Paano makalkula ang haba ng isang wire ng nichrome

Pangunahing impormasyon at mga tatak ng nichrome

Ang nikel ay tinatawag na isang haluang metal ng nikel at chromium kasama ang pagdaragdag ng mangganeso, silikon, bakal, aluminyo. Para sa materyal na ito, ang mga parameter ay nakasalalay sa tiyak na ratio ng mga sangkap sa haluang metal, ngunit sa average na kasinungalingan sa saklaw:

• electrical resistivity - 1.05-1.4 Ohm * mm²/ m (depende sa grado ng haluang metal);
• koepisyent ng temperatura ng paglaban - (0.1-0.25) · 10⁻³ TO⁻¹;
• operating temperatura - 1100 ° C;
• punto ng pagkatunaw - 1400 ° C;

Sa mga talahanayan, ang resistivity ay madalas na ibinibigay sa μOhm * m (o 10^-6 Ohm * m) - pareho ang mga halaga ng numero, ang pagkakaiba-iba sa sukat.

Mayroong kasalukuyang dalawa sa mga pinaka-karaniwang tatak ng nichrome wire:

• X20H80. Binubuo ito ng 74% nikel at 23% kromium, pati na rin ang 1% iron, silikon at mangganeso. Ang mga conductor ng tatak na ito ay maaaring magamit sa temperatura hanggang sa 1250 ^ᵒC, natutunaw na punto - 1400 ^ᵒC. Mayroon din itong mataas na resistensya sa koryente. Ang haluang metal ay ginagamit para sa paggawa ng mga elemento ng mga aparato sa pag-init. Ang tiyak na pagtutol ay 1.03-1.18 μOhm · m;
• X15H60. Komposisyon: 60% nikel, 25% na bakal, 15% kromo. Ang temperatura ng pagpapatakbo ay hindi hihigit sa 1150 ^ᵒC. punto ng pagkatunaw - 1390 ^ᵒC. Naglalaman ito ng mas maraming bakal, na pinatataas ang mga magnetic na katangian ng haluang metal at pinatataas ang pagtutol ng kaagnasan nito.

Malalaman mo ang higit pa tungkol sa mga marka at pag-aari ng mga haluang ito mula sa GOST 10994-74, GOST 8803-89, GOST 12766.1-90 at iba pa.

Tulad ng nabanggit na, ang wire ng nichrome ay ginagamit saanman kung saan kinakailangan ang mga elemento ng pag-init. Ang mataas na resistivity at natutunaw na point ay posible na gumamit ng nichrome bilang batayan para sa iba't ibang mga elemento ng pag-init, mula sa isang kettle o hairdryer hanggang sa isang muffle furnace.

Mga Paraan ng Pagkalkula

Sa pamamagitan ng paglaban

Alamin natin kung paano makalkula ang haba ng isang wire ng nichrome sa mga tuntunin ng kapangyarihan at paglaban. Ang pagkalkula ay nagsisimula sa pagtukoy ng kinakailangang kapangyarihan. Isipin na kailangan namin ng isang nichrome thread para sa isang maliit na paghihinang bakal na may lakas na 10 watts, na gagana mula sa isang suplay ng kuryente ng 12V. Upang gawin ito, mayroon kaming isang wire na may diameter na 0.12 mm.

Ang pinakasimpleng pagkalkula ng haba ng nichrome sa kapangyarihan nang hindi isinasaalang-alang ang pagpainit ay isinasagawa tulad ng sumusunod:

Natutukoy namin ang kasalukuyang lakas:

P = UI

I = P / U = 10/12 = 0.83 A

Ang pagkalkula ng paglaban ng isang nichrome wire ay isinasagawa ng Batas ng Ohm:

R = U / I = 12 / 0.83 = 14.5 Ohms

Ang haba ng kawad ay:

l = SR /ρ,

kung saan ang S ay ang cross-sectional area, ρ – resistivity.

O ayon sa pormula na ito:

l = (Rπd2) / 4ρ

Ngunit kailangan mo munang kalkulahin ang resistivity para sa nichrome wire na may diameter na 0.12 mm. Depende ito sa diameter - mas malaki ito, mas kaunting pagtutol.

L = (14.5 * 3.14 * 0.12 ^ 2) / 4 * 1.1 = 0.149m = 14.9cm

Ang parehong ay maaaring makuha mula sa GOST 12766.1-90 talahanayan. 8, kung saan ang isang halaga ng 95.6 Ohm / m ay ipinahiwatig, kung mabibilang mo ito, makakakuha ka ng halos parehong bagay:

L = R_kailangan/ R_tabl= 14.4 / 95.6 = 0.151m = 15.1cm

Para sa isang 10-watt heater na pinapagana ng 12V, kailangan mo ng 15.1cm.

Kung kailangan mong kalkulahin ang bilang ng mga liko ng isang spiral upang i-twist ito mula sa isang wire ng nichrome ng haba na ito, pagkatapos ay gamitin ang mga sumusunod na pormula:

Haba ng isang pagliko:

l₁= π (D + d / 2),

Bilang ng mga liko:

N = L / (π (D + d / 2)),

kung saan ang L at d ang haba at diameter ng kawad, D ang diameter ng baras kung saan ang sugat ay sugat.

Ipagpalagay na i-wind namin ang isang wire ng nichrome sa isang baras na may diameter na 3 mm, pagkatapos ay ang mga kalkulasyon ay isinasagawa sa milimetro:

N = 151 / (3.14 (3 + 0.12 / 2)) = 15.71 lumiliko

Ngunit sa parehong oras, dapat isaalang-alang ng isa man o hindi nichrome ng naturang isang cross section ay maaaring makatiis sa kasalukuyang ito. Ang mga detalyadong talahanayan para sa pagtukoy ng maximum na pinapayagan na kasalukuyang sa isang tiyak na temperatura para sa mga tiyak na seksyon ay ibinibigay sa ibaba. Sa mga simpleng salita - natutukoy mo kung gaano karaming mga degree ang wire ay dapat magpainit at piliin ang seksyon ng cross para sa na-rate na kasalukuyang.

Tandaan din na kung ang pampainit ay nasa loob ng likido, kung gayon ang kasalukuyang maaaring tumaas ng 1.2-1.5 beses, at kung sa isang nakakulong na puwang, pagkatapos ay binawasan ang kabaligtaran.

Sa pamamagitan ng temperatura

Ang problema sa pagkalkula sa itaas ay isinasaalang-alang namin ang paglaban ng isang malamig na spiral kasama ang diameter ng nichrome thread at ang haba nito. Ngunit nakasalalay ito sa temperatura, habang kinakailangan ding isaalang-alang sa ilalim ng kung anong mga kondisyon posible upang makamit ito. Kung ang pagkalkula na ito ay naaangkop pa rin para sa pagputol ng bula o para sa isang pampainit, kung gayon ito ay magiging masyadong magaspang para sa isang muffle furnace.

Nagbibigay kami ng isang halimbawa ng mga kalkulasyon ng nichrome para sa isang hurno.

Una, alamin ang dami nito, sabihin natin ang 50 litro, pagkatapos ay matukoy ang kapangyarihan, para dito mayroong isang empirical na panuntunan:

• hanggang sa 50 litro - 100W / l;
• 100-500 litro - 50-70 W / l.

Pagkatapos sa aming kaso:

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

Susunod, isinasaalang-alang namin ang kasalukuyang lakas at paglaban:

Para sa 220V:

I = 5000/220 = 22.7 Amps

R = 220 / 22.7 = 9.7 Ohms

Para sa 380V kapag kumokonekta sa mga spiral na may isang bituin, ang pagkalkula ay ang mga sumusunod.

Hatiin ang kapangyarihan sa 3 phases:

Pf = 5/3 = 1.66 kW bawat yugto

Kung konektado ng isang bituin, ang 220V ay inilalapat sa bawat sangay (boltahe ng phase, maaaring magkakaiba ito depende sa iyong pag-install ng elektrikal), kung gayon ang kasalukuyang:

I = 1660/220 = 7.54 A

Pagtutol:

R = 220 / 7.54 = 29.1 Ohm

Para sa isang koneksyon ng tatsulok, kinakalkula namin ayon sa isang linear boltahe ng 380V:

I = 1660/380 = 4.36 A

R = 380 / 4.36 = 87.1 Ohm

Upang matukoy ang diameter, isinasaalang-alang ang tiyak na lakas ng ibabaw ng pampainit. Kinakalkula namin ang haba, kinukuha namin ang resistivity mula sa talahanayan. 8. GOST 12766.1-90, ngunit una naming tinukoy ang diameter.

Upang makalkula ang tukoy na lakas ng ibabaw ng hurno gamit ang pormula.

Ang pusta (nakasalalay sa ibabaw ng sumisipsip ng init) at isang (koepisyent ng kahusayan ng radiation) ay napili ayon sa mga sumusunod na talahanayan.

Kaya, upang mapainit ang hurno sa 1000 degrees, kunin ang temperatura ng spiral na 1100 degrees, pagkatapos ay ayon sa talahanayan ng pagpili B_ef pumili ng isang halaga ng 4.3 W / cm², at ayon sa talahanayan ng pagpili ng koepisyent a - 0.2.

AT_dagdag= B_ef* a = 4.3 * 0.2 = 0.86 W / cm² = 0.86 * 10 ^ 4 W / m²

Ang diameter ay natutukoy ng formula:

R_t - ang tukoy na paglaban ng materyal ng pampainit sa isang naibigay na t ay natutukoy ayon sa GOST 12766.1, talahanayan 9 (ipinapakita sa ibaba).

Para sa nichrome X80N20 - 1,025

R_t= p₂₀* R₁₀₀₀= 1.13 * 10 ^ 6 * 1.025 = 1.15 * 10 ^ 6 Ohm / mm

Pagkatapos upang kumonekta sa isang three-phase network ayon sa "Star" scheme:

d = 1.23 mm

Ang haba ay kinakalkula ng formula:

L = 42m

Suriin ang mga halaga:

L = R / (p * k) = 29.1 / (0.82 * 1.033) = 34m

Ang mga halaga ay naiiba dahil sa mataas na temperatura ng spiral; ang tseke ay hindi isinasaalang-alang ng isang bilang ng mga kadahilanan. Samakatuwid, kukuha kami para sa haba ng 1 spiral - 42m, pagkatapos para sa tatlong mga spiral kailangan mo ng 126 metro ng 1.3 mm nichrome.

Konklusyon

Kaya, maaari mong kalkulahin ang haba ng wire para sa isang nichrome spiral at matukoy ang nais na diameter sa pamamagitan ng kapangyarihan, cross-section at temperatura. Mahalagang isaalang-alang:

• kondisyon ng kapaligiran;
• lokasyon ng mga elemento ng pag-init;
• temperatura ng spiral;
• temperatura kung saan ang ibabaw ay dapat na pinainit at iba pang mga kadahilanan.

Kahit na ang pagkalkula sa itaas, sa kabila ng pagiging kumplikado nito, ay hindi matatawag na sapat na tumpak. Sapagkat ang pagkalkula ng mga elemento ng pag-init ay isang tuluy-tuloy na thermodynamics, at isang bilang ng mga kadahilanan ang maaaring mabanggit na nakakaimpluwensya sa mga resulta nito, halimbawa, ang thermal pagkakabukod ng isang hurno at iba pa.

Sa pagsasagawa, pagkatapos suriin ang mga spiral, idinagdag nila o tinanggal, depende sa resulta, o gumagamit ng mga sensor sa temperatura at aparato upang ayusin ito.

Mga kaugnay na materyales:

• Paano gumawa ng isang induction boiler sa iyong sarili
• Pagkalkula ng cable cross-section sa pamamagitan ng kapangyarihan at kasalukuyang
• Paano makalkula ang paglaban ng wire