Чем меньше сопротивление тем больше нагрев
Чем больше сопротивление тем больше нагрев
Одно общее правило: больше напряжения = больше пара.
Чем выше напряжение на моде, тем более высокой будет температура нагревающего элемента, и тем больше получиться в результате пара. Атомайзеры и картомайзеры могут обладать различным показателем сопротивления. Чем выше сопротивления – тем меньше будет мощности, и, как следствие, и пара. Таким образом, катомайзер на 2.0 Ом будет производить больше пара, чем картомайзер на 2.5 Ом – даже при сохранении напряжения на одном уровне. То же самое касается и атомайзеров.
Помните: слишком высокая мощность может привести к перегоранию картомайзера.
| Напряжение | Сопротивление | Мощность |
|---|---|---|
| 3.7 | 1.7 | 8.1 |
| 3.7 | 2.0 | 6.8 |
| 3.7 | 3.2 | 4.3 |
| 3.7 | 5 | 2.7 |
| 5 | 1.7 | 14.7 |
| 5 | 2.0 | 12.5 |
| 5 | 3.2 | 7.8 |
| 5 | 5 | 5 |
| 7.4 | 1.7 | 32.2 |
| 7.4 | 2.0 | 27.4 |
| 7.4 | 3.2 | 17.1 |
| 7.4 | 5 | 11 |
Важно также отметить, что при низком сопротивлении / высоком напряжении жидкость из картомайзера будет расходоваться быстрее – так как при этом увеличивается мощность нагревательного элемента. Не забывайте при этом поддерживать картомайзер влажным. В противном случае, может возникнуть неприятный жжёный привкус. Проблемы контакта атомайзера с аккумулятором так же могут стать причиной неправильной работы электронной сигареты.
Два аккумулятора на 3 В, таким образом, будут производить вместе 6 В, но при этом дольше работать не станут. Параллельное подключение аккумуляторов не увеличивает напряжение, но удваивает время их работы без подзарядки. Пример последовательного подключения: один аккумулятор располагается сверху другого.
Внизу приведена полезная для многих читателей таблица:
Правда ли что электронные сигареты курят точно также как и обычные табачные?
Нет, неправда – рекламный трюк. Табачные сигареты вы курите короткими и сильными затяжками. Электронные.
Что такое пропиленгликоль и с чем его едят?
Необоснованные ответы не интересуют, мы тоже не дураки. Знаю, что многие придерживаются моей точки зрения, но как обьяснить эффект с лампочкой?
Вот удивляюсь я народу. Вроде человек нормально спросил, зачем в школу отправлять? Может он гуманитарий — как я!? Вот для меня все, шо написано выше это полный бред. Я когда адвокатом работал я некогда клиентам не грузил голову юридическими терминами, а объяснял понятным языком. Зачем им этим забивать голову.
А теперь можно без формул, еще раз по человечески?
Закон Ома — сила тока равна напряжению деленному на сопротивление. мощность равна произведению напряжения на силу тока или произведению квадрата тока на сопротивление.
чем больше ватт(мощности)- тем больше пара, вкуса и ТХ. если ватт очень много — пара очень много, вкус пережигается и почти пропадает, ТХ ломовой, всё это на границе с гарью.
повышение мощности(ватт) достигается увеличением вольтажа либо уменьшением сопротивления.
комфортное парение считается с 8 до 12 ватт — то есть и пару много и вкус имеется и ТХ приятный.
с табличкой все сходится.
т.е. на спирали 0.5 Ом комфортным будет меньшее напряжение, чем на 2.0 Ом?
Представьте:
Сковородка — Ваша спираль, чем меньше сковорода, тем меньше сопротивление
Зажигалка — Ваш аккумулятор.
Пожарить яйцо — зеленая полоса на картинке (8-12 Ватт)
Сможете ли Вы одной зажигалкой разогреть большую сковороду так чтобы пожарить яйцо? Сомневаюсь.
Сможете ли Вы одной зажигалкой разогреть сковороду размером в 5 копеек так чтобы пожарить яйцо? Да.
Если просто, то все зависит от площади нагрева. Чем больше площадь — тем больше энергии нужно потратить на ее разогрев.
или это меня глючит?
ну во-первых все очень субъективно, а во-вторых нужно еще принимать во внимание параметры койла: диаметр проволоки, диаметр оправки и к-во витков. от этого зависит скорость разогрева спирали и ее площадь поверхности, то есть площади испарения — отсюда разница в количестве пара может быть.
Чем выше Ом тем больше Ватт понадобится для нормального парения? — Ответ ДА.
Не согласен. Нужно заменить Ватт на Вольт здесь.
Не согласен. Нужно заменить Ватт на Вольт здесь.
Лучше соглашайтесь ибо тут квадратичная зависимость, а не обратно-пропорциональная. Из этого следует что и с Вольтами и Ваттами будет правильно. Противоречия нет, но если вы его увидели тем хуже для вас. 🙂
Сможете ли Вы одной зажигалкой разогреть сковороду размером в 5 копеек так чтобы пожарить яйцо? Да.
Поджарится ли яйцо? Нет.
Но остается следующий вопрос. почему тогда при одном и том же ватаже, когда я делаю спираль с сопротивлением 1 ом пара немного меньше (и вкуса меньше) чем когда я делаю скажем 1,4 ома? обратил на это внимание на перелеснике св
Некорректно сравнивать работу спирали по сопротивлению. И вообще, пауэр денсити наше всё. Поверхностная мощность. Это не фломастеры а физика. Площадь нагрева. Нагреватели. Методика и примеры расчета. (http://www.metotech.ru/art_nagrev_1.htm). Площадь нагрева и мощность, распределенная на витки спирали. Разобраться легко. А если приплюсуем геометрию — всё станет на свои места. Геометрию спирали, характеристики обдува. Совсем нагладно здесь (http://reprova.com/calc/?a=1&b=1&c=2&d=0.32&e=3&f=4&g=3.65&h=1&j=4&k=1.45&l=1&m=0) зелёная часть полоски — эффективная работа спирали.
И ещё. По методикам расчета спирали есть несколько формул. Диаметр спирали — 8Д, где Д — диаметр проволоки (8*0.32, например), и расстояние между витками 2Д, (2*0.32).
Некорректно сравнивать работу спирали по сопротивлению. И вообще, пауэр денсити наше всё. Поверхностная мощность. Это не фломастеры а физика. Площадь нагрева. Нагреватели. Методика и примеры расчета. (http://www.metotech.ru/art_nagrev_1.htm). Площадь нагрева и мощность, распределенная на витки спирали. Разобраться легко. А если приплюсуем геометрию — всё станет на свои места. Геометрию спирали, характеристики обдува. Совсем нагладно здесь (http://reprova.com/calc/?a=1&b=1&c=2&d=0.32&e=3&f=4&g=3.65&h=1&j=4&k=1.45&l=1&m=0) зелёная часть полоски — эффективная работа спирали.
И ещё. По методикам расчета спирали есть несколько формул. Диаметр спирали — 8Д, где Д — диаметр проволоки (8*0.32, например), и расстояние между витками 2Д, (2*0.32).
Не могу не заплюсовать!) На указанном сайте вводите параметры намотки, и автоматом получаете кол-во ватт для комфортного парения (при этом не вникая в тонкости расчетов)
Похожие записи:
Чем больше сопротивление тем больше нагрев
Одно общее правило: больше напряжения = больше пара.
Чем выше напряжение на моде, тем более высокой будет температура нагревающего элемента, и тем больше получиться в результате пара. Атомайзеры и картомайзеры могут обладать различным показателем сопротивления. Чем выше сопротивления – тем меньше будет мощности, и, как следствие, и пара. Таким образом, катомайзер на 2.0 Ом будет производить больше пара, чем картомайзер на 2.5 Ом – даже при сохранении напряжения на одном уровне. То же самое касается и атомайзеров.
Помните: слишком высокая мощность может привести к перегоранию картомайзера.
| Напряжение | Сопротивление | Мощность |
|---|---|---|
| 3.7 | 1.7 | 8.1 |
| 3.7 | 2.0 | 6.8 |
| 3.7 | 3.2 | 4.3 |
| 3.7 | 5 | 2.7 |
| 5 | 1.7 | 14.7 |
| 5 | 2.0 | 12.5 |
| 5 | 3.2 | 7.8 |
| 5 | 5 | 5 |
| 7.4 | 1.7 | 32.2 |
| 7.4 | 2.0 | 27.4 |
| 7.4 | 3.2 | 17.1 |
| 7.4 | 5 | 11 |
Важно также отметить, что при низком сопротивлении / высоком напряжении жидкость из картомайзера будет расходоваться быстрее – так как при этом увеличивается мощность нагревательного элемента. Не забывайте при этом поддерживать картомайзер влажным. В противном случае, может возникнуть неприятный жжёный привкус. Проблемы контакта атомайзера с аккумулятором так же могут стать причиной неправильной работы электронной сигареты.
Два аккумулятора на 3 В, таким образом, будут производить вместе 6 В, но при этом дольше работать не станут. Параллельное подключение аккумуляторов не увеличивает напряжение, но удваивает время их работы без подзарядки. Пример последовательного подключения: один аккумулятор располагается сверху другого.
Внизу приведена полезная для многих читателей таблица:
Правда ли что электронные сигареты курят точно также как и обычные табачные?
Нет, неправда – рекламный трюк. Табачные сигареты вы курите короткими и сильными затяжками. Электронные.
Что такое пропиленгликоль и с чем его едят?
Необоснованные ответы не интересуют, мы тоже не дураки. Знаю, что многие придерживаются моей точки зрения, но как обьяснить эффект с лампочкой?
Вот удивляюсь я народу. Вроде человек нормально спросил, зачем в школу отправлять? Может он гуманитарий — как я!? Вот для меня все, шо написано выше это полный бред. Я когда адвокатом работал я некогда клиентам не грузил голову юридическими терминами, а объяснял понятным языком. Зачем им этим забивать голову.
А теперь можно без формул, еще раз по человечески?
Закон Ома — сила тока равна напряжению деленному на сопротивление. мощность равна произведению напряжения на силу тока или произведению квадрата тока на сопротивление.
чем больше ватт(мощности)- тем больше пара, вкуса и ТХ. если ватт очень много — пара очень много, вкус пережигается и почти пропадает, ТХ ломовой, всё это на границе с гарью.
повышение мощности(ватт) достигается увеличением вольтажа либо уменьшением сопротивления.
комфортное парение считается с 8 до 12 ватт — то есть и пару много и вкус имеется и ТХ приятный.
с табличкой все сходится.
т.е. на спирали 0.5 Ом комфортным будет меньшее напряжение, чем на 2.0 Ом?
Представьте:
Сковородка — Ваша спираль, чем меньше сковорода, тем меньше сопротивление
Зажигалка — Ваш аккумулятор.
Пожарить яйцо — зеленая полоса на картинке (8-12 Ватт)
Сможете ли Вы одной зажигалкой разогреть большую сковороду так чтобы пожарить яйцо? Сомневаюсь.
Сможете ли Вы одной зажигалкой разогреть сковороду размером в 5 копеек так чтобы пожарить яйцо? Да.
Если просто, то все зависит от площади нагрева. Чем больше площадь — тем больше энергии нужно потратить на ее разогрев.
или это меня глючит?
ну во-первых все очень субъективно, а во-вторых нужно еще принимать во внимание параметры койла: диаметр проволоки, диаметр оправки и к-во витков. от этого зависит скорость разогрева спирали и ее площадь поверхности, то есть площади испарения — отсюда разница в количестве пара может быть.
Чем выше Ом тем больше Ватт понадобится для нормального парения? — Ответ ДА.
Не согласен. Нужно заменить Ватт на Вольт здесь.
Не согласен. Нужно заменить Ватт на Вольт здесь.
Лучше соглашайтесь ибо тут квадратичная зависимость, а не обратно-пропорциональная. Из этого следует что и с Вольтами и Ваттами будет правильно. Противоречия нет, но если вы его увидели тем хуже для вас. 🙂
Сможете ли Вы одной зажигалкой разогреть сковороду размером в 5 копеек так чтобы пожарить яйцо? Да.
Поджарится ли яйцо? Нет.
Но остается следующий вопрос. почему тогда при одном и том же ватаже, когда я делаю спираль с сопротивлением 1 ом пара немного меньше (и вкуса меньше) чем когда я делаю скажем 1,4 ома? обратил на это внимание на перелеснике св
Некорректно сравнивать работу спирали по сопротивлению. И вообще, пауэр денсити наше всё. Поверхностная мощность. Это не фломастеры а физика. Площадь нагрева. Нагреватели. Методика и примеры расчета. (http://www.metotech.ru/art_nagrev_1.htm). Площадь нагрева и мощность, распределенная на витки спирали. Разобраться легко. А если приплюсуем геометрию — всё станет на свои места. Геометрию спирали, характеристики обдува. Совсем нагладно здесь (http://reprova.com/calc/?a=1&b=1&c=2&d=0.32&e=3&f=4&g=3.65&h=1&j=4&k=1.45&l=1&m=0) зелёная часть полоски — эффективная работа спирали.
И ещё. По методикам расчета спирали есть несколько формул. Диаметр спирали — 8Д, где Д — диаметр проволоки (8*0.32, например), и расстояние между витками 2Д, (2*0.32).
Некорректно сравнивать работу спирали по сопротивлению. И вообще, пауэр денсити наше всё. Поверхностная мощность. Это не фломастеры а физика. Площадь нагрева. Нагреватели. Методика и примеры расчета. (http://www.metotech.ru/art_nagrev_1.htm). Площадь нагрева и мощность, распределенная на витки спирали. Разобраться легко. А если приплюсуем геометрию — всё станет на свои места. Геометрию спирали, характеристики обдува. Совсем нагладно здесь (http://reprova.com/calc/?a=1&b=1&c=2&d=0.32&e=3&f=4&g=3.65&h=1&j=4&k=1.45&l=1&m=0) зелёная часть полоски — эффективная работа спирали.
И ещё. По методикам расчета спирали есть несколько формул. Диаметр спирали — 8Д, где Д — диаметр проволоки (8*0.32, например), и расстояние между витками 2Д, (2*0.32).
Не могу не заплюсовать!) На указанном сайте вводите параметры намотки, и автоматом получаете кол-во ватт для комфортного парения (при этом не вникая в тонкости расчетов)
Нагревательные элементы сопротивления
Особенности нагревателей сопротивления
Элементы сопротивления электрического типа состоят из жаропрочного сплава, будь то никель-хромовый сплав (нихром) или железо-хром-алюминиевый сплав (фехраль), обычно образованные в виде извилистых зигзагов или спиралей.
Мощность нагревателей сопротивления
Нагревательные элементы предназначены для выдачи номинальной мощности при номинальном напряжении только в горячем состоянии. Если фактическое напряжение отличается от номинального, передаваемая мощность будет изменяться как квадрат напряжения. Помните, что увеличение напряжения на 1% означает увеличение мощности на 2%, и наоборот, снижение напряжения на 1% означает уменьшение мощности на 2%.
Сопротивление греющей спирали
Сопротивление нагревательных элементов будет ниже при комнатной температуре, чем в горячем. Сопротивление нагревательных элементов будет увеличиваться с возрастом из-за уменьшения поперечного сечения пути окисления, а также из-за удлинения петель. Это приведет к снижению мощности печи и окончательному отказу. Такой отказ представляет собой естественный цикл жизни элементов.
Нагревательные элементы сопротивления
Воздействие среды
Определенные примеси в атмосфере будут разрушать сплав в элементах. Эти примеси могут присутствовать в поступающем газе или могут выделяться при работе печи. Смазочно-охлаждающие жидкости являются основными источниками примесей, обычно углерода и серы.
Сера даже в небольших количествах вызовет быстрый износ нагревательных элементов. В атмосфере науглероживания увеличивается содержание углерода в нагревательном элементе, что приводит к тому, что он становится хрупким и имеет более низкую температуру плавления. Свинец, олово или цинк и галогениды при нагревании будут атаковать нагревательный элемент. Эти материалы нельзя класть в печь.
Осмотр, обслуживание и ремонт электронагревателей
В этой статье мы обсудим общие вопросы по использованию, хранению и обслуживанию нагревателей. Однако эта статья является всего лишь справочным материалом, а фактические технические параметры нагревателей и оборудования следует подбирать только после консультации со специалистами. Вы можете задать нам вопрос в форме на сайте или позвонить нам по телефону и получить подробную консультацию прямо сейчас.
Типы подключения нагревательных элементов
Типы выводов нагревателей представлены большим количеством вариантов, которые могут условно быть поделены на несколько основных типов:
2. Болты, стержни, лепестки
Термостойкие провода являются стандартным типом подключения для большинства видов нагревательных элементов, включая кольцевые нагреватели экструдера, патронные ТЭНы для пресс-форм, а также керамические инфракрасные нагреватели. Для подключения нагревателей стоит использовать только качественные термостойкие провода, соответствующие температуре работы нагревателя. Для дополнительной защиты в высокотемпературных керамических и инфракрасных нагревателях используют изоляцию никелевого провода из керамических бусин.
Воздействие загрязнений и неблагоприятной среды на нагреватели
Охрупчивание спирали нагревателя
Некоторые сплавы, используемые для изготовления нагревательных элементов, имеют плохую пластичность и хрупкость, особенно это заметно после их работы при высокой температуре. Особенно это касается нагревателей из фехрали, часто применяемых в высокотемпературных печах. При высокой температуре провод становится хрупким практически мгновенно и попытка сдвинуть нагреватель может привести к поломке. Фехраль также чувствительна к низкой температуре, поэтому изгибать нагреватель рекомендуется при температуре не ниже 22 С.
Также обращайтесь очень бережно с местами сварки греющей спирали, так как сам процесс сваривания делает эти зоны хрупкими. Для соединения греющих спиралей нужно использовать сварку с аргоном.
Защита провода
Для термостойких проводов в нагревательных элементах рекомендуется использование специальных материалов для защиты кабеля. Для высоких темепратур в керамических или инфракрасных нагревателях провод дополнительно изолируется керамическими бусинами и втулками, при температурах работы до 300 С можно использовать стекловолоконные и силиконовые кембрики. Также часто провод защищается при помощи металлической оплетки или гофрированной металлической трубки.
Ремонт нагревательного элемента
В некоторых случаях нагревательные элементы подлежат ремонту в тех случаях, когда проблема связана с местами подключения к сети питания. В случае с нихромовыми спиралями нужно для начала удалить оксидный слой на месте поломки, а после произвести сварку утвержденными способами. Фехраль сваривается аналогично, но перед тем как производить сдвиг спирали нужно нагреть ее докрасна.
Хранение и обращение с нагревателями в условиях окружающей среды
Большинство нагревателей при высоких температурах образуют защитный оксидный слой, и это позволяет им длительно работать без поломок. Если на поверхность греющей спирали попадает грязь или посторонние вещества, оксидный слой не образуется и нагреватель быстро выходит из строя. Поэтому очень важно, чтобы нагреватель хранился правильно и спираль была абсолютно чистой до установки нагревательного элемента на оборудование.
Если у вас хранятся нагреватели для быстрой замены на оборудовании, хранить их нужно тоже правильно. Нагреватели не должны подвергаться воздействию непогоды, на складе должно быть сухо и прохладно. Нельзя допускать повышенной влажности, так как нагреватели могут окислиться или в случае патронных тэнов – произойдет впитывание влаги изолятором.
Керамические нагреватели могут впитывать влагу прямо из воздуха или из-за конденсации, протекания труб или разливания жидкости. Открытая спираль нагревателя в таком случае может окислиться и это не будет видно на глаз.
Также не стоит упускать такой фактор, как выделения пота и жира на руках. Поэтому нужно брать нагреватели по возможности только в хлопчатобумажных перчатках или же просто тщательно помыть руки перед работой с нагревательными элементами. Помните, чем меньше нагреватель, тем более существенным для него будет загрязнение.
Перед введением нагревателя в эксплуатацию после хранения нужно нагреть их как минимум до 20 градусов, прежде чем устанавливать. На многих нагревателях становится актуальность проблемы хрупкости при более низкой температуре. Если нужно сгибать нагреватель (в тех случаях, когда это предусмотрено конструкцией ТЭНа), рекомендуется нагреть его до 38 градусов.
Бережно обращайтесь с керамическими нагревателями, ведь они подвержены механическим повреждениям больше других, за исключением кварцевых ТЭНов и галогенных ламп, которые еще более хрупкие. Не допускайте падений и ударов по ним.
Цикличность
Нагревательные элементы будут работать максимально долго, если вы их включите и больше не будете выключать. Однако это не всегда возможно. При остывании и нагревании спирали в цикличных нагревательных процессах происходит постепенное растрескивание защитного оксидного слоя, что со временем приводит к его разрушению и поломке нагревателя.
Рекомендации
Несмотря на то, что нагревательные элементы в большинстве случаев не имеют прогнозируемого срока безотказной работы, нужно учитывать возможность внепланового выхода нагревателя из строя. Если простой оборудования недопустим или очень дорогостоящий, следует всегда иметь нагревательные элементы на замену на складе. При этом не забывайте об их правильном хранении.
Хранение нагревателей на складе
Поддерживайте оборудование в чистом состоянии, особенно уделяйте внимание участкам вокруг клемм, соединения электропитания, термопар и нагревательных элементов. В загрязненной атмосфере и сложных условиях окружающей среды используйте взрывозащищенные типы подключения нагревателей и шкафы управления с пылевлагозащитой.
При подключении нагревателей используйте только специальные термостойкие материалы. Термостойкие провода для высоких температур должны быть изготовлены из медно-никелевого или никелевого сплава с оболочкой из термостойкого материала. Клеммные коробки должны быть керамическими или изготавливаться из другого материала с высокой температуроустойчивостью.
Если у вас остались вопросы по нагревательным элементам, задавайте их нам в форме ниже или звоните нам для консультации прямо сейчас.
Температура нихрома от тока
Основные сведения и марки нихрома
Нихромом называют сплав никеля и хрома с добавками марганца, кремния, железа, алюминия. У этого материала параметры зависят от конкретного соотношения веществ в сплаве, но в среднем лежат в пределах:
В настоящее время есть две самых распространённых марки нихромовой проволоки:
Более подробно о марках и свойствах этих сплавов вы узнаете из ГОСТ 10994-74, ГОСТ 8803-89, ГОСТ 12766.1-90 и других.
Как уже было сказано, нихромовая проволока применяется повсеместно где нужны нагревательные элементы. Высокое удельное сопротивление и температура плавления позволяют использовать нихром в качестве основы для разных нагревательных элементов, начиная от чайника или фена, заканчивая муфельной печью.
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:
Расчет сопротивления нихромовой проволоки проводим по закону Ома:
Длина проволоки равна:
где S – площадь поперечного сечения, ρ – удельное сопротивление.
Или по такой формуле:
Но сначала нужно рассчитать удельное сопротивление для нихромовой проволоки диаметром 0.12мм. Оно зависит от диаметра – чем он больше, тем меньше сопротивление.
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:
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:
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:
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:
Тогда в нашем случае:
Дальше считаем силу тока и сопротивление:
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:
Для соединения треугольником рассчитываем по линейному напряжению 380В:
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.
Диаметр определяют по формуле:
рт – удельное сопротивление материала нагревателя при заданной t, определяется по ГОСТ 12766.1, таблица 9 (приведена ниже).
Для нихрома Х80Н20 – 1,025
Тогда для подключения к трёхфазной сети по схеме «Звезда»:
Длина рассчитывается по формуле:
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.
Заключение
Таким образом вы можете посчитать длину проволоки для нихромовой спирали и определить нужный диаметр по мощности, сечению и температуре. Важно при этом учитывать:
Даже приведенный расчет, несмотря на его сложность, нельзя назвать достаточно точным. Потому что расчет нагревательных элементов — это сплошная термодинамика и можно привести еще ряд факторов, которые влияют на его результаты, например, теплоизоляцию печи и прочее.
На практике после оценочных подсчетов спирали добавляют или убирают в зависимости от полученного результата или используют температурные датчики и устройства для её регулировки.
Основные сведения и марки нихрома
Нихромом называют сплав никеля и хрома с добавками марганца, кремния, железа, алюминия. У этого материала параметры зависят от конкретного соотношения веществ в сплаве, но в среднем лежат в пределах:
В настоящее время есть две самых распространённых марки нихромовой проволоки:
Более подробно о марках и свойствах этих сплавов вы узнаете из ГОСТ 10994-74, ГОСТ 8803-89, ГОСТ 12766.1-90 и других.
Как уже было сказано, нихромовая проволока применяется повсеместно где нужны нагревательные элементы. Высокое удельное сопротивление и температура плавления позволяют использовать нихром в качестве основы для разных нагревательных элементов, начиная от чайника или фена, заканчивая муфельной печью.
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:
Расчет сопротивления нихромовой проволоки проводим по закону Ома:
Длина проволоки равна:
где S – площадь поперечного сечения, ρ – удельное сопротивление.
Или по такой формуле:
Но сначала нужно рассчитать удельное сопротивление для нихромовой проволоки диаметром 0.12мм. Оно зависит от диаметра – чем он больше, тем меньше сопротивление.
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:
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:
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:
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:
Тогда в нашем случае:
Дальше считаем силу тока и сопротивление:
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:
Для соединения треугольником рассчитываем по линейному напряжению 380В:
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.
Диаметр определяют по формуле:
рт – удельное сопротивление материала нагревателя при заданной t, определяется по ГОСТ 12766.1, таблица 9 (приведена ниже).
Для нихрома Х80Н20 – 1,025
Тогда для подключения к трёхфазной сети по схеме «Звезда»:
Длина рассчитывается по формуле:
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.
Заключение
Таким образом вы можете посчитать длину проволоки для нихромовой спирали и определить нужный диаметр по мощности, сечению и температуре. Важно при этом учитывать:
Даже приведенный расчет, несмотря на его сложность, нельзя назвать достаточно точным. Потому что расчет нагревательных элементов — это сплошная термодинамика и можно привести еще ряд факторов, которые влияют на его результаты, например, теплоизоляцию печи и прочее.
На практике после оценочных подсчетов спирали добавляют или убирают в зависимости от полученного результата или используют температурные датчики и устройства для её регулировки.
Нихромовая спираль — это нагревательный элемент в виде проволоки, свернутой винтом для компактного размещения. Проволока изготавливается из нихрома — прецизионного сплава, главными компонентами которого являются никель и хром. «Классический» состав этого сплава — 80% никеля, 20% хрома. Композицией наименований этих металлов было образовано название, которым обозначается группа хромоникелевых сплавов — «нихром».
Самые известные марки нихрома — Х20Н80 и Х15Н60. Первый из них близок к «классике». Он содержит 72-73 % никеля и 20-23 % хрома. Второй разработан с целью снижения стоимости и повышения обрабатываемости проволоки. Содержание никеля и хрома в нем уменьшено – до 61 % и до 18 % соответственно. Но увеличено количество железа – 17-29 % против 1,5 у Х20Н80.
На базе этих сплавов были получены их модификации с более высокой живучестью и стойкостью к окислению при высокой температуре. Это марки Х20Н80-Н (-Н-ВИ) и Х15Н60 (-Н-ВИ). Они применяются для нагревательных элементов, контактирующих с воздухом. Рекомендуемая максимальная температура эксплуатации – от 1100 до 1220 °С
Применение нихромовой проволоки
Главное качество нихрома – это высокое сопротивление электрическому току. Оно определяет области применения сплава. Нихромовая спираль применяется в двух качествах — как нагревательный элемент или как материал для электросопротивлений электрических схем.
Для нагревателей используется электрическая спираль из сплавов Х20Н80-Н и Х15Н60-Н. Примеры применений:
Сплавы Х15Н60-Н-ВИ и Х20Н80-Н-ВИ, получаемые в вакуумных индукционных печах, используют в промышленном оборудовании повышенной надежности.
Спираль из нихрома марок Х15Н60, Х20Н80, Х20Н80-ВИ отличается тем, что его электросопротивление мало меняется при изменении температуры. Из нее изготавливают резисторы, соединители электронных схем, ответственные детали вакуумных приборов.
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:
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:
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.
Навивка спирали
Теперь сделаем геометрический расчет нихромовой спирали. У нас выбран диаметр проволоки d, определена требуемая длина L и есть стержень диаметром D для навивки. Сколько нужно сделать витков? Длина одного витка составляет: π(D+d/2). Количество витков – N=L/(π(D+d/2)).
На практике редко кто занимается самостоятельной навивкой проволоки для резистора или нагревателя. Проще купить нихромовую спираль с требуемыми параметрами и при необходимости отделить от нее нужное количество витков.