Cara mengira panjang wayar nichrome

Maklumat asas dan jenama nichrome

Nikel adalah aloi nikel dan kromium dengan penambahan mangan, silikon, besi, aluminium. Untuk bahan ini, parameter bergantung pada nisbah spesifik bahan dalam aloi, tetapi rata-rata terletak pada julat:

• rintangan elektrik - 1.05-1.4 Ohm * mm²/ m (bergantung pada gred aloi);
• pekali suhu rintangan - (0.1-0.25) · 10⁻³ KE⁻¹;
• suhu operasi - 1100 ° C;
• takat lebur - 1400 ° C;

Dalam jadual, ketahanan sering diberikan dalam μOhm * m (atau 10^-6 Ohm * m) - nilai berangka adalah sama, perbezaan dimensi.

Terdapat dua jenama wayar nichrome yang paling biasa:

• X20H80. Ini terdiri daripada 74% nikel dan 23% kromium, serta 1% besi, silikon dan mangan. Konduktor jenama ini boleh digunakan pada suhu hingga 1250 ^ᵒC, takat lebur - 1400 ^ᵒC. Ia juga mempunyai daya tahan elektrik yang tinggi. Aloi ini digunakan untuk pembuatan elemen peranti pemanasan. Rintangan spesifik ialah 1.03-1.18 μOhm · m;
• X15H60. Komposisi: 60% nikel, 25% besi, 15% kromium. Suhu operasi tidak lebih daripada 1150 ^ᵒC. Takat lebur - 1390 ^ᵒC. Ia mengandungi lebih banyak besi, yang meningkatkan sifat magnetik aloi dan meningkatkan ketahanan kakisannya.

Anda akan mengetahui lebih lanjut mengenai nilai dan sifat aloi ini dari GOST 10994-74, GOST 8803-89, GOST 12766.1-90 dan lain-lain.

Seperti yang telah disebutkan, wayar nichrome digunakan di mana sahaja elemen pemanasan diperlukan. Rintangan tinggi dan titik lebur memungkinkan untuk menggunakan nichrome sebagai asas untuk pelbagai elemen pemanasan, dari cerek atau pengering rambut hingga tungku meredam.

Kaedah Pengiraan

Dengan penentangan

Mari kita fikirkan bagaimana mengira panjang wayar nichrome dari segi daya dan rintangan. Pengiraan dimulakan dengan menentukan daya yang diperlukan. Bayangkan bahawa kita memerlukan benang nichrome untuk besi pematerian kecil dengan kuasa 10 watt, yang akan berfungsi dari bekalan kuasa 12V. Untuk melakukan ini, kami mempunyai wayar dengan diameter 0.12 mm.

Pengiraan terma nichrome paling mudah tanpa mengambil kira pemanasan dilakukan seperti berikut:

Tentukan kekuatan semasa:

P = UI

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

Pengiraan rintangan wayar nichrome dilakukan oleh Undang-undang Ohm:

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

Panjang wayar adalah:

l = SR /ρ,

di mana S adalah kawasan penampang, ρ – ketahanan.

Atau mengikut formula ini:

l = (Rπd2) / 4ρ

Tetapi pertama-tama anda perlu mengira ketahanan untuk wayar nichrome dengan diameter 0.12 mm. Ia bergantung pada diameter - semakin besar, semakin kurang rintangan.

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

Perkara yang sama boleh diambil dari jadual GOST 12766.1-90. 8, di mana nilai 95.6 Ohm / m ditunjukkan, jika anda menghitungnya, anda mendapat perkara yang hampir sama:

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

Untuk pemanas 10 watt yang dikuasakan oleh 12V, anda memerlukan 15.1cm.

Sekiranya anda perlu mengira bilangan putaran spiral untuk memutarnya dari wayar nichrome sepanjang ini, gunakan formula berikut:

Panjang satu giliran:

l₁= π (D + d / 2),

Jumlah giliran:

N = L / (π (D + d / 2)),

di mana L dan d adalah panjang dan diameter wayar, D adalah diameter batang di mana lingkaran akan dililit.

Katakan kita akan menggulung wayar nichrome ke batang dengan diameter 3 mm, maka pengiraan dilakukan dalam milimeter:

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

Tetapi pada masa yang sama, seseorang mesti mengambil kira sama ada nichrome dari keratan rentas seperti itu dapat menahan arus ini. Jadual terperinci untuk menentukan arus maksimum yang dibenarkan pada suhu tertentu untuk bahagian tertentu diberikan di bawah. Dengan kata mudah - anda menentukan berapa darjah wayar harus panas dan memilih keratan rentasnya untuk arus undian.

Juga perhatikan bahawa jika pemanas berada di dalam cairan, maka arus dapat ditingkatkan sebanyak 1.2-1.5 kali, dan jika di ruang terkurung, maka sebaliknya - dikurangkan.

Mengikut suhu

Masalah pengiraan di atas ialah kita mempertimbangkan rintangan spiral sejuk sepanjang diameter benang nichrome dan panjangnya. Tetapi bergantung pada suhu, sementara itu juga perlu dipertimbangkan dalam keadaan apa yang memungkinkan untuk mencapainya. Sekiranya pengiraan ini masih berlaku untuk memotong busa atau untuk pemanas, maka ini terlalu kasar untuk tungku meredam.

Kami memberikan contoh pengiraan nichrome untuk relau.

Pertama, tentukan isipadu, katakan 50 liter, kemudian tentukan kekuatannya, kerana ini ada peraturan empirik:

• hingga 50 liter - 100W / l;
• 100-500 liter - 50-70 W / l.

Kemudian dalam kes kami:

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

Seterusnya, kami mempertimbangkan kekuatan dan rintangan semasa:

Untuk 220V:

I = 5000/220 = 22.7 Amps

R = 220 / 22.7 = 9.7 Ohm

Untuk 380V ketika menghubungkan putaran dengan bintang, pengiraannya adalah seperti berikut.

Bahagikan kekuatan menjadi 3 fasa:

Pf = 5/3 = 1.66 kW setiap fasa

Apabila disambungkan oleh bintang, 220V digunakan pada setiap cabang (voltan fasa, ia mungkin berbeza bergantung pada pemasangan elektrik anda), maka arus:

I = 1660/220 = 7.54 A

Rintangan:

R = 220 / 7.54 = 29.1 Ohm

Untuk sambungan segitiga, kami mengira mengikut voltan linear 380V:

I = 1660/380 = 4.36 A

R = 380 / 4.36 = 87.1 Ohm

Untuk menentukan diameter, kuasa permukaan pemanas tertentu diambil kira. Kami mengira panjangnya, kami mengambil ketahanan dari jadual. 8. GOST 12766.1-90, tetapi pertama-tama kita menentukan diameternya.

Untuk mengira kekuatan permukaan tungku tertentu dengan menggunakan formula.

Taruhan (bergantung pada permukaan penyerap haba) dan (pekali kecekapan sinaran) dipilih mengikut jadual berikut.

Jadi, untuk memanaskan relau hingga 1000 darjah, ambil suhu lingkaran 1100 darjah, kemudian mengikut jadual pemilihan B_ef pilih nilai 4.3 W / cm², dan menurut jadual pemilihan pekali a - 0.2.

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

Diameter ditentukan oleh formula:

R_t - rintangan khusus bahan pemanas pada t tertentu ditentukan mengikut GOST 12766.1, jadual 9 (ditunjukkan di bawah).

Untuk nichrome X80N20 - 1,025

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

Kemudian untuk menyambung ke rangkaian tiga fasa mengikut skema "Bintang":

d = 1.23 mm

Panjangnya dikira dengan formula:

L = 42m

Periksa nilai:

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

Nilainya berbeza kerana suhu spiral yang tinggi; pemeriksaan tidak mengambil kira beberapa faktor. Oleh itu, kami mengambil panjang 1 spiral - 42m, maka untuk tiga spiral anda memerlukan 126 meter nichrome 1.3 mm.

Kesimpulannya

Oleh itu, anda boleh mengira panjang wayar untuk lingkaran nichrome dan menentukan diameter yang dikehendaki mengikut daya, keratan rentas dan suhu. Penting untuk dipertimbangkan:

• keadaan persekitaran;
• susunan elemen pemanasan;
• suhu lingkaran;
• suhu di mana permukaan harus dipanaskan dan faktor lain.

Bahkan perhitungan di atas, walaupun kerumitannya, tidak dapat disebut cukup tepat. Kerana pengiraan elemen pemanasan adalah termodinamik berterusan, dan sebilangan faktor dapat disebutkan yang mempengaruhi hasilnya, misalnya, penebat haba relau dan sebagainya.

Dalam praktiknya, setelah menilai putaran, mereka menambah atau membuang, bergantung pada hasilnya, atau menggunakan sensor suhu dan peranti untuk menyesuaikannya.

Bahan berkaitan:

• Cara membuat dandang induksi sendiri
• Pengiraan keratan rentas kabel dengan kuasa dan arus
• Cara mengira rintangan wayar