כיצד לחשב את אורך חוט ניכרום

מידע בסיסי ומותגים של nichrome

ניקל נקרא סגסוגת של ניקל וכרום בתוספת מנגן, סיליקון, ברזל, אלומיניום. עבור חומר זה, הפרמטרים תלויים ביחס הספציפי של חומרים בסגסוגת, אך בממוצע שוכנים בטווח:

• התנגדות חשמלית - 1.05-1.4 אוהם * מ"מ²/ m (תלוי בדרגת הסגסוגת);
• מקדם טמפרטורה של התנגדות - (0.1-0.25) · 10⁻³ ל⁻¹;
• טמפרטורת פעולה - 1100 מעלות צלזיוס;
• נקודת התכה - 1400 מעלות צלזיוס;

בטבלאות, ההתנגדות ניתנת לעתים קרובות ב- μOhm * m (או 10^-6 אוהם * מ '- הערכים המספריים זהים, ההבדל בממד.

ישנם כרגע שניים מהמותגים הנפוצים ביותר של חוט ניכרום:

• X20H80. זה מורכב מ -74% ניקל וכ -23% כרום, כמו גם 1% ברזל, סיליקון ומנגן. ניתן להשתמש במוליכים של מותג זה בטמפרטורות של עד 1250 ^ᵒC, נקודת התכה - 1400 ^ᵒג. יש לו גם התנגדות חשמלית גבוהה. הסגסוגת משמשת לייצור אלמנטים של מכשירי חימום. ההתנגדות הספציפית היא 1.03-1.18 מיקרומטר · מ ';
• X15H60. הרכב: 60% ניקל, 25% ברזל, 15% כרום. טמפרטורת הפעלה לא יותר מ 1150 ^ᵒג. נקודת התכה - 1390 ^ᵒג. הוא מכיל יותר ברזל, המגביר את התכונות המגנטיות של הסגסוגת ומגביר את עמידות הקורוזיה שלו.

תוכלו ללמוד עוד על ציונים ותכונות של סגסוגות אלה מ- GOST 10994-74, GOST 8803-89, GOST 12766.1-90 ואחרים.

כאמור, חוט ניכרום משמש בכל מקום בו יש צורך בגופי חימום. התנגדות גבוהה ונקודת התכה מאפשרים להשתמש בניכרום כבסיס לגופי חימום שונים, מקומקום או מייבש שיער ועד תנור עמום.

שיטות חישוב

בהתנגדות

בואו להבין כיצד לחשב את אורך חוט ניכרום מבחינת כוח והתנגדות. החישוב מתחיל בקביעת הספק הנדרש. תאר לעצמך שאנחנו זקוקים לחוט ניכרום למגהץ קטן עם הספק של 10 וואט, שיעבוד מהספק חשמל 12 וולט. לשם כך יש לנו חוט בקוטר 0.12 מ"מ.

החישוב הפשוט ביותר של אורך ניכרום בעוצמה ללא התחשבות בחימום מתבצע באופן הבא:

הגדר את העוצמה הנוכחית:

P = ממשק משתמש

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

חישוב ההתנגדות של חוט ניכרום מתבצע על ידי חוק אוהם:

R = U / I = 12 / 0.83 = 14.5 אוהם

אורך החוט הוא:

l = SR /ρ,

כאשר S הוא אזור החתך, ρ – התנגדות.

או לפי הנוסחה הזו:

l = (Rπd2) / 4ρ

אך ראשית עליך לחשב את ההתנגדות לחוט ניכרום בקוטר 0.12 מ"מ. זה תלוי בקוטר - ככל שהוא גדול יותר, כך פחות התנגדות.

L = (14.5 * 3.14 * 0.12 ^ 2) / 4 * 1.1 = 0.149 מ '= 14.9 ס"מ

אותו ניתן לקחת משולחן GOST 12766.1-90. 8, שם מצוין ערך של 95.6 אוהם / מ, אם אתה סופר אותו, אתה מקבל כמעט את אותו הדבר:

L = R_נדרש/ R_טבלה= 14.4 / 95.6 = 0.151 מ '= 15.1 ס"מ

עבור מחמם של 10 וואט המופעל על ידי 12 וולט, אתה צריך 15.1 ס"מ.

אם אתה צריך לחשב את מספר הסיבובים של ספירלה כדי לסובב אותה מחוט ניכרום באורך זה, השתמש בפורמולות הבאות:

אורך סיבוב אחד:

l₁= π (D + d / 2),

מספר סיבובים:

N = L / (π (D + d / 2)),

כאשר L ו- d הם אורך החוט והקוטר שלו, D הוא קוטר המוט עליו תיפול הספירלה.

נניח שננענע חוט ניכרום על מוט בקוטר 3 מ"מ ואז החישובים מתבצעים במילימטרים:

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

אך יחד עם זאת, יש לקחת בחשבון אם nichrome של חתך רוחב כזה יכול לעמוד בזרם זה. להלן פירוט טבלאות מפורטות לקביעת הזרם המירבי המותר בטמפרטורה מסוימת עבור קטעים ספציפיים. במילים פשוטות - אתה קובע כמה מעלות החוט צריך להתחמם ובוחר את חתך הרוחב שלו עבור הזרם המדורג.

שימו לב גם אם התנור נמצא בתוך הנוזל, אז ניתן להגדיל את הזרם פי 1.2-1.5, ואם במקום מוגבל, אז להפך - להפחית.

לפי טמפרטורה

הבעיה בחישוב שלעיל היא שאנחנו לוקחים בחשבון את ההתנגדות של ספירלה קרה לאורך קוטר החוט הניכרום ואורכו. אבל זה תלוי בטמפרטורה, בעוד שיש לקחת בחשבון גם באילו תנאים ניתן יהיה להשיג אותה. אם חישוב זה עדיין ישים לחיתוך קצף או לתנור דוד, הוא יהיה גס מדי עבור תנור עמום.

אנו נותנים דוגמה לחישובי ניכרום לכבשן.

ראשית, קבע את נפחו, נניח 50 ליטר, ואז קבע את העוצמה, בשביל זה יש כלל אמפירי:

• עד 50 ליטר - 100 וואט לליטר;
• 100-500 ליטר - 50-70 וולט / ל.

אז במקרה שלנו:

P = p_אמפ* V = 50 * 100 = 5 קילוואט.

בשלב הבא אנו שוקלים את חוזק ההתנגדות הנוכחי:

עבור 220 וולט:

I = 5000/220 = 22.7 אמפר

R = 220 / 22.7 = 9.7 אוהם

עבור 380 וולט כאשר מחברים את הספירלות לכוכב, החישוב יהיה כדלקמן.

חלק את הכוח לשלושה שלבים:

Pf = 5/3 = 1.66 קילוואט לשלב

כאשר מחובר על ידי כוכב, 220V מוחל על כל ענף (מתח פאזה, הוא עשוי להשתנות בהתאם להתקנה החשמלית שלך), ואז הזרם:

I = 1660/220 = 7.54 א

התנגדות:

R = 220 / 7.54 = 29.1 אוהם

לחיבור משולש אנו מחשבים לפי מתח ליניארי של 380 וולט:

I = 1660/380 = 4.36 א

R = 380 / 4.36 = 87.1 אוהם

לקביעת הקוטר נלקחת בחשבון כוח השטח הספציפי של התנור. אנו מחשבים את האורך, אנו לוקחים את ההתנגדות מהטבלה. 8. GOST 12766.1-90, אך תחילה נגדיר את הקוטר.

כדי לחשב את עוצמת השטח הספציפית של הכבשן בעזרת הנוסחה.

הימור (תלוי במשטח סופג החום) ונבחר (מקדם יעילות הקרינה) בהתאם לטבלאות שלהלן.

לכן, כדי לחמם את הכבשן ל -1000 מעלות, קח את טמפרטורת הספירלה של 1100 מעלות, ואז על פי טבלת הבחירה B_ef בחר ערך של 4.3 W / ס"מ², ועל פי טבלת הבחירה של מקדם א - 0.2.

ב_נוסף= ב_ef* a = 4.3 * 0.2 = 0.86 W / ס"מ² = 0.86 * 10 ^ 4 W / m²

הקוטר נקבע על ידי הנוסחה:

ר_t - ההתנגדות הספציפית של חומר התנור בטמפרטורה נתונה נקבעת על פי GOST 12766.1, טבלה 9 (מוצג להלן).

עבור nichrome X80N20 - 1,025

ר_t= p₂₀* R₁₀₀₀= 1.13 * 10 ^ 6 * 1.025 = 1.15 * 10 ^ 6 אוהם / מ"מ

ואז להתחבר לרשת תלת פאזית על פי ערכת "הכוכב":

d = 1.23 מ"מ

האורך מחושב על ידי הנוסחה:

L = 42 מ '

בדוק את הערכים:

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

הערכים נבדלים זה מזה בשל הטמפרטורה הגבוהה של הספירלה; הבדיקה אינה מביאה בחשבון מספר גורמים. לכן אנו לוקחים לאורך של ספירלה אחת - 42 מ ', ואז לשלוש ספירלות אתה זקוק ל 126 מטר של 1.3 מ"מ ניכרום.

סיכום

כך תוכלו לחשב את אורך החוט עבור ספירלה של ניכרום ולקבוע את הקוטר הרצוי על ידי כוח, חתך רוחב וטמפרטורה. חשוב לקחת בחשבון:

• תנאים סביבתיים;
• מיקום גופי חימום;
• טמפרטורת ספירלה;
• טמפרטורה שאליה יש לחמם את המשטח וגורמים אחרים.

אפילו החישוב שלמעלה, למרות מורכבותו, לא יכול להיקרא די מדויק. מכיוון שהחישוב של גופי החימום הוא תרמודינמיקה רציפה, וניתן לציין מספר גורמים המשפיעים על תוצאותיו, למשל, הבידוד התרמי של תנור וכן הלאה.

בפועל, לאחר הערכת הספירלות, הם מוסיפים או מסירים, בהתאם לתוצאה, או משתמשים בחיישני טמפרטורה ובמכשירים כדי להתאים אותה.

חומרים קשורים:

• איך להכין בעצמכם דוד אינדוקציה
• חישוב חתך הכבלים לפי כוח וזרם
• כיצד לחשב התנגדות לחוט