки SS 304, 430 и 316, так как они очень хорошо выдерживают TC, несмотря на то, что у них относительно низкий TCR (изменение температуры / сопротивления, которое может затруднить регулирование модов).

Нержавеющая сталь предлагает более быстрое время нарастания, как у кантала, и дает свежий и чистый вкус (что, как всегда, субъективно).Одним из самых больших недостатков определенных марок SS является то, что они не всегда доступны в пригодных для использования калибрах.

Плюсы
  • Легко работать с
  • Держит форму
  • Быстрое время разгона
  • Чистящий ароматизатор
  • Сравнительно недорого
  • TC и мощность совместима
Минусы
  • Сложно найти подходящие калибры для некоторых марок SS
  • Повышенное содержание никеля в некоторых марках
  • С некоторыми сортами работать немного сложнее, чем с другими

Никелевая проволока

Никель, также называемый Ni200 (чистый никель), является первой проволокой, используемой для контроля температуры.Его TCR составляет 0,006, что позволяет легко считывать и регулировать большинство микросхем. Ni200 следует использовать только в режиме TC из-за перегрева и плавления.

А именно, никелевая проволока может выщелачиваться и при высоких температурах (выше 600 ° F) выделять графит, поэтому некоторые вейперы опасаются получить графитовые легкие (изнурительное состояние, которое иногда наблюдается у людей, подвергшихся чрезмерному воздействию графита, обычно у рабочих карандашной фабрики).

Тем не менее, большая часть плохой репутации никелевой проволоки непропорциональна.Никель — совершенно безопасный провод при использовании в пароварке TC. Его самые большие недостатки в том, что он довольно мягкий, с ним сложно работать и он плохо держит форму. Также этого следует избегать людям, страдающим аллергией на никель.

С другой стороны, никель относительно легко найти на месте, и он недорогой. Его время нарастания быстрее, чем у проволоки Kanthal, и в наши дни легко найти проволоку из закаленного никеля, с которой намного проще работать (аналогично Kanthal A1) и которая хорошо держит форму.

Следует иметь в виду, что некоторые люди действительно страдают аллергией на никель и могут реагировать на свои катушки. Если вы видите какие-либо симптомы, такие как сыпь, раздражение глаз или горла, возможно, у вас аллергия на никелевую катушку. Это очень редко, просто нужно знать о чем-то.

Плюсы
  • Быстрое время разгона
  • Быстрое время разгона
  • Легко найти
  • Недорого
  • Достойный вкус
Минусы
  • Содержание никеля
  • От мягкого к сложному для работы с
  • Не держит форму

Никелевая проволока

Никель, также называемый Ni200 (чистый никель), является первой проволокой, используемой для контроля температуры.Его TCR составляет 0,006, что позволяет легко считывать и регулировать большинство микросхем. Ni200 следует использовать только в режиме TC из-за перегрева и плавления.

А именно, никелевая проволока может выщелачиваться и при высоких температурах (выше 600 ° F) выделять графит, поэтому некоторые вейперы опасаются получить графитовые легкие (изнурительное состояние, которое иногда наблюдается у людей, подвергшихся чрезмерному воздействию графита, обычно у рабочих карандашной фабрики).

Тем не менее, большая часть плохой репутации никелевой проволоки непропорциональна.Никель — совершенно безопасный провод при использовании в пароварке TC. Его самые большие недостатки в том, что он довольно мягкий, с ним сложно работать и он плохо держит форму. Также этого следует избегать людям, страдающим аллергией на никель.

С другой стороны, никель относительно легко найти на месте, и он недорогой. Его время нарастания быстрее, чем у проволоки Kanthal, и в наши дни легко найти проволоку из закаленного никеля, с которой намного проще работать (аналогично Kanthal A1) и которая хорошо держит форму.

Следует иметь в виду, что некоторые люди действительно страдают аллергией на никель и могут реагировать на свои катушки. Если вы видите какие-либо симптомы, такие как сыпь, раздражение глаз или горла, возможно, у вас аллергия на никелевую катушку. Это очень редко, просто нужно знать о чем-то.

Плюсы
  • Быстрое время разгона
  • Быстрое время разгона
  • Легко найти
  • Недорого
  • Достойный вкус
Минусы
  • Содержание никеля
  • От мягкого к сложному для работы с
  • Не держит форму

Титановая проволока

Самая противоречивая проволока для вейпинга в этом списке — определенно титановая проволока.Это пугает, потому что он действительно выделяет диоксид титана (который токсичен) при нагревании выше 1130F.

Тем не менее, у него стабильный TCR, и если у вас есть работающий мод TC, отравление диоксидом титана — это не то, о чем вам когда-либо следует беспокоиться. Один совет, который часто дают при использовании проволоки из титана, — нагревать ее до блеска и образования тонкого оксидного слоя, который просто прилипает к проволоке.

Большинство вейперов, использующих эти вейп-провода, не сообщают о проблемах при их использовании, поэтому паника вокруг них определенно раздута.Оксид титана содержится во многих предметах повседневного обихода, например, в косметике и даже в некоторых продуктах питания.

Он может быть или не быть опасным при вдыхании в соответствии с исследованиями диоксида титана в повседневной жизни, но доказательства, похоже, не указывают на то, что любой газ при вейпинге должен вызывать серьезные проблемы.

Теперь, когда мы развеяли ваши опасения, пора перейти к Ti Wire Pro. С титаном очень легко работать, он отлично держит форму и прекрасно работает в режиме TC. Кроме того, большинство вейперов, использующих его, отмечают, что он дает отличный аромат.Еще одним преимуществом проволоки Ti является то, что она намного прочнее, чем Ni200, что позволяет использовать ее дольше, не ломаясь и не деформируясь.

Плюсы
  • Легко работать с
  • Хорошо держит форму
  • Сильнее, чем Ni200
  • Чистый, свежий аромат
  • Отлично работает в режиме TC
Минусы
  • Не может использоваться при мощности
  • Проблемы токсичности
  • Трудно тушить горение титана
  • Трудно найти

Титановая проволока

Самая противоречивая проволока для вейпинга в этом списке — определенно титановая проволока.Это пугает, потому что он действительно выделяет диоксид титана (который токсичен) при нагревании выше 1130F.

Тем не менее, у него стабильный TCR, и если у вас есть работающий мод TC, отравление диоксидом титана — это не то, о чем вам когда-либо следует беспокоиться. Один совет, который часто дают при использовании проволоки из титана, — нагревать ее до блеска и образования тонкого оксидного слоя, который просто прилипает к проволоке.

Большинство вейперов, использующих эти вейп-провода, не сообщают о проблемах при их использовании, поэтому паника вокруг них определенно раздута.Оксид титана содержится во многих предметах повседневного обихода, например, в косметике и даже в некоторых продуктах питания.

Он может быть или не быть опасным при вдыхании в соответствии с исследованиями диоксида титана в повседневной жизни, но доказательства, похоже, не указывают на то, что любой газ при вейпинге должен вызывать серьезные проблемы.

Теперь, когда мы развеяли ваши опасения, пора перейти к Ti Wire Pro. С титаном очень легко работать, он отлично держит форму и прекрасно работает в режиме TC. Кроме того, большинство вейперов, использующих его, отмечают, что он дает отличный аромат.Еще одним преимуществом проволоки Ti является то, что она намного прочнее, чем Ni200, что позволяет использовать ее дольше, не ломаясь и не деформируясь.

Плюсы
  • Легко работать с
  • Хорошо держит форму
  • Сильнее, чем Ni200
  • Чистый, свежий аромат
  • Отлично работает в режиме TC
Минусы
  • Не может использоваться при мощности
  • Проблемы токсичности
  • Трудно тушить горение титана
  • Трудно найти

Что такое конструкция катушки Micro и Macro?

Shutterstock / Zunny16

Существует два наиболее популярных типа конструкций катушек: микро- и макро-катушки.Основная особенность, которая их отличает, — это внутренний диаметр катушки.

  • Корпус микрокатушки имеет внутренний диаметр от 1 до 2 мм.
  • Макро-катушка имеет внутренний диаметр от 2,5 мм и более.

Внутренний диаметр вейп-спирали влияет на ее сопротивление. Чем больше диаметр, тем выше сопротивление, чем толще калибр проволоки, тем ниже сопротивление.

Shutterstock / Zunny16

Существует два наиболее популярных типа конструкций катушек: микро- и макро-катушки.Основная особенность, которая их отличает, — это внутренний диаметр катушки.

  • Корпус микрокатушки имеет внутренний диаметр от 1 до 2 мм.
  • Макро-катушка имеет внутренний диаметр от 2,5 мм и более.

Внутренний диаметр вейп-спирали влияет на ее сопротивление. Чем больше диаметр, тем выше сопротивление, чем толще калибр проволоки, тем ниже сопротивление.

Как собрать простую катушку для электронных сигарет

Shutterstock / Parilov

Интернет полон отличных видеоуроков, в которых шаг за шагом показано, как построить свои собственные вейп-катушки, особенно простые, сделанные из одной жилы проволоки.Тем не менее, для ясности, давайте кратко коснемся того, что вам понадобится для сборки катушек и как выглядит этот процесс.

Прежде чем делать какую-либо собственную сборку, очень важно получить хотя бы базовое понимание закона Ома. Неправильная сборка катушки может привести к травмам, поэтому изучайте этот принцип, пока не поймете его.

Что вам понадобится для сборки вейп-катушек:

  • Считыватель Ом
  • Изготовитель катушек (специализированный инструмент для сборки вейп-катушек) или небольшая отвертка (2 мм)
  • Vape провод
  • Маленькая отвертка или шестигранный ключ для винтов вашего RDA
  • Зажигалка или пропановая / бутановая горелка
  • Кусачки для ногтей или кусачки
  • Пинцет (керамический наконечник)
  • Теперь вы готовы к сборке!

Перед тем, как начать, всегда полезно проверить, сколько витков понадобится вашей вейп-катушке, пока вы не достигнете целевого сопротивления.

Калькулятор намотки рулонов отлично подходит для этого. В данном конкретном случае, чтобы получить сопротивление 1 Ом от одной катушки SS 316 диаметром 2 мм, нам потребуется восемь полных витков.

  1. Перед намоткой обязательно окислите проволоку (нагрейте ее зажигалкой или горелкой, пока она не загорится), чтобы сделать ее менее упругой и с ней легче работать.
  2. Обмотка катушки — отрежьте 4–5 дюймов проволоки и с помощью отвертки сделайте обмотки. Начните с вала отвертки, чтобы можно было удерживать провод большим пальцем.
  3. Продолжайте наматывать ее на отвертку, следя за тем, чтобы ваши обертки были как можно ближе друг к другу, но не перекрывали друг друга.
  4. По достижении 8 полных витков (концы проволоки должны быть обращены в одном направлении), оставьте катушку на отвертке и переходите к следующему шагу.
  5. Обратите внимание, что использование инструмента для намотки катушек обычно приводит к более красивому виду катушек и выполняется быстрее, по крайней мере, если вы новичок.

  1. При установке — осторожно открутите стойки на RDA (не полностью, чтобы не потерять их) и с помощью отвертки аккуратно вставьте концы катушек в отверстия для столбов (одно положительное и одно отрицательное).
  2. Убедитесь, что ваша катушка расположена в центре вашей деки RDA. Теперь аккуратно затяните винты стойки.
  3. Удалите отвертку и обрежьте выступающие ножки как можно ближе к стойкам (кусачки для ногтей здесь работают как шарм).

Пробный запуск катушки — теперь, когда она установлена, пора проверить ее. Перед тем, как сделать это, обязательно проверьте сопротивление своим считывателем сопротивления. Просто прикрутите к нему RDA, и он покажет сопротивление катушки.

Не беспокойтесь, если показания будут отклоняться на 0,1 Ом вверх или вниз — такое часто случается. Однако, если расхождение выходит за пределы этого диапазона, проверьте, плотно ли затянуты винты стойки и не касается ли катушка стойки или настила. Небольшая корректировка этих двух вещей обычно решает проблему.

После этого прикрепите свой RDA к моду и ненадолго запустите его, пока он не засветится. То, что вы хотите видеть, — это равномерное нагревание, начиная с центра катушки и двигаясь к концам — вам не нужны горячие точки, которые могут вызвать разрыв катушки надвое.Пинцетом аккуратно сожмите катушку и повторите, пока она не нагреется равномерно.

Вы успешно построили одиночную катушку на 1 Ом — поздравляем! Однако это только начало. Хотя большинство вейперов довольны сборками с одной катушкой, важно отметить, что существует множество типов катушек RDA, от простых до экстравагантных.

Для некоторых из них вам придется использовать несколько жил из разных проводов, а также несколько инструментов, включая даже электродрель. Но — сначала детские шаги! Чтобы узнать, как построить простые вейп-катушки, посмотрите видео-урок ниже.

Shutterstock / Parilov

Интернет полон отличных видеоуроков, в которых шаг за шагом показано, как построить свои собственные вейп-катушки, особенно простые, сделанные из одной жилы проволоки. Тем не менее, для ясности, давайте кратко коснемся того, что вам понадобится для сборки катушек и как выглядит этот процесс.

Прежде чем делать какую-либо собственную сборку, очень важно получить хотя бы базовое понимание закона Ома. Неправильная сборка катушки может привести к травмам, поэтому изучайте этот принцип, пока не поймете его.

Что вам понадобится для сборки вейп-катушек:

  • Считыватель Ом
  • Изготовитель катушек (специализированный инструмент для сборки вейп-катушек) или небольшая отвертка (2 мм)
  • Vape провод
  • Маленькая отвертка или шестигранный ключ для винтов вашего RDA
  • Зажигалка или пропановая / бутановая горелка
  • Кусачки для ногтей или кусачки
  • Пинцет (керамический наконечник)
  • Теперь вы готовы к сборке!

Перед тем, как начать, всегда полезно проверить, сколько витков понадобится вашей вейп-катушке, пока вы не достигнете целевого сопротивления.

Калькулятор намотки рулонов отлично подходит для этого. В данном конкретном случае, чтобы получить сопротивление 1 Ом от одной катушки SS 316 диаметром 2 мм, нам потребуется восемь полных витков.

  1. Перед намоткой обязательно окислите проволоку (нагрейте ее зажигалкой или горелкой, пока она не загорится), чтобы сделать ее менее упругой и с ней легче работать.
  2. Обмотка катушки — отрежьте 4–5 дюймов проволоки и с помощью отвертки сделайте обмотки. Начните с вала отвертки, чтобы можно было удерживать провод большим пальцем.
  3. Продолжайте наматывать ее на отвертку, следя за тем, чтобы ваши обертки были как можно ближе друг к другу, но не перекрывали друг друга.
  4. По достижении 8 полных витков (концы проволоки должны быть обращены в одном направлении), оставьте катушку на отвертке и переходите к следующему шагу.
  5. Обратите внимание, что использование инструмента для намотки катушек обычно приводит к более красивому виду катушек и выполняется быстрее, по крайней мере, если вы новичок.

  1. При установке — осторожно открутите стойки на RDA (не полностью, чтобы не потерять их) и с помощью отвертки аккуратно вставьте концы катушек в отверстия для столбов (одно положительное и одно отрицательное).
  2. Убедитесь, что ваша катушка расположена в центре вашей деки RDA. Теперь аккуратно затяните винты стойки.
  3. Удалите отвертку и обрежьте выступающие ножки как можно ближе к стойкам (кусачки для ногтей здесь работают как шарм).

Пробный запуск катушки — теперь, когда она установлена, пора проверить ее. Перед тем, как сделать это, обязательно проверьте сопротивление своим считывателем сопротивления. Просто прикрутите к нему RDA, и он покажет сопротивление катушки.

Не беспокойтесь, если показания будут отклоняться на 0,1 Ом вверх или вниз — такое часто случается. Однако, если расхождение выходит за пределы этого диапазона, проверьте, плотно ли затянуты винты стойки и не касается ли катушка стойки или настила. Небольшая корректировка этих двух вещей обычно решает проблему.

После этого прикрепите свой RDA к моду и ненадолго запустите его, пока он не засветится. То, что вы хотите видеть, — это равномерное нагревание, начиная с центра катушки и двигаясь к концам — вам не нужны горячие точки, которые могут вызвать разрыв катушки надвое.Пинцетом аккуратно сожмите катушку и повторите, пока она не нагреется равномерно.

Вы успешно построили одиночную катушку на 1 Ом — поздравляем! Однако это только начало. Хотя большинство вейперов довольны сборками с одной катушкой, важно отметить, что существует множество типов катушек RDA, от простых до экстравагантных.

Для некоторых из них вам придется использовать несколько жил из разных проводов, а также несколько инструментов, включая даже электродрель. Но — сначала детские шаги! Чтобы узнать, как построить простые вейп-катушки, посмотрите видео-урок ниже.

Как накачать вейп-катушку

Shutterstock / Hurricanehank

Как только ваша вейп-спираль готова, пора ее накачать. У начинающих строителей могут возникнуть проблемы с этим, что является настоящим позором, поскольку без надлежащего впитывания все усилия, затраченные на создание катушки, будут потрачены впустую.

Первое, что нужно сделать — выбрать материал для отвода капель. Есть много вариантов для работы, поэтому выберите тот, который вам больше всего подходит:

  • Органический хлопок
  • Японские ватные диски (Koh Gen Do)
  • Эковул
  • Кремнезем
  • Вискозное волокно

Теперь ответ на вопрос, как накачать вейп-спираль, прост — проявив терпение и немного практики.Для достижения наилучших результатов выполните следующие несколько шагов (мы предполагаем, что вы используете хлопок, поскольку на данный момент это самый популярный материал для впитывания вейп-катушек). Обязательно посмотрите видео, так как оно демонстрирует четыре различных стиля отвода паров, которые могут пригодиться в один прекрасный день.

  1. Растяните хлопок в виде веревки — возьмите клубок ваты и потяните за него, пока не получите небольшую хлопковую веревку. Убедитесь, что он составляет не менее нескольких дюймов в длину, так как вы можете легко отрезать лишнее.
  2. Проденьте вату в катушку — зажмите один конец ваты и осторожно пропустите его через катушку, установленную на RDA. Это изящное искусство — толщины хлопка должно быть достаточно, чтобы ее можно было легко натянуть, но не такой толщины, чтобы катушка не изменилась по форме. Кроме того, если нет сопротивления, ваш хлопок недостаточно толстый и не будет хорошо впитываться, что приведет к множеству сухих ударов.
  3. Обрежьте концы ваты — убедитесь, что у вас осталось достаточно, чтобы наполнить сок вашего RDA.Для разных RDA потребуется разное заполнение, поэтому вам нужно будет поэкспериментировать с этим.
  4. Заправьте хлопок под катушку — используйте маленькие плоскогубцы или ножницы (или даже зубочистку), чтобы заправить концы хлопкового фитиля под катушку. Следите за тем, чтобы концы соприкасались, а вата хорошо не торчала из сока.

Вот и все — теперь вы можете добавить немного вейп-сока в змеевик капельницы и вейпировать.

Vape Coil Wicking видео:

Как накачать вейп-катушку

Shutterstock / Hurricanehank

Как только ваша вейп-спираль готова, пора ее накачать.У начинающих строителей могут возникнуть проблемы с этим, что является настоящим позором, поскольку без надлежащего впитывания все усилия, затраченные на создание катушки, будут потрачены впустую.

Первое, что нужно сделать — выбрать материал для отвода капель. Есть много вариантов для работы, поэтому выберите тот, который вам больше всего подходит:

  • Органический хлопок
  • Японские ватные диски (Koh Gen Do)
  • Эковул
  • Кремнезем
  • Вискозное волокно

Теперь ответ на вопрос, как накачать вейп-спираль, прост — проявив терпение и немного практики.Для достижения наилучших результатов выполните следующие несколько шагов (мы предполагаем, что вы используете хлопок, поскольку на данный момент это самый популярный материал для впитывания вейп-катушек). Обязательно посмотрите видео, так как оно демонстрирует четыре различных стиля отвода паров, которые могут пригодиться в один прекрасный день.

  1. Растяните хлопок в виде веревки — возьмите клубок ваты и потяните за него, пока не получите небольшую хлопковую веревку. Убедитесь, что он составляет не менее нескольких дюймов в длину, так как вы можете легко отрезать лишнее.
  2. Проденьте вату в катушку — зажмите один конец ваты и осторожно пропустите его через катушку, установленную на RDA. Это изящное искусство — толщины хлопка должно быть достаточно, чтобы ее можно было легко натянуть, но не такой толщины, чтобы катушка не изменилась по форме. Кроме того, если нет сопротивления, ваш хлопок недостаточно толстый и не будет хорошо впитываться, что приведет к множеству сухих ударов.
  3. Обрежьте концы ваты — убедитесь, что у вас осталось достаточно, чтобы наполнить сок вашего RDA.Для разных RDA потребуется разное заполнение, поэтому вам нужно будет поэкспериментировать с этим.
  4. Заправьте хлопок под катушку — используйте маленькие плоскогубцы или ножницы (или даже зубочистку), чтобы заправить концы хлопкового фитиля под катушку. Следите за тем, чтобы концы соприкасались, а вата хорошо не торчала из сока.

Вот и все — теперь вы можете добавить немного вейп-сока в змеевик капельницы и вейпировать.

Vape Coil Wicking видео:

Лучшие сборки катушек для облаков

Если вы хотите взорвать огромные облака, хорошее понимание вейп-катушек вам очень поможет.Есть несколько вещей, которые вам нужно принять во внимание, если вы хотите соревноваться в поиске облаков:

  • Воздушный поток — отличный воздушный поток необходим для больших облаков. Убедитесь, что вы не набиваете катушку ватой, иначе она задохнется.
  • Калибр проволоки — чем меньше калибр, тем толще провод — больше площадь поверхности, на которой испаряется сок. Проволока 24-го калибра лучше подходит для поиска облаков, чем 30-го калибра, но для получения низкого сопротивления потребуется гораздо больше намоток.
  • Внутренний диаметр — сборки с внутренним диаметром 2 мм не подойдут для больших облаков, и вам нужно будет сделать как минимум 3 мм.Больший внутренний диаметр обеспечивает больший контакт хлопка с проволокой и помогает быстрее испарять вейп-сок.
  • Позиционирование катушки
  • — вы хотите, чтобы ваши катушки выровнялись с центральным штифтом, чтобы капиллярные капилляры с каждой стороны были равномерными и могли быстро впитывать сок вейпа.

Если вы хотите взорвать огромные облака, хорошее понимание вейп-катушек вам очень поможет. Есть несколько вещей, которые вам нужно принять во внимание, если вы хотите соревноваться в поиске облаков:

  • Воздушный поток — отличный воздушный поток необходим для больших облаков.Убедитесь, что вы не набиваете катушку ватой, иначе она задохнется.
  • Калибр проволоки — чем меньше калибр, тем толще провод — больше площадь поверхности, на которой испаряется сок. Проволока 24-го калибра лучше подходит для поиска облаков, чем 30-го калибра, но для получения низкого сопротивления потребуется гораздо больше намоток.
  • Внутренний диаметр — сборки с внутренним диаметром 2 мм не подойдут для больших облаков, и вам нужно будет сделать как минимум 3 мм. Больший внутренний диаметр обеспечивает больший контакт хлопка с проволокой и помогает быстрее испарять вейп-сок.
  • Позиционирование катушки
  • — вы хотите, чтобы ваши катушки выровнялись с центральным штифтом, чтобы капиллярные капилляры с каждой стороны были равномерными и могли быстро впитывать сок вейпа.

Лучшие катушки Vape для облаков:

Shutterstock / Prostock-studio

Вот три наши любимые катушки, предназначенные для погони за облаками:

  • Датчик 24 с двойной катушкой

  • Катушка макроса 22 датчика

  • Катушка Клэптона

Лучшие катушки Vape для облаков:

Shutterstock / Prostock-studio

Вот три наши любимые катушки, предназначенные для погони за облаками:

  • Датчик 24 с двойной катушкой

  • Катушка макроса 22 датчика

  • Катушка Клэптона

Лучшие сборки катушек для аромата

Если вам не нравятся большие облака, то вы, вероятно, знаток вкусов.Это прекрасно — есть несколько потрясающих конструкций катушек, нацеленных исключительно на максимальное усиление аромата. Однако вам нужно иметь в виду несколько вещей:

  • Воздушный поток — обычно меньше воздуха означает больше аромата, потому что воздух легче насыщается частицами аромата. Хорошо набейте сок ватой, немного больше, чем вы обычно делаете для катушки для погони за облаками.
  • Расположение фитиля — минимизировать воздушный поток — это хорошо, но вам нужно убедиться, что под змеевиком достаточно места для циркуляции воздуха.Обязательно оставьте там небольшое отверстие, чтобы воздух мог легко собирать частицы аромата.
  • Тип проволоки — это очень субъективно, но большинство любителей вкуса предлагают использовать Ni80 или нержавеющую сталь 316L для лучшего вкуса.
  • Тип фитиля — опять же, субъективно и будет зависеть от мощности, которую вы используете, но вейперы добились отличных вкусовых результатов с японскими хлопковыми фитилями.

Если вам не нравятся большие облака, то вы, вероятно, знаток вкусов. Это прекрасно — есть несколько потрясающих конструкций катушек, нацеленных исключительно на максимальное усиление аромата.Однако вам нужно иметь в виду несколько вещей:

  • Воздушный поток — обычно меньше воздуха означает больше аромата, потому что воздух легче насыщается частицами аромата. Хорошо набейте сок ватой, немного больше, чем вы обычно делаете для катушки для погони за облаками.
  • Расположение фитиля — минимизировать воздушный поток — это хорошо, но вам нужно убедиться, что под змеевиком достаточно места для циркуляции воздуха. Обязательно оставьте там небольшое отверстие, чтобы воздух мог легко собирать частицы аромата.
  • Тип проволоки — это очень субъективно, но большинство любителей вкуса предлагают использовать Ni80 или нержавеющую сталь 316L для лучшего вкуса.
  • Тип фитиля — опять же, субъективно и будет зависеть от мощности, которую вы используете, но вейперы добились отличных вкусовых результатов с японскими хлопковыми фитилями.

3 лучших вейп-катушки для вкуса

Стоит повторить, что вкус на самом деле очень субъективен. То, что кому-то кажется приятным на вкус, может показаться несвежим или непосильным для другого вейпера.

Имея это в виду, мы перешли к выбору трех верхних катушек для ароматов на основе отзывов на форумах от ряда вейперов. Предупреждение — все эти катушки сложно сделать, поэтому не расстраивайтесь, если для этого потребуется несколько попыток.

  • Катушка Alien Coil со скобами в рамке

  • Катушка Клэптона со смещением в шахматном порядке

  • Трехъядерная плавкая катушка Alien Clapton

3 лучших вейп-катушки для вкуса

Стоит повторить, что вкус на самом деле очень субъективен.То, что кому-то кажется приятным на вкус, может показаться несвежим или непосильным для другого вейпера.

Имея это в виду, мы перешли к выбору трех верхних катушек для ароматов на основе отзывов на форумах от ряда вейперов. Предупреждение — все эти катушки сложно сделать, поэтому не расстраивайтесь, если для этого потребуется несколько попыток.

  • Катушка Alien Coil со скобами в рамке

  • Катушка Клэптона со смещением в шахматном порядке

  • Трехъядерная плавкая катушка Alien Clapton

Crazy Coil Builds

Вы, наверное, думали, что эти ароматические спирали сложно построить, но подождите, пока вы не увидите, что мы приготовили для вас здесь.Эти сумасшедшие конструкции катушек заставят вас работать пальцами, пока они не станут кровавыми и сырыми. Конечно, они выглядят красиво, но действительно ли они того стоят? Судите сами.

Катушка из кожи дракона

Катушка Джаггернаута

Катушка приливного провода

Плоская Bastard Coil

Двойная витая спиральная катушка Клэптона

Crazy Coil Builds

Вы, наверное, думали, что эти ароматические спирали сложно построить, но подождите, пока вы не увидите, что мы приготовили для вас здесь.Эти сумасшедшие конструкции катушек заставят вас работать пальцами, пока они не станут кровавыми и сырыми. Конечно, они выглядят красиво, но действительно ли они того стоят? Судите сами.

Катушка из кожи дракона

Катушка Джаггернаута

Катушка приливного провода

Плоская Bastard Coil

Двойная витая спиральная катушка Клэптона

Провода и катушки для электронных сигарет в двух словах

Как видите, найти свою вейп-нирвану может быть непросто.При таком большом количестве проводов, датчиков и типов катушек может потребоваться некоторое время, чтобы наткнуться на настройку, которая идеально соответствует вашему стилю вейпинга. Тем не менее, это увлекательный процесс, и, если у вас есть время, мы уверены, вам понравится изучать различные вкусовые нюансы, которые появляются с каждой новой катушкой.

Если у вас есть какие-либо вопросы о вейп-проводах или вейп-катушках, не забудьте оставить комментарий ниже. И, если вы решите попробовать свои силы в создании любой из представленных здесь сумасшедших катушек, сообщите нам — мы будем рады увидеть конечный результат.

Как видите, найти свою вейп-нирвану может быть непросто. При таком большом количестве проводов, датчиков и типов катушек может потребоваться некоторое время, чтобы наткнуться на настройку, которая идеально соответствует вашему стилю вейпинга. Тем не менее, это увлекательный процесс, и, если у вас есть время, мы уверены, вам понравится изучать различные вкусовые нюансы, которые появляются с каждой новой катушкой.

Если у вас есть какие-либо вопросы о вейп-проводах или вейп-катушках, не забудьте оставить комментарий ниже. И, если вы решите попробовать свои силы в создании любой из представленных здесь сумасшедших катушек, сообщите нам — мы будем рады увидеть конечный результат.

Дата публикации: 29 января 2018 г. Обновлено: 7 июля 2021 г.


SMART и токопроводящие ткани, пряжа или ткани

Следующий JEC world пройдет с 8 по 10 марта 2022 года! … Сделайте перчатки тактильными! используйте нашу кондукторную швейную нить SILVERPAM

Металлическая нагревательная или токопроводящая пряжа и гибкие конструкции для технического текстиля или композитов функционализация:

Мы проектируем и производим гибкую, металлическую, токопроводящую или нагревательную пряжу для передачи энергии или функциональности материалов.
Вы можете разместить их в тканях или встроить в гибкие конструкции или композиты.

Что мы подразумеваем под

Передача энергии :

  • Электроэнергия
  • Оптическая энергия
  • Тепловая энергия (передача, контролируемая материалами или жидкостями)

Что мы подразумеваем под

проводящими или резистивными волокнами :

  • ультратонкие волокна или мультифиламенты из сплавов металлов или нержавеющей стали;
  • Волокна металлические, привитые или с покрытием
  • Многокомпонентная пряжа с добавками термопластов или смол
  • Оптоволокно
  • Капилляры или микротрубки для теплоносителей

Что мы подразумеваем под

гибкими конструкциями :

  • Металл или нержавеющая сталь Устойчивые к высоким температурам микроволокна, ленты или пряжа:
  • В виде токопроводящих жил:
  • На основе гибких функциональных тканей:

Металлические нагревательные или токопроводящие волокна, пряжа и гибкие конструкции


для функционализации текстильных или композитных материалов SMART

Сосредоточьтесь на небольшом количестве проводящих материалов

Мы работаем с рядом ультратонких металлических или проводящих волокон, выбранных с учетом их особых свойств.

Трансверсальность: мы используем много технологий преобразования текстиля

Благодаря собственным производственным мощностям или хорошо известным партнерам мы оптимизируем свойства наших функциональных материалов для удовлетворения потребностей наших клиентов.

Работаем на трех основных рынках

    Нагревательные нити или ткани для функциональности многослойных или композитных деталей

    Гибкие элементы для электроники: смарт-текстиль, антенны RFID, связанная одежда, подключение

    Высокотемпературная фильтрация и катализ горячих газов

Во что мы верим:

«Самый большой инновационный потенциал лежит на перекрестке материалов, технологий и человека»

«Прошлые или будущие инновации очень часто вдохновлены тем, что уже существует в Природе!»

Обладает наибольшим сопротивлением.Расчет удельного сопротивления металлов, в частности меди

Содержание:

Удельным сопротивлением металлов считается их способность противостоять электрическому току, проходящему через них. Единица измерения этого значения — Ом * м (Омметр). Греческая буква ρ (ro) используется как символ. Высокие значения удельного сопротивления означают плохую электропроводность того или иного материала.

Характеристики стали

Прежде чем подробно рассматривать удельное сопротивление стали, следует ознакомиться с ее основными физико-механическими свойствами.Благодаря своим качествам этот материал получил широкое распространение в производственной сфере и других сферах жизни и труда людей.

Сталь — это сплав железа и углерода, содержание которого не превышает 1,7%. Помимо углерода, сталь содержит определенное количество примесей — кремний, марганец, серу и фосфор. По своим качествам он намного лучше чугуна, легко поддается закалке, ковке, прокатке и другим видам обработки. Все виды сталей отличаются высокой прочностью и пластичностью.

По своему назначению стали подразделяются на конструкционные, инструментальные, а также с особыми физическими свойствами. Каждый из них содержит разное количество углерода, за счет чего материал приобретает определенные специфические качества, например, жаростойкость, жаростойкость, устойчивость к ржавчине и коррозии.

Особое место занимает электротехническая сталь, выпускаемая в листовом формате и используемая в производстве электротехнической продукции. Для получения этого материала проводится легирование кремнием, которое может улучшить его магнитные и электрические свойства.

Для того, чтобы электротехническая сталь приобрела требуемые характеристики, необходимо выполнение определенных требований и условий. Материал должен легко намагничиваться и перемагничиваться, то есть иметь высокую магнитную проницаемость. Такие стали хороши, и их перемагничивание осуществляется с минимальными потерями.

Размеры и масса магнитопроводов и обмоток, а также КПД трансформаторов и значение их рабочей температуры зависят от соблюдения этих требований.На выполнение условий влияет множество факторов, в том числе удельное сопротивление стали.

Удельное сопротивление и другие показатели

Удельное сопротивление — это отношение напряженности электрического поля в металле и плотности тока, протекающего в нем. Для практических расчетов используется формула: в которой ρ — удельное сопротивление металла (Ом * м), E — напряженность электрического поля (В / м), а Дж, — плотность электрического тока в металле (А / м 2).Когда электрическое поле очень сильное, а плотность тока низкая, удельное сопротивление металла будет высоким.

Существует еще одна величина, называемая электропроводностью, которая обратно пропорциональна удельному сопротивлению, указывающая на степень проводимости электрического тока конкретным материалом. Он определяется по формуле и выражается в единицах См / м — сименс на метр.

Удельное сопротивление тесно связано с электрическим сопротивлением. Однако они отличаются друг от друга.В первом случае это свойство материала, в том числе стали, а во втором случае определяется свойство всего объекта. На качество резистора влияет сочетание нескольких факторов, в первую очередь, формы и удельного сопротивления материала, из которого он изготовлен. Например, если для изготовления резистора с проволочной обмоткой использовался тонкий и длинный провод, то его сопротивление будет больше, чем сопротивление резистора, сделанного из толстого и короткого провода из того же металла.

Другой пример — проволочные резисторы того же диаметра и длины.Однако если в одном из них материал имеет высокое удельное сопротивление, а в другом — низкое, то, соответственно, электрическое сопротивление в первом резисторе будет выше, чем во втором.

Зная основные свойства материала, вы можете использовать удельное сопротивление стали для определения значения сопротивления стального проводника. Для расчетов помимо удельного электрического сопротивления потребуются диаметр и длина самого провода. Расчеты производятся по следующей формуле:, в которой R равно (Ом), ρ — удельное сопротивление стали (Ом * м), L, — соответствует длине провода, A, — его площадь поперечного сечения.

Имеется температурная зависимость удельного сопротивления стали и других металлов. В большинстве расчетов используется комнатная температура — 20 0 С. Все изменения под влиянием этого фактора учитываются с помощью температурного коэффициента.

Как мы знаем из закона Ома, ток в секции цепи находится в следующем соотношении: I = U / R … Закон был получен в результате серии экспериментов немецкого физика Георга Ома в 19 веке.Он заметил закономерность: сила тока в любом участке цепи напрямую зависит от напряжения, которое приложено к этому участку, и наоборот — от его сопротивления.

Позже выяснилось, что сопротивление сечения зависит от его геометрических характеристик следующим образом: R = ρl / S ,

где l — длина проводника, S — его площадь поперечного сечения, а ρ — некоторый коэффициент пропорциональности.

Таким образом, сопротивление определяется геометрией проводника, а также таким параметром, как удельное сопротивление (далее u.с.) — это так называемый коэффициент. Если взять два проводника одинакового сечения и длины и вставить их в цепь по очереди, то, измерив ток и сопротивление, можно увидеть, что в двух случаях эти показатели будут разными. Таким образом, удельное электрическое сопротивление — это характеристика материала, из которого сделан проводник, а точнее вещества.

Электропроводность и сопротивление

US показывает способность вещества предотвращать прохождение тока.Но в физике есть еще и обратная величина — проводимость. Он показывает способность проводить электрический ток. Выглядит это так:

σ = 1 / ρ, где ρ — удельное сопротивление вещества.

Если говорить о проводимости, то она определяется характеристиками носителей заряда в этом веществе. Итак, у металлов есть свободные электроны. На внешней оболочке их не больше трех, и атому выгоднее их «отдать», что и происходит при химических реакциях с веществами из правой части таблицы Менделеева.В ситуации, когда у нас есть чистый металл, он имеет кристаллическую структуру, в которой эти внешние электроны являются обычными. Именно они несут заряд, если к металлу приложить электрическое поле.

В растворах носителями заряда являются ионы.

Если говорить о таких веществах, как кремний, то по своим свойствам это полупроводник и работает по несколько иному принципу, но об этом позже. А пока разберемся, в чем разница между такими классами веществ как:

  1. Проводники;
  2. Полупроводники;
  3. Диэлектрики.

Проводники и диэлектрики

Есть вещества, которые почти не проводят ток. Их называют диэлектриками. Такие вещества способны поляризоваться в электрическом поле, то есть их молекулы могут вращаться в этом поле, в зависимости от того, как они в них распределены. электронов … Но поскольку эти электроны не свободны, а служат для связи между атомами, они не проводят ток.

Электропроводность диэлектриков практически нулевая, хотя идеальных среди них нет (это такая же абстракция, как абсолютно черное тело или идеальный газ).

Условной границей понятия «проводник» является ρ

Между этими двумя классами находятся вещества, называемые полупроводниками. Но их выделение в отдельную группу веществ связано не столько с их промежуточным состоянием по линии «проводимость — сопротивление», сколько с особенностями этой проводимости в различных условиях.

Зависимость от факторов внешней среды

Электропроводность не совсем постоянная. Данные в таблицах, откуда берется ρ для расчетов, существуют для нормальных условий окружающей среды, то есть для температуры 20 градусов.На самом деле найти такие идеальные условия для работы цепи сложно; собственно нас (а значит и проводимость) зависят от следующих факторов:

  1. температура;
  2. давление;
  3. наличие магнитных полей;
  4. свет;
  5. агрегатное состояние.

У разных веществ есть свой график изменения этого параметра в разных условиях. Так, ферромагнетики (железо и никель) увеличивают его, когда направление тока совпадает с направлением силовых линий магнитного поля.Что касается температуры, то здесь зависимость практически линейная (есть даже понятие температурного коэффициента сопротивления, это тоже табличное значение). Но направление этой зависимости другое: для металлов она увеличивается с повышением температуры, а для редкоземельных элементов и растворов электролитов она увеличивается — и это в пределах того же агрегатного состояния.

В полупроводниках зависимость от температуры не линейная, а гиперболическая и обратная: с повышением температуры их проводимость увеличивается.Это качественно отличает проводники от полупроводников. Вот так выглядит зависимость ρ от температуры для проводников:

Здесь показано удельное сопротивление меди, платины и железа. Немного другой график для некоторых металлов, например, ртути — при понижении температуры до 4 К она ее практически полностью теряет (это явление называется сверхпроводимостью).

А для полупроводников эта зависимость будет примерно такой:

При переходе в жидкое состояние ρ металла увеличивается, но тогда все они ведут себя по-разному.Например, для расплавленного висмута он ниже, чем при комнатной температуре, а для меди в 10 раз выше нормы. Никель покидает линейный график при 400 градусах, после чего ρ падает.

Но у вольфрама температурная зависимость настолько велика, что приводит к перегоранию ламп накаливания. При включении ток нагревает катушку, и ее сопротивление увеличивается в несколько раз.

Также на. с участием. сплавов зависит от технологии их производства. Итак, если мы имеем дело с простой механической смесью, то сопротивление такого вещества можно рассчитать по среднему значению, но оно будет другим для сплава замещения (это когда два или более элемента складываются в одну кристаллическую решетку) , как правило, намного больше.Например, нихром, из которого делают спирали для электроплит, имеет такой показатель по этому параметру, что этот проводник при включении в схему нагревается до покраснения (именно поэтому, собственно, и используется).

Вот характеристика ρ углеродистых сталей:

Как видите, при приближении к температуре плавления она стабилизируется.

Удельное сопротивление различных проводников

Как бы то ни было, а в расчетах ρ используется именно при нормальных условиях.Вот таблица, по которой вы можете сравнить эту характеристику для разных металлов:

Как видно из таблицы, лучший проводник — серебряный. И только стоимость не позволяет его массово использовать в кабельном производстве. Алюминий США также невелик, но меньше, чем у золота. Из таблицы становится понятно, почему проводка в домах медная или алюминиевая.

В таблицу не включен никель, который, как мы уже говорили, имеет несколько необычный график зависимости y.с участием. от температуры. После повышения температуры до 400 градусов удельное сопротивление никеля начинает не расти, а падать. Он также интересно ведет себя в других сплавах замещения. Вот как ведет себя сплав меди и никеля, в зависимости от процентного содержания обоих:

А этот интересный график показывает сопротивление цинк-магниевых сплавов:

В качестве материалов для изготовления реостатов используются высокопрочные сплавы, вот их характеристики:

Это сложные сплавы, состоящие из железа, алюминия, хрома, марганца, никеля.-7 Ом · м.

Разница между y. с участием. разные проводники определяют их применение. Так, медь и алюминий широко используются при производстве кабелей, а золото и серебро используются в качестве контактов в ряде изделий радиотехники. Свое место среди производителей электроприборов нашли проводники с высоким сопротивлением (точнее, они были созданы для этого).

Изменчивость этого параметра в зависимости от условий окружающей среды легла в основу таких устройств, как датчики магнитного поля, термисторы, тензодатчики, фоторезисторы.

14.04.2018

Проводники из меди, алюминия, их сплавов и железа (стали) используются в качестве токопроводящих частей в электроустановках.

Медь — один из лучших проводящих материалов. Плотность меди при 20 ° C составляет 8,95 г / см 3, температура плавления 1083 ° C. Медь химически малоактивна, но легко растворяется в азотной кислоте, а в разбавленных соляной и серной кислотах растворяется только в присутствии окислителя. агенты (кислород). На воздухе медь быстро покрывается тонким слоем оксида темного цвета, но это окисление не проникает глубоко в металл и служит защитой от дальнейшей коррозии.Медь хорошо поддается ковке и прокатке без нагрева.

Используется для производства электролитической меди в слитках, содержащих медь чистотой 99,93%.

Электропроводность меди сильно зависит от количества и типа примесей и, в меньшей степени, от механической и термической обработки. при 20 ° C составляет 0,0172-0,018 Ом x мм2 / м.

Для изготовления токопроводящих жил используется мягкая, полутвердая или твердая медь с удельным весом соответственно 8,9, 8,95 и 8.96 г / см 3.

Для изготовления деталей токоведущих частей широко используется медь в сплавах с другими металлами … Наиболее широко используются следующие сплавы.

Латунь — это сплав меди с цинком, содержащий не менее 50% меди в сплаве с добавками других металлов. латунь 0,031 — 0,079 Ом x мм2 / м. Различают латунь — томбак с содержанием меди более 72% (обладает высокой пластичностью, антикоррозийными и антифрикционными свойствами) и специальную латунь с добавками алюминия, олова, свинца или марганца.

Контакт латунный

Бронзы — это сплав меди и олова с добавками различных металлов. В зависимости от содержания в сплаве основного компонента бронзы их называют оловом, алюминием, кремнием, фосфором, кадмием. Удельное сопротивление бронзы 0,021 — 0,052 Ом x мм 2 / м.

Латунь и бронза отличаются хорошими механическими и физико-химическими свойствами. Они легко обрабатываются литьем и давлением, устойчивы к атмосферной коррозии.

Алюминий — второй по качеству токопроводящий материал после меди. Температура плавления 659,8 ° C. Плотность алюминия при температуре 20 ° составляет 2,7 г / см 3. Алюминий легко лить и хорошо обрабатывается. При температуре 100–150 ° C алюминий является ковким и пластичным (его можно раскатывать в листы толщиной до 0,01 мм).

Электропроводность алюминия сильно зависит от примесей и мало от механической и термической обработки. Чем чище состав алюминия, тем выше его электропроводность и лучше устойчивость к химическому воздействию.Обработка, прокатка и отжиг существенно влияют на механическую прочность алюминия. Холодная обработка алюминия увеличивает его твердость, эластичность и прочность на разрыв. Удельное сопротивление алюминия при 20 ° C 0,026 — 0,029 Ом x мм 2 / м.

При замене меди на алюминий сечение жилы необходимо увеличить по отношению к проводимости, то есть в 1,63 раза.

При равной проводимости алюминиевый проводник будет в 2 раза легче медного.

Для изготовления проводов используется алюминий, содержащий не менее 98% алюминия, кремний не более 0,3%, железо не более 0,2%

Для изготовления деталей токоведущих частей используют сплавы алюминия с другими металлами, например: Дуралюминий — сплав алюминия с медью и марганцем.

Силумин — легкий литейный сплав из алюминия с примесью кремния, магния, марганца.

Алюминиевые сплавы обладают хорошими литейными свойствами и высокой механической прочностью.

В электротехнике наиболее широко используются алюминиевые сплавы:

Сплав алюминиевый деформируемый марки АД с содержанием алюминия не менее 98,8 и прочих примесей до 1,2.

Сплав алюминиевый деформируемый марки АД1 с содержанием алюминия не менее 99,3 и прочих примесей до 0,7.

Сплав алюминиевый деформируемый марки АД31, содержащий алюминий 97,35 — 98,15 и прочие примеси 1,85-2,65.

Сплавы марок АД и АД1 используются для изготовления корпусов и плашек для зажимов метизов.Профили и шины для электропроводки изготавливаются из сплава марки АД31.

Изделия из алюминиевых сплавов в результате термической обработки приобретают высокие предел прочности и предел текучести (ползучесть).

Железо — точка плавления 1539 ° С. Плотность железа 7,87. Железо растворяется в кислотах, окисляется галогенами и кислородом.

В электротехнике используются различные марки стали, например:

Углеродистые стали — это ковкие сплавы железа с углеродом и другими металлургическими примесями.

Удельное сопротивление углеродистой стали составляет 0,103–0,204 Ом x мм 2 / м.

Легированные стали — сплавы с дополнительными добавками к углеродистой стали хрома, никеля и других элементов.

Стали хорошие.

В качестве добавок к сплавам, а также для изготовления припоев и реализации токопроводящих металлов широко используются:

Кадмий — ковкий металл. Температура плавления кадмия — 321 ° C.Удельное сопротивление 0,1 Ом x мм 2 / м. В электротехнике кадмий используется для приготовления легкоплавких припоев и защитных покрытий (кадмий) на поверхности металлов. По своим антикоррозийным свойствам кадмий близок к цинку, но кадмиевые покрытия менее пористые и наносятся более тонким слоем, чем цинк.

Никель — точка плавления 1455 ° C. Удельное сопротивление никеля 0,068 — 0,072 Ом x мм 2 / м. При нормальной температуре не окисляется кислородом воздуха. Никель используется в сплавах и для защитного покрытия (никелирования) поверхности металлов.

Олово — температура плавления 231,9 ° C. Удельное сопротивление олова 0,124 — 0,116 Ом x мм 2 / м. Олово применяется для пайки защитного покрытия (лужения) металлов в чистом виде и в виде сплавов с другими металлами.

Свинец — точка плавления 327,4 ° C. Удельное сопротивление 0,217 — 0,227 Ом x мм 2 / м. Свинец используется в сплавах с другими металлами как кислотостойкий материал. Его добавляют в паяльные сплавы (припои).

Серебро — очень ковкий, пластичный металл.Температура плавления серебра 960,5 ° С. Серебро — лучший проводник тепла и электрического тока. Удельное сопротивление серебра 0,015 — 0,016 Ом x мм 2 / м. Серебро используется для защитного покрытия (серебрения) поверхности металлов.

Сурьма — блестящий хрупкий металл с температурой плавления 631 ° C. Сурьма используется в качестве добавок в припоях (припоях).

Хром — твердый блестящий металл. Температура плавления 1830 ° С. Не меняется на воздухе при обычных температурах.Удельное сопротивление хрома составляет 0,026 Ом x мм 2 / м. Хром используется в сплавах и для защитного покрытия (хромирования) металлических поверхностей.

Цинк — точка плавления 419,4 ° C. Удельное сопротивление цинка 0,053 — 0,062 Ом x мм 2 / м. Во влажном воздухе цинк окисляется, покрываясь слоем оксида, который защищает от последующего химического воздействия. В электротехнике цинк используется как добавка в сплавы и припои, а также для защитного покрытия (гальванизации) поверхностей металлических деталей.

Как только электричество вышло из лабораторий ученых и стало широко внедряться в практику повседневной жизни, встал вопрос о поиске материалов с определенными, иногда совершенно противоположными характеристиками по отношению к протеканию через них электрического тока.

Например, при передаче электроэнергии на большие расстояния к материалу проволоки предъявлялись требования минимизации потерь из-за джоулева нагрева в сочетании с низкими весовыми характеристиками.Примером тому являются знакомые нам высоковольтные линии электропередачи из алюминиевых проводов со стальным сердечником.

Или, наоборот, для создания компактных трубчатых электронагревателей требовались материалы с относительно высоким электрическим сопротивлением и высокой термостойкостью. Самым простым примером прибора, в котором используются материалы со схожими свойствами, является конфорка обычной кухонной электроплиты.

Проводники, используемые в биологии и медицине в качестве электродов, зондов и зондов, требуют высокой химической стойкости и совместимости с биоматериалами в сочетании с низким контактным сопротивлением.

Целая плеяда изобретателей из разных стран: Англии, России, Германии, Венгрии и США приложила свои усилия к созданию такого знакомого всем теперь устройства, как лампа накаливания. Томас Эдисон, проведя более тысячи экспериментов по проверке свойств материалов, подходящих на роль нитей нити, создал лампу с платиновой спиралью. Лампы Эдисона хоть и обладали долгим сроком службы, но были непрактичны из-за дороговизны исходного материала.

Последующие работы русского изобретателя Лодыгина, предложившего использовать в качестве нитей относительно дешевые тугоплавкие вольфрам и молибден с более высоким удельным сопротивлением, нашли практическое применение. Кроме того, Лодыгин предложил откачивать воздух из баллонов ламп накаливания, заменяя его инертными или благородными газами, что привело к созданию современных ламп накаливания. Пионером массового производства доступных и долговечных электрических ламп была компания General Electric, которой Лодыгин передал права на свои патенты, а затем долгое время успешно работал в лабораториях компании.

Этот список можно продолжить, поскольку пытливый человеческий ум настолько изобретателен, что иногда для решения определенной технической задачи ему требуются материалы с беспрецедентными свойствами или с невероятным сочетанием этих свойств. Природа больше не может угнаться за нашими аппетитами, и ученые со всего мира присоединились к гонке, чтобы создать материалы, не имеющие природных аналогов.

Это преднамеренное подключение корпуса или корпуса электрических устройств к устройству защитного заземления.Обычно заземление выполняется в виде стальных или медных полос, труб, стержней или уголков, заглубленных в землю на глубину более 2,5 метров, что в случае аварии обеспечивает протекание тока по цепи. устройства — корпус или кожух — земля — ​​нейтральный провод источника переменного тока. Сопротивление этой цепи должно быть не более 4 Ом. В этом случае напряжение на корпусе аварийного устройства снижается до безопасных для человека значений, а устройства автоматической защиты электрической цепи тем или иным образом отключают аварийное устройство.

При расчете элементов защитного заземления важную роль играет удельное сопротивление почвы, которое может варьироваться в широком диапазоне.

В соответствии с данными справочных таблиц выбирается площадь заземляющего устройства, по ней рассчитывается количество заземляющих элементов и фактическая конструкция всего устройства. Соединение конструктивных элементов устройства защитного заземления производится сваркой.

Электротомография

Электроразведка изучает приповерхностную геологическую среду, применяется для поиска рудных и неметаллических полезных ископаемых и других объектов на основе изучения различных искусственных электрических и электромагнитных полей.Частным случаем электроразведки является томография электросопротивления — метод определения свойств горных пород по их удельному сопротивлению.

Суть метода заключается в том, что в определенном месте источника электрического поля измеряется напряжение на различных датчиках, затем источник поля перемещается в другое место или переключается на другой источник и измерения повторяются. Источники поля и зонды-приемники поля размещаются на поверхности и в скважинах.

Далее полученные данные обрабатываются и интерпретируются с использованием современных компьютерных методов обработки, позволяющих визуализировать информацию в виде двухмерных и трехмерных изображений.

Электротомография, будучи очень точным методом поиска, является неоценимым подспорьем для геологов, археологов и палеозоологов.

Определение формы залегания месторождений полезных ископаемых и границ их распространения (разграничения) дает возможность выявить залегание жильных месторождений полезных ископаемых, что значительно снижает затраты на их последующую разработку.

Для археологов этот метод поиска дает ценную информацию о местонахождении древних захоронений и наличии в них артефактов, что снижает затраты на раскопки.

Палеозоологи ищут окаменелые останки древних животных с помощью электротомографии; Результаты их работы можно увидеть в музеях естествознания в виде потрясающих реконструкций скелетов доисторической мегафауны.

Кроме того, электротомография применяется при строительстве и последующей эксплуатации инженерных сооружений: многоэтажных домов, дамб, дамб, насыпей и др.

Определение удельного сопротивления на практике

Иногда для решения практических задач возникает задача определения состава вещества, например проволоки для резака пенополистирола.У нас есть две катушки с проволокой подходящего диаметра из различных неизвестных материалов. Для решения проблемы необходимо найти их удельное электрическое сопротивление, а затем по разнице найденных значений или из справочной таблицы определить материал провода.

Измерьте рулеткой и отрежьте 2 метра проволоки от каждого образца. Определите диаметры проволоки d₁ и d₂ микрометром. Включив мультиметр на нижний предел измерения сопротивления, измеряем сопротивление образца R₁.Повторяем процедуру для другого образца и также измеряем его сопротивление R₂.

Учтем, что площадь сечения проводов рассчитывается по формуле

S = π ∙ d 2/4

Теперь формула для расчета удельного электрического сопротивления будет иметь вид

ρ = R ∙ π ∙ d 2/4 ∙ L

Подставляя полученные значения L, d₁ и R₁ в формулу для расчета удельного сопротивления, приведенную в статье выше, мы вычисляем значение ρ₁ для первого образца .

ρ 1 = 0,12 Ом мм 2 / м

Подставляя полученные значения L, d₂ и R₂ в формулу, вычисляем значение ρ₂ для второго образца.

ρ 2 = 1,2 Ом мм 2 / м

Из сравнения значений ρ₁ и ρ₂ со справочными данными приведенной выше Таблицы 2, мы делаем вывод, что материалом первого образца является сталь, а второго. — нихром, из которого мы сделаем резак.

Они называют способность металла пропускать через себя заряженный ток.В свою очередь, сопротивление — одна из характеристик материала. Чем больше электрическое сопротивление при заданном напряжении, тем оно будет меньше. Он характеризует силу сопротивления проводника движению заряженных электронов, направленным по нему. Поскольку свойство передачи электричества обратно пропорционально сопротивлению, это означает, что оно будет выражено в форме формулы как отношение 1 / R.

Удельное сопротивление всегда зависит от качества материала, используемого при производстве устройств.Его измеряют исходя из параметров проводника длиной 1 метр и площадью поперечного сечения 1 квадратный миллиметр. Например, для меди свойство удельного сопротивления всегда равно 0,0175 Ом, для алюминия — 0,029, для железа — 0,135, для константана — 0,48, для нихрома — 1–1,1. Удельное сопротивление стали равно числу 2 * 10-7 Ом.м

Противодействие току прямо пропорционально длине проводника, по которому он движется. Чем длиннее устройство, тем выше значение сопротивления.Эту зависимость будет легче усвоить, если представить две воображаемые пары сосудов, сообщающихся друг с другом. Соединительная трубка должна оставаться тоньше для одной пары устройств, а для другой — толще. Когда обе пары заполнены водой, переход жидкости в толстую трубку будет происходить намного быстрее, потому что она будет иметь меньшее сопротивление переливу воды. По этой аналогии ему легче пройти по толстому проводнику, чем по тонкому.

Удельное сопротивление в системе СИ измеряется в Ом.м. Электропроводность зависит от средней длины свободного полета заряженных частиц, которая характеризуется структурой материала. Металлы без примесей, у которых наиболее правильные имеют наименьшие значения сопротивления. И наоборот, примеси искажают решетку, тем самым повышая ее характеристики. Удельное сопротивление металлов находится в узком диапазоне значений при нормальных температурах: от серебра от 0,016 до 10 мкОм · м (сплавы железа и хрома с алюминием).

На особенности движения заряженных

электронов в проводнике влияет температура, так как с ее увеличением амплитуда волновых колебаний существующих ионов и атомов увеличивается.В результате у электронов остается меньше свободного пространства для нормального движения в кристаллической решетке. Это означает, что препятствие для упорядоченного движения увеличивается. Удельное сопротивление любого проводника, как обычно, линейно увеличивается с ростом температуры. А для полупроводников наоборот характерно уменьшение с увеличением градусов, так как из-за этого высвобождается много зарядов, которые непосредственно создают электрический ток.

В процессе охлаждения некоторых металлических проводников до известной температуры их удельное сопротивление резко падает до нуля.Это явление было открыто в 1911 году и получило название сверхпроводимости.

  • Константан (58,8 Cu, 40 Ni, 1,2 Mn)
  • Манганин (85 Cu, 12 Mn, 3 Ni)
  • Нейзильбер (65 Cu, 20 Zn, 15 Ni)
  • Никелин (54 Cu, 20 Zn, 26 Ni)
  • Нихром (67,5 Ni, 15 Cr, 16 Fe, 1,5 Mn)
  • Реонат (84Cu, 12Mn, 4 Zn)
  • Фехраль (80 Fe, 14 Cr, 6 Al)

Удельное сопротивление нихрома

Каждое тело, через которое проходит электрический ток, автоматически оказывает ему определенное сопротивление.Свойство проводника выдерживать электрический ток называется электрическим сопротивлением.

Рассмотрим электронную теорию этого явления. Двигаясь по проводнику, свободные электроны постоянно встречаются на своем пути с другими электронами и атомами. Взаимодействуя с ними, свободный электрон теряет часть заряда. Таким образом, электроны сталкиваются с сопротивлением со стороны материала проводника. У каждого тела своя атомная структура, которая имеет разное сопротивление электрическому току.Единицей измерения сопротивления считается Ом. Указывается сопротивление материалов — R или r.

Чем меньше сопротивление проводника, тем легче электрическому току проходить через это тело. И наоборот: чем выше сопротивление, тем хуже тело проводит электрический ток.

Сопротивление каждого отдельного проводника зависит от свойств материала, из которого он сделан. Для точной характеристики электрического сопротивления материала было введено понятие — удельное сопротивление (нихром, алюминий и т. Д.).). Под удельным сопротивлением понимается сопротивление проводника длиной до 1 м, сечение которого составляет 1 кв. Мм. Обозначается этот показатель буквой р. Каждый материал, из которого изготовлен проводник, имеет свое удельное сопротивление. Для примера рассмотрим удельное сопротивление нихрома и фехрали (более 3 мм):

  • Х15Н60 — 1,13 Ом * мм / м
  • Х23Ю5Т — 1,39 Ом * мм / м
  • Х20Н80 — 1,12 Ом * мм / м
  • ХН70Ю — 1,30 Ом * мм / м
  • ХН20ЮС — 1.02 Ом * мм / м

Удельное сопротивление нихрома, фехрали указывает на основную область их применения: производство устройств теплового воздействия, бытовых приборов и электронагревательных элементов промышленных печей.

Поскольку нихром и фехраль используются в основном при производстве нагревательных элементов, наиболее распространенными продуктами являются нихромовая нить, лента, лента Х15Н60 и Х20Н80, а также фехраль Х23Ю5Т.

Сопротивление меди меняется с температурой, но сначала вам нужно решить, имеем ли мы в виду удельное электрическое сопротивление проводников (омическое сопротивление), которое важно для питания через Ethernet с использованием постоянного тока, или мы говорим о сигналах в сетях передачи данных. , а затем мы говорим о вносимых потерях при распространении электромагнитной волны в среде витой пары и о зависимости затухания от температуры (и частоты, что не менее важно).

Удельное сопротивление меди

В международной системе СИ удельное сопротивление проводников измеряется в Ом ∙ м. В сфере IT чаще используется внесистемный размер Ом ∙ мм 2 / м, что более удобно для расчетов, так как сечения жил обычно указываются в мм 2. Значение 1 Ом ∙ мм 2. / м в миллион раз меньше 1 Ом ∙ м и характеризует удельное сопротивление вещества, однородный проводник которого длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм 2 дает сопротивление 1 Ом.

Удельное сопротивление чистой электротехнической меди при 20 ° C составляет 0,0172 Ом ∙ мм 2 / м … В различных источниках можно найти значения до 0,018 Ом ∙ мм 2 / м, которые также могут относиться к электротехническая медь. Значения варьируются в зависимости от обработки, которой подвергался материал. Например, отжиг после вытяжки («волочения») проволоки снижает удельное сопротивление меди на несколько процентов, хотя он проводится в первую очередь ради изменения механических, а не электрических свойств.

Удельное сопротивление меди имеет прямое отношение к реализации приложений Power over Ethernet. Только часть исходного постоянного тока, приложенного к проводнику, достигнет дальнего конца проводника — некоторые потери на этом пути неизбежны. Например, для PoE типа 1 требуется минимум 12,95 Вт из 15,4 Вт, подаваемых источником на устройство с питанием на дальнем конце.

Удельное сопротивление меди изменяется с температурой, но для температур, типичных для IT-сферы, эти изменения невелики.Изменение удельного сопротивления рассчитывается по формулам:

ΔR = α R ΔT

R 2 = R 1 (1 + α (Т 2 — Т 1))

где ΔR — изменение удельного сопротивления, R — удельное сопротивление при температуре, принятой за базовый уровень (обычно 20 ° C), ΔT — температурный градиент, α — температурный коэффициент удельного сопротивления для данного материала (размер ° C — 1). В диапазоне от 0 ° С до 100 ° С для меди принят температурный коэффициент 0,004 ° С -1. Рассчитаем удельное сопротивление меди при 60 ° C.

R 60 ° C = R 20 ° C (1 + α (60 ° C — 20 ° C)) = 0,0172 (1 + 0,004 40) ≈ 0,02 Ом ∙ мм 2 / м

Удельное сопротивление увеличивается на 16% при повышении температуры на 40 ° С. При эксплуатации кабельных систем, конечно, витая пара не должна подвергаться высоким температурам, этого нельзя допускать. При правильно спроектированной и установленной системе температура кабелей мало отличается от обычных 20 ° C, и тогда изменение удельного сопротивления будет небольшим. Согласно требованиям телекоммуникационных стандартов, сопротивление медного проводника длиной 100 м в витой паре категорий 5е или 6 не должно превышать 9.38 Ом при 20 ° С. На практике производители укладывают это значение с запасом, поэтому даже при температурах 25 ° С ÷ 30 ° С сопротивление медного проводника не превышает этого значения.

Затухание / вносимые потери сигнала витой пары

Когда электромагнитная волна распространяется в среде медной витой пары, часть ее энергии рассеивается на пути от ближнего конца к дальнему. Чем выше температура кабеля, тем сильнее ослабляется сигнал.На высоких частотах затухание сильнее, чем на низких частотах, а для более высоких категорий пределы допуска для тестирования вносимых потерь более строгие. В этом случае все предельные значения устанавливаются для температуры 20 ° C. Если при 20 ° C исходный сигнал пришел на дальний конец 100-метрового сегмента с уровнем мощности P, то при повышенных температурах такая мощность сигнала будет наблюдаться на более коротких дистанциях. Если необходимо обеспечить такую ​​же мощность сигнала на выходе сегмента, то придется либо устанавливать более короткий кабель (что не всегда возможно), либо выбирать марки кабелей с меньшим затуханием.

  • Для экранированных кабелей при температурах выше 20 ° C изменение температуры на 1 градус приводит к изменению затухания на 0,2%
  • Для всех типов кабелей и любых частот при температуре до 40 ° C изменение температуры на 1 градус приводит к изменению затухания на 0,4%
  • Для всех типов кабелей и любых частот при температурах от 40 ° C до 60 ° C изменение температуры на 1 градус приводит к изменению затухания на 0,6%
  • Для кабелей категории 3 может быть 1.5% изменение затухания на градус Цельсия

Уже в начале 2000 г. TIA / EIA-568-B.2 рекомендовал уменьшить максимально допустимую длину постоянного соединения / канала категории 6, если кабель был проложен в среде с повышенными температурами, и чем выше температура, тем больше короче сегмент должен быть.

Учитывая, что потолок частоты в Категории 6A вдвое больше, чем в Категории 6, температурные пределы для таких систем будут еще более жесткими.

Сегодня при реализации приложений PoE речь идет о максимальной скорости 1 гигабит. При использовании 10-гигабитных приложений Power over Ethernet не используется, по крайней мере, пока. Поэтому, в зависимости от ваших потребностей, при изменении температуры вам необходимо учитывать либо изменение удельного сопротивления меди, либо изменение затухания. В обоих случаях разумнее всего обеспечить хранение кабелей при температуре, близкой к 20 ° C.

Владимирский завод прецизионных сплавов

Сплавы Rezistan © обладают отличной стойкостью в восстановительной, нейтральной и окислительной средах.Сплав демонстрирует увеличенный срок службы при колебаниях температуры, особенно при использовании в нагревательных элементах, которые постоянно включаются и выключаются.

Резистан © обладает отличной механической прочностью и хорошей стабильностью поверхности. Эти сплавы представляют собой идеальную замену линейке марок FeCrAl, способных выдерживать температуры до 1250 o C.

Наша проволока соответствует стандартам DIN 1740 / DIN 17471 / ASTM B344 / ГОСТ или превосходит их.

Распространенные торговые наименования:

NiCr 80/20, Ni80Cr20, нихром 80, хромель A, N8, Nikrothal 80, Resistohm 80, Cronix 80, нихром V, HAI-NiCr 80, X20H80

Резистан 70 (2.4658) представляет собой аустенитный никель-хромовый сплав (сплав NiCr) для использования при температурах до 1250 ° C. Сплав 70/30 отличается высоким удельным сопротивлением и хорошей стойкостью к окислению. Обладает хорошей пластичностью после использования и отличной свариваемостью.

Наша проволока соответствует стандартам DIN 1740 / DIN 17471 / ASTM B344 / ГОСТ или превосходит их.

Распространенные торговые наименования:

NiCr 70/30, Resistohm 70, Nikrothal 70, Chromel 70/30, HAI-NiCr 70, Cronix 70, Inalloy 70

Резистан 30 (1.4860) можно использовать при рабочей температуре до 1000 ° C. Никель-хромовый сплав Резистан 30 особенно отличается высоким удельным сопротивлением и относительно невысокой ценой по сравнению с другими никель-хромовыми сплавами. Несмотря на относительно высокое содержание железа, Rezistan 60 устойчив к окислению и химической коррозии.

Наша проволока соответствует стандартам DIN 1740 / DIN 17471 / ASTM B344 / ГОСТ или превосходит их.

Распространенные торговые наименования:

NiCr30 / 20, Ni30Cr20

Стол нихромовая проволока.Расчет проволочного нагревателя электропечи

Вам понадобится

  • Спираль, штангенциркуль, линейка. Необходимо знать материал спирали силы тока I и напряжения U, при котором спираль будет работать, и из какого материала она сделана.

Инструкция

Узнайте, какое сопротивление R должна иметь ваша спираль. Для этого воспользуемся законом Ома и подставим значение силы тока I в цепи и напряжения U на концах спирали в формулу R = U / I.

По справочнику определите удельное электрическое сопротивление материала ρ, из которого будет изготовлена ​​спираль. ρ следует выражать в Ом · м. Если значение ρ в справочнике указано в Ом мм² / м, умножьте его на 0,000001. Например: удельное сопротивление меди ρ = 0,0175Ом · мм² / м, при переводе в СИ имеем ρ = 0,0175 0,000001 = 0,0000000175Ом · м.

Найдите длину провода по формуле: Lₒ = R S / ρ.

Измерьте линейкой на спирали произвольную длину l (например: l = 10см = 0.1м). Подсчитайте количество n витков, приходящих на эту длину. Определите шаг спирали H = l / n или измерьте его штангенциркулем.

Найдите, сколько витков N можно сделать на проволоке длиной Lₒ: N = Lₒ / (πD + H).

Найдите длину самой спирали по формуле: L = Lₒ / N.

Спиральный платок еще называют шарф-боа, шарф-волна. Здесь главное вовсе не вид пряжи, не узор вязания и не расцветка готового изделия, а техника исполнения и оригинальность модели.Шарф-спираль олицетворяет праздничность, пышность, торжественность. Выглядит это как нарядное кружевное жабо, экзотическое боа и обычный, но очень оригинальный шарф.

Как связать шарф-спираль спицами

Для вязания шарфа-спирали набрать на спицы 24 петли и провязать 1-й ряд:
— 1 кромочная петля;
-11 лицевых;
— 12 изнаночных петель.

Качество и цвет пряжи для спирального шарфа — на ваше усмотрение.

1-й ряд: сначала 1 кромочная петля, затем 1 накид, затем 1 лицевая петля, затем 1 накид и 8 лицевых петель.Одной снимают правую спицу как изнаночную, нить между спицами протягивают вперед. Снятую петлю верните на левую иглу, протяните нить между иглами назад (петля окажется намотанной). Перевернуть работу и связать 12 изнаночных петель.

2-й ряд: сначала провязать 1 кромочную петлю, затем 1 накид, затем провязать 3 лицевые петли, 1 накид и 6 лицевых петель. Одной снимают правую спицу как изнаночную, нить между спицами протягивают вперед. Далее верните петлю на левую спицу, натяните нить между спицами назад, затем поверните работу и свяжите 12 изнаночных петель.

3-й ряд: связать 1 кромочную петлю, затем 2 петли вместе лицевых, затем 1 лицевую, затем 2 вместе лицевые и 4 лицевые. Снимите одну из правых спиц как изнаночную, протяните нить между спицами вперед, верните петлю на левую спицу, затем протяните нить между спицами назад. Затем поверните работу и свяжите 8 изнаночных петель.

4-й ряд: связать 1 кромочную полосу, затем 3 петли вместе лицевыми, затем 4 лицевые, * снять накрученную петлю снизу и провязать вместе со следующей лицевой петлей, 1 лицевую * (повторить вязание от * до * 3 раза ).Не переворачивая работу, связать изнаночные петли.

Таким образом вяжите спиральный шарф нужной длины блоками этих 4-х рядов.

Практически все женщины сталкиваются с проблемой контрацепции. Одним из самых надежных и проверенных методов является внутриматочная спираль, востребованная и сегодня.

Виды спиралей

Внутриматочные спирали изготавливаются из пластика и бывают двух типов: спирали, содержащие медь (серебро), и спирали, содержащие гормоны.Их размер 3х4 см. Выбор метода контрацепции и самой спирали происходит на приеме у гинеколога. Необязательно делать это самому. Внутриматочная спираль устанавливается гинекологом во время менструации. Она небольшого размера и по форме напоминает букву Т.

Медная спираль изготовлена ​​из медной проволоки. Его особенность — способность воздействовать на матку таким образом, что яйцо не может прикрепиться к ней. Этому способствуют две медные антенны.

Гормональная спираль имеет емкость с прогестином. Этот гормон предотвращает наступление овуляции. В случае использования гормональной ВМС сперматозоиды не могут оплодотворять яйцеклетку. Как отмечают женщины, при использовании такой спирали менструации становятся более скудными и менее болезненными. Однако вреда это не приносит, поскольку связано с действием гормонов, находящихся внутри спирали. Гинекологи рекомендуют женщинам при болезненных менструациях установку гормональной спирали.

Спираль селекционная

Гинекологические внутриматочные спирали бывают разных марок, как отечественного, так и зарубежного производства. К тому же их стоимость может варьироваться от 250 рублей до нескольких тысяч. На это влияет множество факторов.

Спираль Juno Bio довольно популярна среди россиянок. Привлекает, прежде всего, невысокая стоимость. Однако низкая эффективность этой спирали влечет за собой высокий риск наступления беременности.
Хорошо зарекомендовала себя внутриматочная спираль Мирена, но она одна из самых дорогих в своей серии.В этом случае использование внутриматочной спирали считается самым дешевым и доступным средством контрацепции.

Это гормональная спираль. Его производители обещают, что спираль «Мирена» реже смещается в матке или выпадает. А именно это приводит к наступлению беременности, ведь пациенткам рекомендуется регулярно проверять наличие внутриматочных контрацептивов в нужном месте.

Напряжение стандартное в бытовой электросети U = 220В. Сила тока ограничена предохранителями в распределительном щите и обычно равна I = 16А.

Источники:

Расчет электропечи проволочного нагревателя.

В статье раскрываются самые большие секреты конструкции электропечей — секреты расчетов нагревателей.

Каковы объем, мощность и скорость нагрева печи.

Как упоминалось в другом месте, обычных печей не существует. Точно так же нет печей для обжига фаянса или игрушек, красной глины или бус. Бывает просто печь (и здесь речь идет исключительно об электрических печах) с определенным количеством полезного пространства, сделанного из каких-то огнеупоров.В этой печи на обжиг можно поставить одну большую или маленькую вазу, а можно поставить целую стопку тарелок, на которых будет лежать толстая шамотная плитка. Необходимо обжечь вазу или плитку, может быть, при 1000 o C, а может, и при 1300 o C. По многим промышленным или бытовым причинам обжиг должен длиться 5-6 часов или 10-12 часов.

Никто не знает, что вам нужно от духовки, лучше вас. Поэтому, прежде чем приступить к расчету, нужно уточнить все эти вопросы для себя. Если топка уже есть, но в ней необходимо установить обогреватели или заменить старые на новые, в оформлении нет необходимости.Если печь строится с нуля, нужно начинать с выяснения габаритов камеры, то есть с длины, глубины, ширины.

Предположим, вы уже знаете эти значения. Допустим, вам нужна камера высотой 490 мм, шириной и глубиной 350 мм. Далее по тексту духовой шкаф с такой камерой мы будем называть 60-литровым. В то же время мы спроектируем вторую печь, более крупную, высотой H = 800 мм, шириной D = 500 мм и глубиной L = 500 мм. Эту плиту мы назовем 200-литровой.

Объем печи в литрах = H x D x L,
где H, D, L выражены в дециметрах.

Если вы правильно перевели миллиметры в дециметры, объем первой печи должен быть 60 литров, объем второй — действительно 200! Не думайте, что автор злонамеренно говорит: самые частые ошибки в расчетах — это погрешности в размерах!

Переходим к следующему вопросу — из чего сделаны стенки печи? Практически все современные печи изготавливаются из легких огнеупоров с низкой теплопроводностью и малой теплоемкостью.Очень старые печи делают из тяжелого шамота. Такие печи легко узнать по массивной футеровке, толщина которой практически равна ширине камеры. Если у вас есть такой чехол, вам не повезло: при обжиге 99% энергии уйдет на обогрев стен, а не продуктов. Мы предполагаем, что стены выполнены из современных материалов (МКРЛ-08, ШВП-350). Тогда на обогрев стен уйдет всего 50-80% энергии.

Количество загрузок остается очень неопределенным. Хотя обычно она меньше массы огнеупоров стен (плюс пода и потолка) печи, эта масса, конечно, будет способствовать скорости нагрева.

Теперь о мощности. Мощность — это количество тепла, выделяемого нагревателем за 1 секунду. Единица измерения мощности — ватты (сокращенно Вт). Яркая лампа накаливания — 100 Вт, электрический чайник — 1000 Вт, или 1 киловатт (сокращенно 1 кВт). Если включить обогреватель мощностью 1 кВт, он каждую секунду будет выделять тепло, которое по закону сохранения энергии пойдет на обогрев стен и изделий, разлетающихся с воздухом через щели. Теоретически при отсутствии потерь через щели и стены 1 кВт способен бесконечно нагревать что угодно до бесконечной температуры.Практически для печей известны реальные (примерные средние) тепловые потери, поэтому существует следующее правило-рекомендация:

Для нормальной скорости нагрева печи 10-50 литров нужна мощность
100 Вт на литр объема.

Для нормальной скорости нагрева топки на 100-500 литров нужна мощность
50-70 Вт на литр объема.

Величину удельной мощности необходимо определять не только с учетом объема топки, но и с учетом массивности футеровки и нагрузки.Чем больше масса груза, тем большее значение следует выбирать. В противном случае печь будет нагреваться, но дольше. Для нашего 60-литрового мы выбираем удельную мощность 100 Вт / л, а для 200-литрового — 60 Вт / л. Соответственно получаем, что мощность 60-литровых ТЭНов должна быть 60 х 100 = 6000 Вт = 6 кВт, а 200-литровая мощность — 200 х 60 = 12000 Вт = 12 кВт. Смотрите, как интересно: громкость увеличилась более чем в 3 раза, а мощность — только в 2. Почему? (Вопрос для самостоятельной работы).

Бывает, что розетки на 6 кВт в квартире нет, а есть только 4.Но это как раз те 60 литров! Что ж, можно посчитать нагреватель на 4 киловатта, но смиритесь с тем, что стадия нагрева при обжиге продлится 10-12 часов. Бывает, наоборот, на 5-6 часов очень большой нагрузки нужен обогрев. Тогда в плиту на 60 литров придется вложить 8 кВт и не обращать внимания на раскаленную проводку … Для дальнейшего обсуждения ограничимся классическими мощностями соответственно 6 и 12 кВт.

Мощность, амперы, вольты, фазы.

Зная мощность, мы знаем потребность в тепле для нагрева. Согласно неумолимому закону сохранения энергии, мы должны брать такую ​​же мощность из электрической сети. Напоминаем формулу:

Мощность нагревателя (Вт) = Напряжение нагревателя (В) x ток (А)
или P = U x I

В этой формуле две хитрости. Первое: напряжение нужно снимать на концах ТЭНа, а вовсе не в розетке. Напряжение измеряется в вольтах (сокращенно B). Второе: имеется в виду ток, который протекает через этот нагреватель, а вовсе не через автомат.Сила тока измеряется в амперах (сокращенно A).

Нам всегда дают сетевое напряжение. Если подстанция работает нормально и сейчас не час пик, то напряжение в обычной бытовой розетке будет 220 В. Напряжение в промышленной трехфазной сети между любой фазой и нулевым проводом также равно 220В, и напряжение между любыми двумя фазами — 380 В. Таким образом, в случае бытовой однофазной сети у нас нет выбора по напряжению — только 220 В.В случае трехфазной сети выбор есть, но небольшой — либо 220, либо 380 В. А как же усилители? Они получаются автоматически из напряжения и сопротивления нагревателя в соответствии с великим законом большого Ома:

Закон Ома для части электрической цепи:
Ток (А) = Напряжение на участке (В) / Сопротивление сечение (Ом)
или i = u / r

Для получения 6 кВт от однофазной сети необходим ток I = p / u = 6000/220 = 27.3 ампера. Это большой, но реальный разговор о хорошей домашней сети. Например, такой ток протекает в электроплите, в которой на полную мощность включены все конфорки и духовка тоже. Чтобы попасть в однофазную сеть мощностью 12 кВт на 200 литров, вам понадобится в два раза больше тока — 12000/220 = 54,5 ампера! Это недопустимо для любой домашней сети. Лучше использовать три фазы, т.е. распределять мощность на три линии. В каждой фазе будет течь 12000/3/220 = 18,2 ампер.

Обратите внимание на последний расчет.На данный момент мы НЕ ЗНАЕМ, какие нагреватели будут в печи, мы НЕ ЗНАЕМ, какое напряжение (220 или 380 В) будет подаваться на нагреватели. Но мы точно ЗНАЕМ, что необходимо от трехфазной сети выделить 12 кВт, распределить нагрузку равномерно, т.е. по 4 кВт на каждую фазу нашей сети, т.е. на каждый фазный провод входного (общего) автомата печь будет ток 18,2А, и такой ток не обязательно будет проходить через нагреватель. Кстати, через счетчик электроэнергии будет проходить 18,2 А.(И кстати: по нулевому проводу тока не будет из-за характеристик трехфазного источника питания. Эти особенности здесь игнорируются, так как нас интересует только тепловая работа тока). Если у вас есть какие-либо вопросы, прочтите их еще раз. И подумайте: если в объеме топки выделяется 12 киловатт, то по закону энергосбережения те же 12 киловатт проходят в три фазы, каждая — по 4 кВт …

Вернемся к однофазным 60 -литровая плита.Несложно найти, что сопротивление нагревателя печи должно быть R = U / I = 220 В / 27,3 А = 8,06 Ом. Поэтому в самом общем виде электрическая схема печи будет выглядеть так:

Нагреватель сопротивлением 8,06 Ом должен протекать ток 27,3 А

Для трехфазной печи потребуются три идентичных контура нагрева: на рисунке — наиболее распространенная схема подключения 200 л.


Емкость 200-литровой печи должна быть равномерно распределена на 3 цепи — A, B и C.

Но каждый нагреватель можно включить либо между фазой и нулем, либо между двумя фазами. В первом случае на концах каждого контура обогрева будет 220 вольт, а его сопротивление будет R = U / I = 220 В / 18,2 А = 12,08 Ом. Во втором случае на концах каждого контура отопления будет 380 вольт. Для получения мощности 4 кВт ток должен быть I = p / u = 4000/380 = 10,5 ампер, т.е. сопротивление должно быть R = U / I = 380 В / 10,5 A = 36.19 Ом. Эти варианты подключения называются «звезда» и «треугольник». Как видно из значений необходимого сопротивления, просто поменять схему питания со звезды (нагреватели на 12,08 Ом) на треугольник (нагреватели на 36,19 Ом) не получится — в каждом случае нужны свои нагреватели. .


В схеме звезды каждая нагревательная цепь
подключена между фазой и нулем на напряжение 220 вольт. Через каждый нагреватель протекает ток 18,2 А с сопротивлением 12.08 Ом. По проводу N ток не течет.


В схеме «треугольник» каждый нагревательный контур
380 вольт включен между двумя фазами. Через каждый нагреватель с сопротивлением 36,19 Ом протекает ток 10,5 А. По проводу, соединяющему точку A1 с автоматом (точка A), течет ток 18,2 А, так что 380 x 10,5 = 220 x 18,2 = 4 киловатта! Аналогично с линиями B1 — B и C1 — C.

Домашнее задание. В 200-литровом был звездой.Сопротивление каждой цепи — 12,08 Ом. Какая мощность печи, если эти нагреватели включаются треугольником?

Нагреватели провода предельной нагрузки (х33Ю5Т).

Полная победа! Мы знаем сопротивление нагревателя! Осталось просто намотать кусок проволоки нужной длины. Не будем утомлять расчетами с удельным сопротивлением — все давно рассчитано с достаточной точностью для практических нужд.

Диаметр, мм Метров в 1 кг Сопротивление 1 метр, Ом
1,5 72 0.815
2,0 40 0,459
2,5 25 0,294
3,0 18 0,204
3,5 13 0,150
4,0 10 0,115

Для печки на 60 литров нужно 8,06 Ом, выбираем полторашку и получаем, что нужное сопротивление даст всего 10 метров провода, который будет весить всего 140 грамм! Потрясающий результат! Проверим еще раз: 10 метров проволоки диаметром 1.5 мм имеют сопротивление 10 х 0,815 = 8,15 Ом. Сила тока при 220 вольт будет 220 / 8,15 = 27 ампер. Мощность будет 220 х 27 = 5940 Вт = 5,9 кВт. Мы хотели 6 кВт. Нигде не ошиблись, настораживает только то, что таких печей нет …


Одиночный обогреватель в 60-литровой печи.

Нагреватель очень маленький что ли. Это создает ощущение при просмотре изображения выше. Но мы занимаемся расчетами, а не философией, поэтому переходим от ощущений к числам.Цифры говорят следующее: 10 метров провода диаметром 1,5 мм имеют площадь S = L x d x pi = 1000 x 0,15 x 3,14 = 471 кв. См. С этой площади (а где еще?) В объем топки выделяется 5,9 кВт, т.е.на 1 кв. см площади составляет излучаемую мощность 12,5 Вт. Опуская детали, мы отмечаем, что нагреватель должен быть нагрет до огромной температуры, прежде чем температура в печи значительно повысится.

Перегрев нагревателя определяется величиной так называемой поверхностной нагрузки. p которые мы выше и посчитали. На практике предельные значения существуют для каждого типа нагревателя. p в зависимости от материала нагревателя, диаметра и температуры. При хорошем приближении для проволоки из отечественного сплава Х23Ю5Т любого диаметра (1,5-4 мм) значение 1,4-1,6 Вт / см 2 можно использовать для температуры 1200-1250 ° С.

Физически это возможно. можно отнести к разнице температур на поверхности провода и внутри него. Тепло выделяется во всем объеме, поэтому чем выше нагрузка на поверхность, тем сильнее будут отличаться эти температуры.При температуре поверхности, близкой к максимальной рабочей температуре, температура в сердечнике проволоки может приближаться к температуре плавления.

Если печь рассчитана на низкие температуры, то нагрузку на поверхность можно выбрать больше, например, 2 — 2,5 Вт / см 2 на 1000 o C. Здесь можно сделать грустное замечание: настоящий кантал (это оригинальный сплав. , аналог российского фехрала X23Y5T) позволяет p до 2,5 при 1250 o C. Такой кантал делает шведская компания Kantal.

Вернемся к нашему 60-литровому варианту и выберем из таблицы более толстую проволоку — две.Понятно, что двоим придется брать 8,06 Ом / 0,459 Ом / м = 17,6 метра, а вес они будут 440 граммов. Считаем поверхностную нагрузку: p = 6000 Вт / (1760 x 0,2 x 3,14) см 2 = 5,43 Вт / см 2. Лот. Для проволоки диаметром 2,5 мм получится 27,5 метра и p = 2,78. Для тройки — 39 метров, 2,2 килограмма р и = 1,66. Ну наконец то.

Теперь нам предстоит намотать 39 метров тройки (лопнула — снова заводить). Но вы можете использовать ДВА нагревателя, подключенных параллельно.Естественно сопротивление каждого должно быть уже не 8,06 Ом, а вдвое больше. Следовательно, за два вы получите два нагревателя 17,6 x 2 = 35,2 м, каждый будет иметь мощность 3 кВт, а поверхностная нагрузка составит 3000 Вт / (3520 x 0,2 x 3,14) см 2 = 1,36 Вт / 2 см. А вес — 1,7 кг. Сэкономлен фунт. Получилось всего много витков, которые можно равномерно распределить по всем стенкам печи.


Хорошо распределенные обогреватели в 60-литровой печи.

Диаметр, мм Ограничение тока для p = 2 Вт / см 2 при 1000 o C Ограничение тока для p = 1.6 Вт / см 2 при 1200 o C
1,5 10,8 9,6
2,0 16,5 14,8
2,5 23,4 20,7
3,0 30,8 27,3
3,5 38,5 34,3
4,0 46,8 41,9

Пример расчета топки 200 л.

Теперь, когда основные принципы известны, давайте покажем, как они используются при расчете реальной 200-литровой печи. Все этапы расчета, конечно, можно формализовать и записать в простую программу, которая практически все сделает сама.

Нарисуйте нашу духовку «в развертке». Смотрим на нее сверху, в центре — снизу, по бокам стены. Рассчитайте площадь всех стен, чтобы потом правильно, пропорционально площади, организовать подачу тепла.


Печь «Мах» на 200 литров.

Мы уже знаем, что при подключении звезды по каждой фазе должен течь ток 18,2 А. Из приведенной выше таблицы ограничения токов следует, что для провода диаметром 2,5 мм можно использовать один ТЭН (предельный ток 20,7А), а для провода 2,0 мм нужно использовать два элемента, соединенных параллельно (т.к. ток всего 14,8А), всего в топке будет 3 х 2 = 6.

По закону Ома рассчитываем необходимое сопротивление нагревателей.Для провода диаметром 2,5 мм R = 220 / 18,2 = 12,09 Ом, или 12,09 / 0,294 = 41,1 метра. Вам понадобится 3 таких нагревателя, примерно по 480 витков, если намотать на оправку 25 мм. Общий вес проволоки будет (41,1 х 3) / 25 = 4,9 кг.

Для провода 2,0 мм в каждой фазе два параллельных элемента, поэтому сопротивление каждого должно быть вдвое больше — 24,18 Ом. Длина каждого будет 24,18 / 0,459 = 52,7 метра. Каждый элемент будет иметь 610 витков с одинаковой обмоткой.Общий вес всех 6 ТЭНов (52,7 х 6) / 40 = 7,9 кг.

Ничто не мешает разделить любую спираль на несколько частей, которые потом соединяются последовательно. Зачем? Во-первых, для удобства установки. Во-вторых, при выходе из строя четверти ТЭНа, менять придется только эту четверть. Точно так же никто не мешает воткнуть в духовку целую спираль. Тогда потребуется отдельная спираль на двери, а у нас в случае диаметра 2,5 мм их всего три…


Поместите одну фазу провода 2,5 мм. Нагреватель был разделен на 8 независимых коротких спиралей, соединенных последовательно.

Когда мы поместим все три фазы одинаково (см. Рисунок ниже), обнаружится следующее. Мы забыли про под! И занимает 13,5% площади. Кроме того, спирали находятся в опасной электрической близости друг к другу. Особенно опасно соседство спиралей на левой стене, где напряжение между ними 220 Вольт (фаза — ноль — фаза — ноль…). Если по какой-то причине соседние спирали левой стенки касаются друг друга, большого короткого замыкания не избежать. Предлагаем самостоятельно оптимизировать расположение и соединение спиралей.

Ставить все фазы.

Для случая, если мы решили использовать оба, диаграмма показана ниже. Каждый элемент длиной 52,7 метра разделен на 4 последовательных спирали по 610/4 = 152 витка (намотка на оправку 25 мм).

Расположение нагревателей в корпусе провода 2.0 мм.

Особенности намотки, монтажа, эксплуатации.

Проволока удобна тем, что ее можно намотать в спираль, а потом спираль растянуть, как удобно. Считается, что диаметр обмотки должен быть больше 6-8 диаметров проволоки. Оптимальное расстояние между витками — 2-2,5 диаметра проволоки. Но намотать катушку на катушку необходимо: спираль растянуть очень легко, сжать намного сложнее.

Толстая проволока может лопнуть при намотке.Особенно обидно, если от 200 витков осталось накрутить 5. Идеально на токарном станке наматывать при очень малой скорости вращения оправки. Сплав Х23Ю5Т выпускается и не выпускается. Последний особенно часто лопается, поэтому если есть выбор, обязательно приобретайте тот провод, который выпускается для намотки.

Сколько витков вам нужно? Несмотря на простоту вопроса, ответ не очевиден. Во-первых, точно не известен диаметр оправки и, следовательно, диаметр отдельной катушки.Во-вторых, точно известно, что диаметр проволоки немного ходит по длине, поэтому сопротивление спирали тоже будет идти. В-третьих, удельное сопротивление сплава той или иной варки может отличаться от эталонной. На практике спираль наматывают на 5-10 витков больше, чем по расчету, потом измеряют ее сопротивление — ОЧЕНЬ ТОЧНЫЙ прибор, которому можно доверять, а не мыльница. В частности, нужно убедиться, что при короткозамкнутых щупах прибор показывает ноль или число порядка 0.02 Ом, которое необходимо вычесть из измеренного значения. При измерении сопротивления спираль немного растягивается, чтобы исключить влияние межвитковых замыканий. Лишние повороты откусывают.

Змеевик лучше всего размещать в печи на муллитокремнеземной трубке (МКР). Для диаметра намотки 25 мм подойдет трубка с наружным диаметром 20 мм, для диаметра намотки 35 мм — 30-32 мм.

Хорошо, если топка отапливается равномерно с пяти сторон (четыре стенки + под).На поде необходимо сконцентрировать значительную мощность, например 20-25% от общей номинальной мощности печи. Это компенсирует поступление холодного воздуха извне.

К сожалению, добиться абсолютной равномерности нагрева пока невозможно. Подойти к нему можно с помощью систем вентиляции с НИЖНИМ воздухом из топки.

Во время первого нагрева или даже первых двух или трех плавок на поверхности проволоки образуется окалина. Нельзя забывать снимать его как с утеплителей (щеткой), так и с поверхности плит, кирпича и т. Д.Накипь особенно опасна, если спираль просто лежит на кирпичах: оксиды железа с алюмосиликатами при высокой температуре (утеплитель в один миллиметр!) Образуют легкоплавкие соединения, из-за которых утеплитель может сгореть.

Электрический паяльник — это ручной инструмент, предназначенный для соединения деталей друг с другом с помощью мягких припоев, путем нагрева припоя до жидкого состояния и заполнения зазора между деталями, подлежащими пайке.

Паяльники

выпускаются для линий питания 12, 24, 36, 42 и 220 В, и этому есть свои причины.Главное — безопасность человека, второе — напряжение сети в месте паяльных работ. На производстве, где все оборудование заземлено и есть повышенная влажность, разрешается использовать паяльники с напряжением не более 36 В, причем корпус паяльника должен быть обязательно заземлен. Бортовая сеть мотоцикла имеет напряжение постоянного тока 6 В, легкового автомобиля — 12 В, грузового — 24 В. В авиации используется сеть с частотой 400 Гц и напряжением 27 В. Существуют также конструктивные ограничения, например: Например, паяльник на 12 Вт сложно изготовить при напряжении питания 220 В, так как катушку нужно будет наматывать из очень тонкой проволоки и поэтому наматывать много слоев, паяльник будет большой, для мелких работ не удобен .Поскольку катушка паяльника намотана из нихромовой проволоки, на нее можно подавать как переменное, так и постоянное напряжение. Главное, чтобы напряжение питания соответствовало тому напряжению, на которое рассчитан паяльник.

Мощность электрического паяльника 12, 20, 40, 60, 100 Вт и более. И это тоже не случайно. Чтобы припой при пайке хорошо растекался по поверхностям паяемых деталей, их нужно нагреть до температуры немного выше точки плавления припоя.При контакте с деталью тепло передается от наконечника к детали, и температура наконечника падает. Если диаметр жала паяльника недостаточен или мощность нагревательного элемента мала, то отдав тепло, жало не сможет нагреться до заданной температуры, и паять будет невозможно. . В лучшем случае получится рыхлый, а не твердый паек. Более мощный паяльник умеет паять мелкие детали, но есть проблема недоступности точки пайки.Как, например, можно припаять микросхему с шагом ножек 1,25 мм к печатной плате с помощью жала паяльника размером 5 мм? Правда выход есть, на такое жало наматывается несколько витков медной проволоки диаметром 1 мм и конец этого провода припаян. Но громоздкость паяльника делает работу практически невозможной. Есть еще одно ограничение. При большой мощности паяльник быстро прогревает элемент, а многие радиодетали не допускают нагрева выше 70 ° С и поэтому допустимое время пайки составляет не более 3 секунд.Это диоды, транзисторы, микросхемы.

Паяльное устройство

Паяльник представляет собой стержень из красной меди, который нагревается спиралью из нихрома до температуры плавления припоя. Стержень паяльника изготовлен из меди из-за ее высокой теплопроводности. Ведь при пайке нужно быстро передать жало паяльника теплу от ТЭНа. Конец стержня клиновидный, является рабочей частью паяльника и называется жало. Стержень вставляется в стальную трубку, обернутую слюдой или стекловолокном.Намотана слюдяная нихромовая проволока, служащая нагревательным элементом.


Поверх нихрома наматывается слой слюды или асбеста, который служит для уменьшения тепловых потерь и электрической изоляции нихромовой спирали от металлического корпуса паяльника.

Концы нихромовой спирали соединены с медными проводниками электрического шнура с вилкой на конце. Для обеспечения надежности этого соединения концы нихромовой спирали загибают и складывают пополам, что снижает нагрев на стыке с медным проводом.Кроме того, соединение обжимается металлической пластиной, лучше всего обжимать алюминиевые пластины, которые обладают высокой теплопроводностью и отвод тепла от спая будет эффективнее. Для электроизоляции на место стыка кладут трубки из термостойкого изоляционного материала, стекловолокна или слюды.

Медный сердечник и нихромовая спираль закрыты металлическим корпусом, состоящим из двух половинок или цельной трубкой, как на фото. Корпус паяльника на трубке фиксируется колпачковыми кольцами.На трубку кладут ручку из материала, не обеспечивающего тепло, дерева или термостойкого пластика, чтобы защитить руку человека от ожогов.

При вставке вилки паяльника в розетку электричество попадает на нихромовый нагревательный элемент, который нагревается и передает тепло медному стержню. Паяльник готов к пайке.

Маломощные транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, микросхемы и тонкие провода спаяны паяльником на 12 ватт.Паяльники мощностью 40 и 60 Вт используются для пайки мощных и крупногабаритных радиодеталей, толстых проводов и мелких деталей. Для пайки крупногабаритных деталей, например теплообменника газовой колонки, потребуется паяльник мощностью сто и более ватт.

Как видно на чертеже, электрическая схема Паяльник очень прост и состоит всего из трех элементов: вилки, гибкого электрического провода и нихромовой спирали.

Как видно из схемы, в паяльнике нет возможности регулировки температуры нагрева жала.И даже если мощность паяльника подобрана правильно, все равно не факт, что для пайки потребуется температура жала, так как длина жала со временем уменьшается из-за постоянной заправки, у припоев тоже разные температуры плавления. Поэтому для поддержания оптимальной температуры жала паяльника необходимо подключать его через тиристорные регуляторы мощности с ручной регулировкой и автоматическим поддержанием заданной температуры жала паяльника.

Расчет и ремонт нагревательной обмотки паяльника

При ремонте или самостоятельном изготовлении электрического паяльника или другого нагревательного прибора необходимо намотать нагревательную обмотку из нихромовой проволоки.Исходными данными для расчета и выбора провода является сопротивление обмотки паяльника или нагревательного устройства, которое определяется исходя из его мощности и напряжения питания. Рассчитать, каким должно быть сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора, можно по таблице.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *