Таблица

Введение

Нагревательные элементы, изготовленные из высокоомных сплавов на основе хрома и никеля, применяются во всех современных бытовых устройствах, предназначенных для преобразования электричества в тепло. Спирали или ленты из нихрома отличаются высокой сопротивляемостью к окислению благодаря образованию оксидных плёнок. По этой причине надежная пайка нихромовых нагревателей при отсутствии специального оборудования (вакуумные камеры, газовые среды) должна проводиться после обработки соединяемых поверхностей флюсами, в состав которых входят кислоты, способные разрушать защитный слой окислов. Нихромовые спирали служат дольше аналогов из фехральных сплавов, однако и они подвергаются разрушению при длительной эксплуатации. Вероятность возникновения пережиганий и обрывов увеличивается на таких участках проводника, где имеются механические повреждения, зазубрины, перегибы или перехлёсты с поверхностью соседних нагревательных элементов. Ремонт повреждённой спирали из нихрома возможно провести в домашних условиях. При соблюдении несложных технологий эксплуатационные характеристики электрооборудования будут полностью восстановлены.

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.

Какой мультиметр можно использовать

Чтобы прозвонить ТЭН для проверки его исправности, можно использовать как современную цифровую, так и старую стрелочную модель мультиметра – важно лишь, чтобы прибор давал точные показания. Профессиональные электрики используют в работе мультиметры, оснащенные звуковым сигналом: они позволяют узнать результат, не отвлекаясь от работы с несправным прибором

Цифровой мультиметр дает более точные результаты, однако это необходимо только профессионалам. Домашний мастер может пользоваться даже стрелочной моделью – она позволит определить, готов ли нагревательный элемент к использованию.

Проверка сопротивления остается самым простым и удобным способом определить, есть ли в работе ТЭНа отклонения. При выявлении нарушений нагревательный элемент меняется на аналогичную деталь, и работоспособность водонагревателя или другого прибора восстанавливается. Чтобы предотвратить повторные неполадки, рекомендуется использовать смягчители для воды, предотвращающие образование накипи.

https://youtube.com/watch?v=nDhD1th_uGQ

https://youtube.com/watch?v=J6o8la3icRs

Основные преимущества и недостатки нихрома

Расскажем про плюсы поделок, которые были произведены на основании нихрома. Они схожи с фехралем, но есть некоторые отличия.

• Способен эффективно использоваться в высоконагревательных средах.
• Благодаря составу компонентов, продукция спокойно выдерживает несколько циклов процедуры нагревания.
• Повышенная эластичность позволяет использовать материал без дополнительного нагревания.
• Максимальное значение сопротивления к электричеству – 1,1 Ом×мм²/м.
• Структура элемента содержит компоненты, которые мало подвержены окислительным процессам.
• Рабочая температура равняется 1100 °C. Если же основной компонент железо, то значение снижается до 800 °C.
• Поскольку в составе содержится минимальное количество железа или оно полностью отсутствует, то функция магнитности почти нулевая.
• Большой запас прочности позволяет нихрому выдерживать влияние кислотно-агрессивной среды.

Главный недостаток основы в том, что она дорогая в производстве. Существуют более бюджетные варианты, например, фехраль.

Также изделие обладает высокой плотностью (8500 кг/м3), что сказывается на его тепловыводимости. По сравнению с фехралевым комплектом, оно гораздо ниже.

Проведем сравнительный анализ двух основ

https://youtube.com/watch?v=rk9DoQoDf9Y

Как рассчитать нагрев нихрома?

Электрическое сопротивление — это одна из самых важных характеристик нихрома.

Оно определяется многими факторами, в частности электрическое сопротивление нихрома зависит от размеров проволоки или ленты, марки сплава.

Общая формула для активного сопротивления имеет вид:

R = ρ · l / S

R — активное электрическое сопротивление (Ом), ρ- удельное электрическое сопротивление (Ом·мм), l- длина проводника (м), S — площадь сечения (мм2)

Значения электрического сопротивления для 1 м нихромовой проволоки Х20Н80

Значения электрического сопротивления для 1 м нихромовой ленты Х20Н80

Расчет нихромовой спирали

При намотке спирали из нихрома для нагревательных приборов эту операцию зачастую выполняют «на глазок», а затем, включая спираль в сеть, по нагреву нихромового провода подбирают требующееся количество витков. Обычно такая процедура занимает много времени, да и нихром расходуется попусту.

https://youtube.com/watch?v=5IRwt3aMZuI

Чтобы рационализировать эту работу при использовании нихромовой спирали на напряжение 220 В, предлагаю воспользоваться данными приведенными в таблице, из расчета, что удельное сопротивление нихрома = (Ом · мм2 / м) C.

С ее помощью можно быстро определить длину намотки виток к витку в зависимости от толщины нихромового провода и диаметра стержня, на который наматывается нихромовая спираль.

Пересчитать длину спирали из нихрома на другое напряжение нетрудно, использовав простую математическую пропорцию.

Длина нихромовой спирали в зависимости от диаметра нихрома и диаметра стержня

Например, требуется определить длину нихромовой спирали на напряжение 380 В из провода толщиной 0,3 мм, стержень для намотки Ø 4 мм. Из таблицы видно, что длина такой спирали на напряжение 220 В будет равна 22 см. Составим простое соотношение:

220 В — 22 см

380 В — Х см

тогда:

X = 380 · 22 / 220 = 38 см

Намотав нихромовую спираль, подключите ее, не обрезая, к источнику напряжения и убедитесь в правильности намотки. У закрытых спиралей длину намотки увеличивают на 1/3 значения, приведенного в таблице.

Расчет массы нихрома Х20Н80 (проволока и лента)

В данной таблице приведена теоретическая масса 1 метра нихромовой проволоки и ленты. Она изменяется в зависимости от размеров продукции.

Расчет массы вольфрамовой проволоки

Методики расчета

По сопротивлению

Давайте разберемся как рассчитать длину нихромовой проволоки по мощности и сопротивлению. Расчёт начинается с определения требуемой мощности. Представим, что, нам нужна нить из нихрома для паяльника малых размеров мощностью в 10 Ватт, который будет работать от блока питания на 12В. Для этого у нас есть проволока диаметром 0.12 мм.

Простейший расчет длины нихрома по мощности без учета нагрева выполняется так:

Определим силу тока:

P=UI

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

Расчет сопротивления нихромовой проволоки проводим по закону Ома:

R=U/I=12/0,83=14,5 Ома

Длина проволоки равна:

l=SR/ρ,

где S – площадь поперечного сечения, ρ – удельное сопротивление.

Или по такой формуле:

l= (Rπd2)/4ρ

Но сначала нужно рассчитать удельное сопротивление для нихромовой проволоки диаметром 0.12мм. Оно зависит от диаметра – чем он больше, тем меньше сопротивление.

L=(14.5*3,14*0.12^2)/4*1,1=0,149м=14,9см

Тоже самое можно взять из ГОСТ 12766.1-90 табл. 8, где указана величина в 95.6 Ом/м, если по ней пересчитать, то получится почти тоже самое:

L=R_треб/R_табл=14,4/95,6=0,151м=15,1см

Для нагревателя мощностью 10 ватт, который питается от 12В, нужно 15.1см.

Если вам нужно выполнить расчет числа витков спирали, чтобы её свить из нихромовой проволоки такой длины, то используйте следующие формулы:

Длина одного витка:

l₁=π(D+d/2),

Количество витков:

N=L/(π(D+d/2)),

где L и d – длина и диаметр проволоки, D – диаметр стержня на котором будут мотать спираль.

Допустим мы будем мотать нихромовую проволоку на стержень диаметром 3 мм, тогда расчеты проводим в миллиметрах:

N=151/(3,14(3+0,12/2))=15,71 витков

Но при этом нужно учитывать, способен ли вообще нихром такого сечения выдержать этот ток. Подробные таблицы для определения максимального допустимого тока при определенной температуре для конкретных сечений приведены ниже. Простыми словами – вы определяете, до скольки градусов должна греться проволока и выбираете её сечение для расчётного тока.

Также учтите, что если нагреватель находится внутри жидкости, то ток можно увеличить в 1.2-1.5 раз, а если в замкнутом пространстве, то наоборот – уменьшить.

По температуре

Проблема приведенного выше расчёта в том, что мы считаем сопротивление холодной спирали по диаметру нихромовой нити и её длине. Но оно зависит от температуры, при этом же нужно учитывать при каких условиях получится её достичь. Если для резки пенопласта или для обогревателя такой расчет еще применим, то для муфельной печи он будет слишком грубым.

Приведем пример расчетов нихрома для печи.

Сначала определяют её объём, допустим 50 литров, далее определяют мощность, для этого есть эмпирическое правило:

• до 50 литров – 100Вт/л;
• 100-500 литров – 50-70 Вт/л.

Тогда в нашем случае:

P=P_эмп*V=50*100=5 кВт.

Дальше считаем силу тока и сопротивление:

Для 220В:

I=5000/220=22.7 Ампера

R=220/22.7=9,7 Ом

Для 380В при подключении спиралей звездой, расчет будет следующим.

Делим мощность на 3 фазы:

Pф=5/3=1,66 кВт на фазу

При подключении звездой, к каждой ветви прикладывается 220В (фазное напряжение, может отличаться в зависимости от вашей электроустановки), тогда ток:

I=1660/220=7.54 А

Сопротивление:

R=220/7.54=29.1 Ом

Для соединения треугольником рассчитываем по линейному напряжению 380В:

I=1660/380=4.36 А

R=380/4.36=87.1 Ом

Для определения диаметра учитывают удельную поверхностную мощность нагревателя. Рассчитаем длину, удельные сопротивления берем с табл. 8. ГОСТ 12766.1-90, но прежде определим диаметр.

Для расчета удельной поверхностной мощности печи используют формулу.

Bэф (зависит от теплопринимающей поверхности) и a (коэф. Эффективности излучения) – выбираются по следующим таблицам.

Итак, для нагрева печи до 1000 градусов, возьмём температуру спирали в 1100 градусов, тогда по таблице подбора В_эф выбираем значение в 4,3 Вт/см2, а по таблице подбора коэффициента а – 0,2.

В_доп=В_эф*а=4,3*0.2= 0,86 Вт/см2 =0.86*10^4 Вт/м2

Диаметр определяют по формуле:

р_т – удельное сопротивление материала нагревателя при заданной t, определяется по ГОСТ 12766.1, таблица 9 (приведена ниже).

Для нихрома Х80Н20 – 1,025

р_т=р₂₀*р₁₀₀₀=1.13*10^6*1.025=1.15*10^6 Ом/мм

Тогда для подключения к трёхфазной сети по схеме «Звезда»:

d=1,23 мм

Длина рассчитывается по формуле:

L=42м

Проверим значения:

L=R/(p*k)=29.1/(0.82*1.033)=34м

Значения отличаются из-за высокой температуры спирали, проверка не учитывает ряда факторов. Поэтому примем за длину 1 спирали – 42м, тогда для трёх спиралей нужно 126 метров нихрома 1,3 мм.

Как соединить нихромовую спираль

Если вам для какой-то цели потребовалось соединить нихромовую спираль, то есть превратить две отдельные части относительно тонкой нихромовой проволоки в одну цельную спираль, то лучше всего применить для этого сварку. А как же скрутка!? — может кто-то возразить. А скрутка здесь нецелесообразна и вообще непригодна, ибо если вы собираетесь использовать отремонтированную спираль по назначению, это значит, что она будет разогревается, может быть даже до красна, и скорее всего на воздухе, что однозначно приведет к окислению места контакта двух кусков нихрома, и со временем именно из-за образования окислов данный контакт и станет все сильнее ухудшаться, нарушая проводимость всей спирали.

Есть, конечно, улучшенная вариация простого метода — обжать место соединения спиралей латунной гильзой, однако сварка все равно даст многократно более надежный результат, ибо даже внутри латунной гильзы, как и внутри скрутки, контакта на атомарном уровне между спиралями, а также между нихромом и латунью добиться вам не удастся.

При высоких рабочих температурах, характерных для нихромовых спиралей, необходим самый плотный, максимально полный контакт — контакт на атомарном уровне, словно это вовсе не две объединенные спирали, а одна как есть цельная деталь. Поэтому, чтобы соединить нихромовую спираль из частей, необходимо в любом случае прибегнуть к помощи старого проверенного метода — к сварке.

Сварку нихрома осуществить не так уж сложно, как может сперва показаться неискушенному домашнему мастеру. Рассмотрим первый вариант сварки — с помощью газовой турбо-зажигалки и тонкой медной проволочки. Если у вас есть газовая турбо-зажигалка (пламя которой — как из сопла реактивного двигателя), то процесс сварки спирали займет не более двух минут. Сложите внахлест два конца нихрома, которые хотите сварить, чтобы длина нахлеста стала бы затем длиной вашего сварного соединения. Нахлеста в 5 мм будет вполне достаточно.

Теперь возьмите медную проволочку диаметром около 0,1 мм и длиной примерно 20-30 см. Это может быть жилка из медного многопроволочного кабеля или даже эмальпровод, который необходимо предварительно освободить от изоляции. Плотно обмотайте сложенные внахлест концы нихрома медной проволокой виток к витку в несколько слоев, чтобы получилась своеобразная муфта из тонкой медной проволоки, которая теперь плотно удерживает вместе эти две части нихрома.

Включите зажигалку, и внесите в верхнюю половину ее пламени подготовленное место соединения, буквально на 5 секунд. Повторите это действие еще один раз. В итоге у вас получится очень прочное и надежное соединение спирали буквально на атомарном уровне.

Второй вариант сварки нихрома — слаботочная электросварка угольным электродом в домашних условиях. Угольный электрод можно достать из ненужной солевой батарейки. Здесь вам потребуется источник постоянного напряжения от 12 до 24 вольт с допустимым током нагрузки до 10 ампер, а также дроссель от лампы дневного света. Минусовую клемму источника питания необходимо присоединить к скрутке двух концов соединяемых нихромовых спиралей, которую будете сваривать.

Присоединение удобно сделать при помощи зажима-крокодила. К плюсовой клемме источника присоединяется дроссель от лампы дневного света (можно попробовать 2 дросселя параллельно), второй конец которого необходимо соединить с угольным электродом из стержня от батарейки. Должна получиться такая цепь: плюс источника питания — дроссель — электрод — дуга — место соединения спиралей — минус источника питания.

Применение нихрома

Применение нихрома обширно, особенно в сферах, где надежность и долговечность цениться больше всего. Из основных направлений стоит выделить:

Применение нихрома для изготовления элементов нагревательного типа
Использование в качестве стойкого сплава к химическим воздействиям, а также как жаростойкий сплав при работе в агрессивных средах
Использование для производства деталей стойких к высоким температурам, таких как реостаты и резисторные элементы
Применение в газотермическом напылении в качестве жаростойкого покрытия и подслоя
Применение в электронных сигаретах в качестве нити испарителя

Х15Н60 и Х20Н80 – являются чаще всего используемыми хромникелевыми прецизионные сплавами. Как уже говорилось, их отличает высокое электрическое сопротивление. Никель — главный металл в составе этого сплава. Его в нихроме много – целых 55-78 процентов. Ему почти не уступает хром, которого в нихроме — 15-23 процентов. Кроме никеля и хрома, в состав нихрома так же входят железо, титан, фосфор, алюминий, марганец, сера, углерод, кремний.

Свойства нихрома определяют никель и хром. Никель имеет способность растворять в себе разнообразные металлы, и при этом оставаться очень пластичным. В жидких и газообразных средах он легко сопротивляется коррозии. Как много раз упоминалось – устойчив перед высокими температурами. Хром так же жароустойчив, имеет твёрдость и высокую сопротивляемость процессам коррозии. Вот и получается, что всеми этими положительными качествами наделён и сам хром.

Устойчивость к повышенным температурам обуславливает внушительные рабочие температуры нихрома

Нихром, относящейся к марки Х20Н80 выдерживает до 1200 градусов Цельсия (здесь мы обращаем внимание ещё и на диаметр проволоки), для нихрома относящегося к марке Х15Н60 – максимальная температура до 1125 по Цельсию. Цифры приведены в соответствии с ГОСТ 12766.1-90

Насколько влияет процентная доля никеля в составе сплава, мы делаем вывод из данной характеристики. Чем выше в нихроме процент никеля, тем большую жаропрочность имеет нихром.

Ещё одним качеством, делающим нихром широко востребованным металлом, является его высокая пластичность. Пластичность можно отнести к технологическим особенностям, что указывают на то, какой именно обработке без ущерба можно подвергнуть материал – это либо точение, либо сварка, золочение, штамповка и так далее). За счёт отличной пластичности нихрома, из него можно изготовлять изделия такого рода, как, к примеру, нихромовая лента или проволока нихромовая, а ещё некоторые виды очень тонкой проволоки. Как делается нихромовая проволока? При помощи волочения.

К самым важным физическим особенностям нихрома можно отнести наличие малого коэффицента электрического сопротивления и высокое удельное электрическое сопротивление. Эти особенности, да ещё вкупе с жаропрочностью, позволяют нихрому быть тем материалом, из которого изготавливают проволоки, а так же ленты для производства разнообразных элементов нагревания.

Нихром Х20Н80 и нихром Х15Н60 ( , нихромовая лента) применимы чаще всегов электротехнике. Этот сплав берут для создания проволочных резисторов (а ещё есть резисторы ленточные); реостатов в приборах, для нагревания; электронагревателей, электронагревательных элементов, что долгое время функционируют на воздухе температурой до 1250 градусов Цельсия. А ещё нихром успешно применяется при изготовлении оборудования электротермической направленности, которая должна быть очень надёжной. Ещё нихром Х15Н60 применятся при производстве непрецизионных резисторов.

Состоящий из следующих элементов: (73-78 %); (19-21 %); (1 %); (0,7 %); остальное . Иногда сплав легируют редкоземельными металлами для достижения более высокой продолжительности работы.

Нихром Х20Н80, особенно проволока являются самым ликвидным сортаментом нихрома. Нихрововая лента и полоса остаются менее продаваемыми, по сравнению с проволокой, но более востребованы нежели прутки и листы. Принято считать, что в марке Х20Н80 около 20% хрома и 80% никеля это не совсем соответствует ГОСТ, допускающим микролегирование прецизионных сплавов для улучшения их потребительских характеристик.

Свойства меди

Востребованность меди в электротехнике обусловлена следующими положительными качествами:

1. высокая электропроводимость;
2. пластичность. Из меди делают тончайшие жилы и пластины с толщиной, исчисляемой микронами. Благодаря пластичности, она не обламывается при монтаже, выдерживая множество циклов сгибания-разгибания без развития усталостных явлений;
3. распространенность и простота добычи. Это преимущество условно. Получение меди обходится дешевле серебра — единственного металла, превосходящего ее в электропроводимости. Но в сравнении с алюминием, а тем более со сталью, медь стоит гораздо дороже. Потому ее нередко заменяют этими материалами;
4. антикоррозионные свойства;
5. прочность. Благодаря ей, изделия из меди устойчивы к деформациям.
6. материал легко поддается пайке и сварке.

Источником меди служит сульфидная руда. Для применения в электротехнике металл после плавки руды подвергают электролитической очистке, так что доля примесей в нем составляет 0,05-0,1% (высококачественная рафинированная медь марок М0 и М1, также называемая электролитической).

В процессе получения минимизируют воздействие кислорода на металл, иначе механические характеристики последнего ухудшаются.

Сульфидная руда

Дешевле меди стоят сплавы на ее основе — латунь (с цинком) и бронза (с оловом или свинцом). Помимо олова или свинца, в бронзу могут добавлять бериллий (бериллиевая бронза), кадмий, кремний, фосфор, магний, хром.

Сплавы превосходят чистую медь в прочности, но уступают ей в проводимости.

https://youtube.com/watch?v=e1WLVQwbf-g

Как навить спираль из нихрома

Резистивная или нагревательная спираль может быть изготовлена в домашних условиях. Для этого нужна проволока из нихрома подходящей марки и правильный расчет требуемой длины.

Расчёт спирали из нихрома опирается на удельное сопротивление проволоки и требуемую мощность или сопротивление, в зависимости от назначения спирали. При расчете мощности нужно учитывать максимально допустимый ток, при котором спираль нагревается до определенной температуры.

Учет температуры

Например, проволока диаметром 0,3 мм при токе 2,7 А нагреется до 700 °С, а ток в 3,4 А нагреет ее до 900 0 С. Для расчета температуры и тока существуют справочные таблицы. Но еще нужно учитывать условия эксплуатации нагревателя. При погружении в воду теплоотдача повышается, тогда максимальный ток можно повысить на величину до 50 % от расчетного. Закрытый трубчатый нагреватель, наоборот, ухудшает отвод тепла. В этом случае и допустимый ток необходимо уменьшить на 10—50 %.

На интенсивность теплоотвода, а значит и на температуру нагревателя, влияет шаг навивки спирали. Плотно расположенные витки дают более сильный нагрев, больший шаг усиливает охлаждение. Следует учитывать, что все табличные расчеты приводятся для нагревателя, расположенного горизонтально. При изменении угла к горизонту условия теплоотвода ухудшаются.

Расчет сопротивления нихромовой спирали и ее длины

Определившись с мощностью, приступаем к расчету требуемого сопротивления. Если определяющим параметром является мощность, то вначале находим требуемую силу тока по формуле I=P/U. Имея силу тока, определяем требуемое сопротивление. Для этого используем закон Ома: R=U/I.

Обозначения здесь общепринятые:

• P – выделяемая мощность;
• U – напряжение на концах спирали;
• R – сопротивление спирали;
• I – сила тока.

Расчет сопротивления нихромовой проволоки готов. Теперь определим нужную нам длину. Она зависит от удельного сопротивления и диаметра проволоки. Можно сделать расчет, исходя из удельного сопротивления нихрома: L=(Rπd 2 )/4ρ. Здесь:

• L – искомая длина;
• R – сопротивление проволоки;
• d – диаметр проволоки;
• ρ – удельное сопротивление нихрома;
• π – константа 3,14.

Но проще взять готовое линейное сопротивление из таблиц ГОСТ 12766.1-90. Там же можно взять и температурные поправки, если нужно учитывать изменение сопротивления при нагреве. В этом случае расчет будет выглядеть так: L=R/ρld, где ρld – это сопротивление одного метра проволоки, имеющей диаметр d.

Диаметр, сопротивление и TCR

Существуют основные характеристики, которые применимы ко всем проводам, независимо от материала, из которых они сделаны

Первое на что стоит обратить внимание, это диаметр провода. В метрической система измеряется в миллиметрах (например: 0,4мм), в имперской диаметр помечается как калибр (gauge) и обозначается цифровым значением (например: 26 gauge)

Если с миллиметрами все понятно, то в имперской системе, чем выше калибр, тем меньше диаметр проволоки. Для лучшего понимания или быстрого перевода в миллиметры, можно пользоваться калькулятором намоток, где в поле «Диаметр провода» можете увидеть основные размеры и их значения.

Вторая особенность провода, в том, что при увеличении диаметра, сопротивление уменьшается, но требуется больше времени для его нагрева. Толстые провода 0,8мм и 0,6мм, будут иметь низкое сопротивление и потребуется больше времени на нагрев, чем более тонкие 0,4мм или 0,3мм.

Температурный контроль (TC)

Для температурного контроля используются металлы, у которых сопротивление зависит от температуры спирали (Температурный коэффициент сопротивления (TCR)). Для регулирования мощности, ваш мод каждый 0,25 секунды считывает сопротивление и подает на спираль нужную мощность, чтобы поддерживать определенную температуру нагрева.

Я обещал, что статья будет без технических сложностей, но с температурным контролем легко не получится. Поэтому простой пример: боксмод знает сопротивление холодной спирали и TCR, с помощью чего он легко высчитывает температуру и решает сколько мощности подавать на спираль, а если температура выше выставленной, то вообще прекратить подавать электричество. Все просчеты происходят по 4 раза в секунду, именно поэтому вам сложно будет увидеть и почувствовать какие-то изменения в работе мода. Надеюсь было понятно, теперь перейдем непосредственно к проводам и спиралям.

Как рассчитать длину нихромовой проволоки для нагревателя?

Наиболее значительной деталью электротепловой установки является нагревательный элемент. Основная составляющая часть приборов косвенного нагрева — резистор с высоким удельным сопротивлением. А одним из приоритетных материалов — хромоникелевый сплав.

Так как сопротивление нихромовой проволоки высоко, этот материал занимает лидирующее место в качестве сырья для различных видов электротепловых установок. Расчёт нагревателя из нихромовой проволоки проводят с целью определения размеров нагревательного элемента.

В целом производить расчёт нагревательного элемента из нихрома необходимо по четырём вычислениям: гидравлическому, механическому, тепловому и электрическому. Но обычно подсчёты проводят лишь в два этапа: по тепловым и электрическим показателям.

К тепловым характеристикам относятся:

• тепловая изоляция;
• коэффициент полезного действия по теплоте;
• необходимая теплоотдающая поверхность.

Основной целью расчёта нихрома является определение геометрических размеров нагревательного сопротивления.

К электрическим параметрам обогревателейявляются:

• напряжение питания;
• способ регулирования мощности;
• коэффициент мощности и электрический коэффициент полезного действия.

При выборе питающего напряжения для устройств обогрева отдают предпочтение тому, что несёт минимальную угрозу животным и обслуживающему персоналу.

Напряжение сети в установках сельского хозяйства составляет 380/200 вольт с частотой тока 50 Герц.

В случае применения электроустановок в особо сырых помещениях, при повышенной электроопасности напряжение следует снизить. Его значение должно не превышать 12, 24, 36 вольт.

https://youtube.com/watch?v=ybozXzN1zZA

Регулировать температуру и мощность нагревателя можно двумя способами:

• меняя напряжение;
• переменой величины сопротивления.

Наиболее распространённым способом изменять мощность является включение в работу определённого числа секций трехфазной установки. В современных нагревательных установках мощность меняют регулировкой напряжения с помощью тиристоров.

Расчёт по рабочему току основан на табличной зависимости, которая связывает токовую нагрузку на проводник из нихрома, его площадь сечения и температуру.

Для того чтобы перейти к реальным условиям, в расчётах необходимо использовать поправочные коэффициенты.

Марочная номенклатура

Существующие марки отличаются по составу, представляют ассортимент сплава нихром. Проволока имеет широкое использование, которое определяется индивидуальными свойствами каждого.

• 1 группа – резисторный материал: Х20Н80, Х20Н73ЮМ-ВИ, Н80ХЮД-ВИ, Х15Н60.
• 2 группа – металл для нагревательных элементов бытового и промышленного назначения с повышенными характеристиками жаропрочности: Х20Н80-Н-ВИ, Х15Н60-Н, ХН70Ю-Н, Х20Н80-Н, ХН20ЮС.
• 3 группа – для работы при температурах до 900˚С: Н50К10, Х25Н20.

При этом диаметр проволоки нихрома первой группы составляет 0,009-0,4 мм, а для второй – 0,2-7,5 мм.

«Сородичами» являются канталы или фехрали – сплавы хрома, алюминия и железа. Они характеризуются также высоким электрическим сопротивлением, стойкостью к жару в пределах 1250-1400˚С, однако меньшей надежностью, хотя и невысокой стоимостью (Х23Ю5, Х13Ю4, Х23Ю5Т, Х27Ю5Т, Х15Ю5).

Похожие записи:

Двуполярный регулируемый бп из однополярного Схемы подключения однофазных электродвигателей Как кошку отучить грызть провода? Расчет трансформатора Коэффициент полезного действия электрической цепи это Какая вилка должна быть у варочной панели