Kuinka laskea nikromilangan pituus

Perustiedot ja merkit nikromista

Nikkeli on nikkelin ja kromin seos, johon on lisätty mangaania, piitä, rautaa, alumiinia. Tämän materiaalin parametrit riippuvat seoksen aineiden spesifisestä suhteesta, mutta ovat keskimäärin alueella:

• sähkönkestävyys - 1,05-1,4 ohm * mm²/ m (seoksen luokasta riippuen);
• lämpötilan vastuskerroin - (0,1 - 0,25) · 10⁻³ K⁻¹;
• käyttölämpötila - 1100 ° C;
• sulamispiste - 1400 ° C;

Taulukoissa resistiivisyys ilmaistaan ​​usein μOhm * m (tai 10^-6 Ohm * m) - numeeriset arvot ovat samat, mittaero.

Tällä hetkellä on kahta yleisimmistä nikroomilangan tuotemerkeistä:

• Cr20Ni80. Se koostuu 74% nikkelistä ja 23% kromista sekä 1% raudasta, piistä ja mangaanista. Tämän merkin johtimia voidaan käyttää lämpötiloihin asti 1250 ^ᵒC, sulamispiste - 1400 ^ᵒC. Sillä on myös korkea sähköinen vastus. Seosta käytetään lämmityslaitteiden elementtien valmistukseen. Ominaisvastus on 1,03 - 1,18 μOhm · m;
• H15N60. Koostumus: 60% nikkeli, 25% rauta, 15% kromi. Käyttölämpötila enintään 1150 ° C ^ᵒC. Sulamispiste - 1390 ° C ^ᵒC. Se sisältää enemmän rautaa, mikä lisää seoksen magneettisiä ominaisuuksia ja lisää sen korroosionkestävyyttä.

Saat lisätietoja näiden seosten laatuista ja ominaisuuksista malleista GOST 10994-74, GOST 8803-89, GOST 12766.1-90 ja muista.

Kuten jo mainittiin, nikromilankaa käytetään kaikkialla, missä tarvitaan lämmityselementtejä. Suuri resistiivisyys ja sulamispiste tekevät mahdolliseksi käyttää nikromia erilaisten lämmityselementtien pohjana vedenkeittimestä tai hiustenkuivaajasta muhveliuuniin.

Laskentamenetelmät

Vastustamalla

Otetaan selville, kuinka laskea nikromilangan pituus voiman ja vastuksen suhteen. Laskenta alkaa tarvittavan tehon määrittämisellä. Kuvittele, että tarvitsemme nikromikierrettä pienelle juotosraudalle, jonka teho on 10 wattia ja joka toimii 12 V: n virtalähteestä. Tätä varten meillä on lanka, jonka halkaisija on 0,12 mm.

Nikromin pituuden laskenta yksinkertaisimmillaan ottamatta huomioon lämmitystä suoritetaan seuraavasti:

Määritämme virran voimakkuuden:

P = UI

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

Nikromilangan vastus lasketaan: Ohmin laki:

R = U / I = 12 / 0,83 = 14,5 ohmia

Langan pituus on:

l = SR /ρ,

missä S on poikkileikkauspinta-ala, ρ – vastus.

Tai tämän kaavan mukaan:

l = (Rπd2) / 4ρ

Mutta ensin sinun on laskettava ominaisvastus nikromijohdolle, jonka halkaisija on 0,12 mm. Se riippuu halkaisijasta - mitä suurempi se on, sitä vähemmän vastus.

L = (14,5 * 3,14 * 0,12 ^ 2) / 4 * 1,1 = 0,149 m = 14,9 cm

Sama voidaan ottaa taulukosta GOST 12766.1-90. 8, jossa arvo on 95,6 ohm / m, jos lasket sen, saat melkein saman:

L = R_TREB/ R_pöytä= 14,4 / 95,6 = 0,151 m = 15,1 cm

10 watin lämmittimeen, jota saa 12 V virrasta, tarvitset 15,1 cm.

Jos sinun on laskettava spiraalin kierrosten lukumäärä kiertääksesi sitä tämän pituudeltaan nikromilangasta, käytä seuraavia kaavoja:

Yhden kierroksen pituus:

l₁= π (D + d / 2),

Käännösten lukumäärä:

N = L / (π (D + d / 2)),

missä L ja d ovat langan pituus ja halkaisija, D on sauvan halkaisija, johon spiraali kääritään.

Oletetaan, että kierrämme nikromilankaa sauvalle, jonka halkaisija on 3 mm, laskelmat suoritetaan millimetreinä:

N = 151 / (3,14 (3 + 0,12 / 2)) = 15,71 käännöstä

Mutta samalla on otettava huomioon, kestääkö tällaisen poikkileikkauksen nikromi tämän virran vai ei. Seuraavassa esitetään yksityiskohtaiset taulukot suurimman sallitun virran määrittämiseksi tietyssä lämpötilassa tietyille osille. Yksinkertaisin sanoin - päätät kuinka monta astetta langan tulee lämmetä ja valitset sen poikkileikkauksen nimellisvirralle.

Huomaa myös, että jos lämmitin on nesteen sisällä, virtaa voidaan lisätä 1,2 - 1,5 kertaa, ja jos suljetussa tilassa, niin päinvastoin - vähentää.

Lämpötilan mukaan

Yllä olevan laskelman ongelmana on, että tarkastelemme kylmän spiraalin resistanssiä nikroomikierteen halkaisijaa ja sen pituutta pitkin. Mutta se riippuu lämpötilasta, samalla kun on myös pohdittava, missä olosuhteissa se on mahdollista saavuttaa. Jos tätä laskelmaa voidaan edelleen käyttää vaahdon leikkaamiseen tai lämmittimeen, niin se on liian karkea muhveliuunissa.

Annamme esimerkin uunin nikromilaskelmista.

Ensin määritetään sen tilavuus, sanotaan esimerkiksi 50 litraa, sitten määritetään teho, tätä varten on olemassa empiirinen sääntö:

• jopa 50 litraa - 100W / l;
• 100-500 litraa - 50-70 W / l.

Sitten meidän tapauksessamme:

P = p_EMF* V = 50 * 100 = 5 kW.

Seuraavaksi tarkastellaan nykyistä lujuutta ja vastusta:

220 V:

I = 5000/220 = 22,7 ampeeria

R = 220 / 22,7 = 9,7 ohmia

Kun kytket spiraalit tähdellä, 380 V: n arvo lasketaan seuraavasti.

Jaa teho 3 vaiheeseen:

Pf = 5/3 = 1,66 kW / vaihe

Kun tähti on kytketty, 220 V syötetään jokaiselle haaralle (vaihejännite, se voi vaihdella sähköasennuksesta riippuen), sitten virta:

I = 1660/220 = 7,54 A

vastus:

R = 220 / 7,54 = 29,1 ohmia

Kolmiokytkennälle laskemme 380 V: n lineaarisen jännitteen perusteella:

I = 1660/380 = 4,36 A

R = 380 / 4,36 = 87,1 ohmia

Halkaisijan määrittämiseksi otetaan huomioon lämmittimen ominaispinta-alateho. Laskemme pituuden, otamme resistiivisyyden taulukosta. 8. GOST 12766.1-90, mutta määrittelemme ensin halkaisijan.

Lasketaan uunin ominaispintateho kaavan avulla.

Veto (riippuu lämpöä absorboivasta pinnasta) ja (säteilytehokkuuden kerroin) valitaan seuraavien taulukoiden mukaan.

Joten lämmittää uunin 1000 asteeseen, ota spiraalilämpötila 1100 astetta, sitten valintataulukon B mukaan_eff valitse arvo 4,3 W / cm², ja kertoimen a - 0,2 valintataulukon mukaan.

_lisä-= B_eff* a = 4,3 * 0,2 = 0,86 W / cm² = 0,86 * 10 ^ 4 W / m²

Halkaisija määritetään kaavalla:

R_T - Lämmittimen materiaalin ominaisvastus tietyssä t: ssä määritetään GOST 12766.1: n taulukon 9 mukaisesti (esitetty alla).

Nikromille X80N20 - 1 025

R_T= s₂₀* s₁₀₀₀= 1,13 * 10 ^ 6 * 1,025 = 1,15 * 10 ^ 6 ohm / mm

Sitten yhteyden muodostaminen kolmivaiheiseen verkkoon "Tähti" -järjestelmän mukaisesti:

d = 1,23 mm

Pituus lasketaan kaavalla:

L = 42 m

Tarkista arvot:

L = R / (p * k) = 29,1 / (0,82 * 1,033) = 34 m

Arvot eroavat kierrekorkeuden korkeasta lämpötilasta, tarkistuksessa ei oteta huomioon useita tekijöitä. Siksi otamme yhden spiraalin pituuden - 42m, niin kolmen spiraalin kohdalla tarvitset 126 metriä 1,3 mm nikromia.

johtopäätös

Siten voit laskea johtimen pituuden nikromikierteelle ja määrittää halutun halkaisijan tehon, poikkileikkauksen ja lämpötilan perusteella. On tärkeää ottaa huomioon:

• ympäristöolosuhteet;
• lämmityselementtien sijainti;
• kierrelämpötila;
• lämpötila, johon pinta olisi lämmitettävä, ja muut tekijät.

Jopa yllä olevaa laskelmaa, monimutkaisuudestaan ​​huolimatta, ei voida kutsua riittävän täsmälliseksi. Koska lämmityselementtien laskenta on jatkuvaa termodynamiikkaa, ja joukko tekijöitä, jotka vaikuttavat sen tuloksiin, voidaan mainita, esimerkiksi uunin lämpöeristys ja niin edelleen.

Käytännössä spiraalien arvioinnin jälkeen ne lisäävät tai poistavat tuloksesta riippuen tai käyttävät lämpötila-antureita ja laitteita sen säätämiseen.

Aiheeseen liittyvät materiaalit:

• Kuinka tehdä induktiolämmitin itse
• Kaapelin poikkileikkauksen laskeminen tehon ja virran perusteella
• Kuinka laskea langanvastus