Tento článek poskytuje referenční údaje o materiálech nejběžnějších při výrobě ohřívačů. elektrické trouby, dále metodiku a příklady jejich výpočtu (výpočet topidel pro elektrické pece).

Ohřívače. Materiály pro výrobu ohřívačů

Požadavky na ohřívače

• Ohřívače musí mít dostatečnou tepelnou odolnost (odolnost proti usazování vodního kamene) a tepelnou odolnost. Tepelná odolnost - mechanická pevnost při vysokých teplotách. Žáruvzdornost - odolnost kovů a slitin proti plynové korozi za vysokých teplot (vlastnosti žáruvzdornosti a žáruvzdornosti jsou blíže popsány na stránce).
• Ohřívač v elektrické peci musí být vyrobeny z materiálu s vysokým elektrickým odporem. mluvící prostý jazyk ten vyšší elektrický odpor materiál, tím více se zahřívá. Pokud tedy vezmete materiál s menším odporem, potřebujete ohřívač větší délka a s menším průřezem. Ne vždy lze do pece umístit dostatečně dlouhý ohřívač. To je také třeba vzít v úvahu čím větší je průměr drátu, ze kterého je ohřívač vyroben, tím delší je jeho životnost . Příklady materiálů s vysokým elektrickým odporem jsou slitina chrom-nikl, slitina železa-chrom-hliník, což jsou přesné slitiny s vysokým elektrickým odporem.
• Nízký teplotní koeficient odporu je zásadním faktorem při výběru materiálu pro topidlo. To znamená, že při změně teploty se elektrický odpor materiálu ohřívač se moc nemění. Pokud je teplotní koeficient elektrického odporu velký, pro zapnutí pece ve studeném stavu je nutné použít transformátory, které zpočátku dávají snížené napětí.
• Fyzikální vlastnosti materiálů ohřívače musí být konstantní. Některé materiály, jako je karborundum, což je nekovové topidlo, mohou časem změnit své vlastnosti. fyzikální vlastnosti, zejména elektrický odpor, který komplikuje podmínky jejich provozu. Pro stabilizaci elektrického odporu se používají transformátory s velkým počtem kroků a napěťovým rozsahem.
• kovové materiály musí mít dobré technologické vlastnosti, a to: tažnost a svařitelnost, aby je bylo možné použít k výrobě drát, páska, a z pásky - topné prvky složité konfigurace. Stejný ohřívače mohou být vyrobeny z nekovů. Nekovové ohřívače se lisují nebo lisují do hotového výrobku.

Materiály pro výrobu ohřívačů

Výše uvedené slitiny mají dobré vlastnosti tepelná odolnost a tepelná odolnost, takže mohou pracovat při vysokých teplotách. dobrý odolnost vůči teplu poskytuje ochranný film oxidu chromitého, který se tvoří na povrchu materiálu. Teplota tavení fólie je vyšší než teplota tavení samotné slitiny, při zahřívání a ochlazování nepraská.

Uveďme srovnávací popis nichromu a fechralu.
Výhody nichromu:

• dobré mechanické vlastnosti při nízkých i vysokých teplotách;
• slitina je odolná proti tečení;
• má dobré technologické vlastnosti - tažnost a svařitelnost;
• dobře zpracované;
• nestárne, nemagnetické.

• vysoká cena niklu - jedna z hlavních složek slitiny;
• nižší provozní teploty oproti Fechralu.

• levnější slitina ve srovnání s nichromem, tk. neobsahuje ;
• má lepší tepelnou odolnost než nichrom, například Fechral X23Yu5T může pracovat při teplotách až 1400 °C (1400 °C je maximální provozní teplota pro ohřívač vyrobený z drátu Ø 6,0 mm nebo více; Ø 3,0 - 1350 ° C; Ø 1,0 - 1225 °С; Ø 0,2 - 950 °С).

• křehká a křehká slitina, tyto negativní vlastnosti jsou zvláště výrazné poté, co byla slitina při teplotě vyšší než 1000 °C;
• protože fechral má ve svém složení železo, pak je tato slitina magnetická a ve vlhké atmosféře za normální teploty může rezavět;
• má nízkou odolnost proti tečení;
• interaguje se šamotovou výstelkou a oxidy železa;
• Ohřívače Fechral se během provozu výrazně prodlužují.

V poslední době byly vyvinuty slitiny typu Kh15N60Yu3 a Kh27N70YuZ; s přídavkem 3 % hliníku, který výrazně zlepšil tepelnou odolnost slitin, a přítomnost niklu prakticky eliminovala nevýhody slitin železa, chrómu a hliníku. Slitiny Kh15N60YuZ, Kh27N60YUZ nereagují se šamotem a oxidy železa, jsou vcelku dobře opracované, mechanicky pevné, nekřehké. Maximální provozní teplota slitiny X15N60YUZ je 1200 °C.

Kromě výše uvedených slitin na bázi niklu, chrómu, železa, hliníku se pro výrobu ohřívačů používají také další materiály: žáruvzdorné kovy i nekovy.

Z nekovů pro výrobu topidel se používá karborundum, disilicid molybdenu, uhlí a grafit. Karborundové a molybdenové disilicidní ohřívače se používají ve vysokoteplotních pecích. V pecích s ochrannou atmosférou se používají uhlíková a grafitová topidla.

Ze žáruvzdorných materiálů lze jako topidla použít tantal a niob. Ve vysokoteplotních vakuových pecích a pecích s ochrannou atmosférou, molybdenové ohřívače a wolfram. Molybdenové ohřívače mohou pracovat až do teploty 1700 °C ve vakuu a až 2200 °C v ochranné atmosféře. Tento teplotní rozdíl je způsoben odpařováním molybdenu při teplotách nad 1700 °C ve vakuu. Wolframové ohřívače mohou pracovat až do 3000 °C. Ve speciálních případech se používají tantalové a niobové ohřívače.

Výpočet ohřívačů elektrických pecí

Je také nutné určit materiál, ze kterého se bude vyrábět ohřívače(tato položka není v článku zohledněna). V tomto článku je jako materiál pro topná tělesa uvažována přesná slitina nikl-chrom s vysokým elektrickým odporem, která je jednou z nejoblíbenějších při výrobě topných prvků.

Určení průměru a délky ohřívače (nichromového drátu) pro daný výkon pece (jednoduchý výpočet)

Příklad výpočtu průměru a délky topného tělesa

Počáteční údaje:
Napájení zařízení P = 800 W; síťové napětí U = 220 V; teplota ohřívače 800 °C. Jako topné těleso se používá nichromový drát X20H80.

1. Nejprve musíte určit sílu proudu, který bude procházet topným tělesem:
I=P/U \u003d 800 / 220 \u003d 3,63 A.

2. Nyní musíte zjistit odpor ohřívače:
R=U/I = 220 / 3,63 = 61 ohmů;

3. Na základě hodnoty získané v odstavci 1 procházejícího proudu nichromový ohřívač, musíte vybrat průměr drátu. A tento okamžik je důležitý. Pokud se např. při proudové síle 6 A použije nichromový drát o průměru 0,4 mm, pak vyhoří. Po výpočtu proudové síly je proto nutné vybrat vhodnou hodnotu průměru drátu z tabulky. V našem případě pro proudovou sílu 3,63 A a teplotu ohřívače 800 ° C vybereme nichromový drát o průměru d = 0,35 mm a plocha průřezu S \u003d 0,096 mm 2.

Obecné pravidlo výběr průměru drátu lze formulovat následovně: je nutné zvolit drát, jehož přípustná proudová síla není menší než vypočtená proudová síla procházející ohřívačem. Abyste ušetřili materiál ohřívače, měli byste zvolit drát s nejbližším vyšším (než vypočítaným) povoleným proudem.

stůl 1

• pokud jsou ohřívače uvnitř ohřívané kapaliny, lze zatížení (přípustný proud) zvýšit 1,1 - 1,5krát;
• při zavřených ohřívačích (např. u komorových elektrických pecí) je nutné snížit zatížení 1,2 - 1,5krát (menší koeficient se bere pro silnější drát, větší pro tenký).

Získáme tak délku ohřívače:
l = R S / ρ \u003d 61 0,096 / 1,11 \u003d 5,3 m.

V tomto příkladu je jako ohřívač použit nichromový drát Ø 0,35 mm. V souladu s „Drát vyrobený z přesných slitin s vysokým elektrickým odporem. Specifikace" jmenovitá hodnota elektrického odporu nichromového drátu značky Kh20N80 je 1,1 Ohm mm 2 / m ( ρ \u003d 1,1 Ohm mm 2 / m), viz tabulka. 2.

Výsledkem výpočtů je požadovaná délka nichromového drátu, která je 5,3 m, průměr - 0,35 mm.

tabulka 2

Určení průměru a délky topidla (nichromový drát) pro danou pec (podrobný výpočet)

1. První věc, kterou musíte udělat, je vypočítat objem komory uvnitř pece. V tomto případě si vezměme h = 490 mm, d = 350 mm a l = 350 mm (výška, šířka a hloubka). Tím získáme objem V = h dl \u003d 490 350 350 \u003d 60 10 6 mm 3 \u003d 60 l (měřítko objemu).

2. Dále je třeba určit výkon, který má pec vydávat. Výkon se měří ve wattech (W) a je určen pravidlo palce: pro elektrickou troubu o objemu 10 - 50 litrů je měrný výkon 100 W / l (W/l objemu), u objemu 100 - 500 litrů - 50 - 70 W / l. Vezměme měrný výkon 100 W/l pro uvažovanou pec. Výkon elektrického ohřívače pece by tedy měl být P \u003d 100 60 \u003d 6000 W \u003d 6 kW.

Nutno podotknout, že s výkonem 5-10 kW ohřívače se obvykle vyrábějí v jedné fázi. Při vysokých výkonech, pro rovnoměrné zatížení sítě, jsou ohřívače vyrobeny jako třífázové.

3. Poté musíte zjistit sílu proudu procházejícího ohřívačem I=P/U , kde P - výkon topení, U - napětí na ohřívači (mezi jeho konci) a odpor ohřívače R=U/I .

Může existovat dvě možnosti připojení k elektrické síti:

• do domácí sítě jednofázového proudu - pak U = 220 V;
• do průmyslové sítě třífázového proudu - U = 220 V (mezi nulovým vodičem a fází) popř U = 380 V (mezi dvěma libovolnými fázemi).

I=P/U \u003d 6000 / 220 \u003d 27,3 A - proud procházející ohřívačem.
Poté je nutné určit odpor ohřívače pece.
R=U/I \u003d 220 / 27,3 \u003d 8,06 ohmů.

Obrázek 1 Ohřívač drátu v síti s jednofázovým proudem

Požadované hodnoty průměru drátu a jeho délky budou určeny v odstavci 5 tohoto odstavce.

U tohoto typu zapojení je zátěž rozložena rovnoměrně do tří fází, tzn. 6 / 3 = 2 kW na fázi. Potřebujeme tedy 3 ohřívače. Dále je třeba zvolit způsob přímého připojení ohřívačů (zátěž). Mohou existovat 2 způsoby: „HVĚZDA“ nebo „TRIANGLE“.

Stojí za zmínku, že v tomto článku jsou vzorce pro výpočet aktuální síly ( já ) a odpor ( R ) pro třífázová síť napsaný neklasickým způsobem. To se provádí proto, aby se nekomplikovala prezentace materiálu o výpočtu ohřívačů s elektrickými pojmy a definicemi (například fázová a lineární napětí a proudy a vztah mezi nimi nejsou uvedeny). Klasický postup a vzorce pro výpočet třífázových obvodů lze nalézt v odborné literatuře. V tomto článku jsou některé matematické transformace prováděné na klasických vzorcích čtenáři skryty a na konečný výsledek to nemá žádný vliv.

Při připojení typu „STAR“ ohřívač je zapojen mezi fázi a nulu (viz obr. 2). V souladu s tím bude napětí na koncích ohřívače U = 220 V.
I=P/U \u003d 2000 / 220 \u003d 9,10 A.
R=U/I = 220 / 9,10 = 24,2 ohmů.

Obrázek 2 Drátový ohřívač v síti třífázového proudu. Zapojení podle schématu "STAR".

Při připojení typu „TRIANGLE“ ohřívač je zapojen mezi dvě fáze (viz obr. 3). V souladu s tím bude napětí na koncích ohřívače U = 380 V.
Proud procházející ohřívačem je
I=P/U \u003d 2000 / 380 \u003d 5,26 A.
Odpor jednoho ohřívače -
R=U/I \u003d 380 / 5,26 \u003d 72,2 ohmů.

Obrázek 3 Drátový ohřívač v síti třífázového proudu. Zapojení podle schématu "TRIANGLE"

4. Po určení odporu ohřívače s příslušným připojením k elektrické síti zvolte průměr a délku drátu.

Při stanovení výše uvedených parametrů je nutné provést analýzu měrný povrchový výkon ohřívače, tj. ztrátový výkon na jednotku plochy. Povrchový výkon ohřívače závisí na teplotě ohřívaného materiálu a na konstrukci ohřívačů.

Příklad
Z předchozích výpočtových bodů (viz odstavec 3 tohoto odstavce) známe odpor ohřívače. Za 60 litrová trouba s jednofázovým připojením je R = 8,06 ohmů. Jako příklad vezměte průměr 1 mm. Pak, aby se získal požadovaný odpor, je to nutné l = R/p \u003d 8,06 / 1,4 \u003d 5,7 m nichromového drátu, kde ρ - jmenovitá hodnota elektrického odporu 1 m drátu v [Ohm / m]. Hmotnost tohoto kusu nichromového drátu bude m = l μ \u003d 5,7 0,007 \u003d 0,0399 kg \u003d 40 g, kde μ - hmotnost 1 m drátu. Nyní je nutné určit povrchovou plochu kusu drátu dlouhého 5,7 m. S = l π d \u003d 570 3,14 0,1 \u003d 179 cm 2, kde l – délka drátu [cm], d – průměr drátu [cm]. Z plochy 179 cm 2 by tedy mělo být přiděleno 6 kW. Řešením jednoduchého poměru dostaneme, že výkon se uvolňuje z 1 cm 2 p=P/S \u003d 6000 / 179 \u003d 33,5 W, kde β - povrchový výkon ohřívače.

Výsledná povrchová síla je příliš vysoká. Ohřívač se roztaví, pokud se zahřeje na teplotu, která by poskytla získanou hodnotu povrchového výkonu. Tato teplota bude vyšší než bod tání materiálu ohřívače.

Uvedený příklad je ukázkou nesprávné volby průměru drátu, který bude použit pro výrobu ohřívače. V odstavci 5 tohoto odstavce bude uveden příklad s správná volba průměr.

Pro každý materiál je v závislosti na požadované teplotě ohřevu stanovena přípustná hodnota plošného výkonu. Lze ji určit pomocí speciálních tabulek nebo grafů. V těchto výpočtech se používají tabulky.

Pro vysokoteplotní pece(při teplotě vyšší než 700 - 800 °C) je přípustný plošný výkon W/m 2 roven β přidat \u003d β eff α , kde β eff - plošný výkon ohřívačů v závislosti na teplotě teplonosného média [W/m 2 ], α je faktor radiační účinnosti. β eff se vybírá podle tabulky 3, α - podle tabulky 4.

Li nízkoteplotní troubu(teplota nižší než 200 - 300 ° C), pak lze přípustný povrchový výkon považovat za rovný (4 - 6) · 10 4 W / m 2.

Tabulka 3

Tabulka 4

Drátěné spirály, napůl uzavřené v drážkách obložení

Drátěné spirály na policích v tubách

Drátové cik-cak (tyčové) ohřívače

Předpokládejme, že teplota ohřívače je 1000 °C a chceme ohřát obrobek na teplotu 700 °C. Poté podle tabulky 3 vybíráme β eff \u003d 8,05 W / cm 2, α = 0,2, β přidat \u003d β eff α \u003d 8,05 0,2 \u003d 1,61 W/cm2 \u003d 1,61 10 4 W/m2.

5. Po stanovení přípustného plošného výkonu ohřívače je nutné najít jeho průměr(u drátěných topidel) popř šířka a tloušťka(pro páskové ohřívače), stejně jako délka.

Průměr drátu lze určit pomocí následujícího vzorce: d - průměr drátu, [m]; P - výkon ohřívače, [W]; U - napětí na koncích ohřívače, [V]; β přidat - přípustný plošný výkon ohřívače, [W/m 2 ]; ρt - měrný odpor materiálu ohřívače při dané teplotě [Ohm m].
ρ t = ρ 20 k , kde ρ 20 - elektrický odpor materiálu ohřívače při 20 °C, [Ohm m] k - korekční faktor pro výpočet změny elektrického odporu v závislosti na teplotě (o ).

Délku drátu lze určit podle následujícího vzorce:
l - délka drátu, [m].

Průměr a délku drátu vybíráme z nichrom Х20Н80. Měrný elektrický odpor materiálu ohřívače je
ρ t = ρ 20 k \u003d 1,13 10 -6 1,025 \u003d 1,15 10 -6 Ohm m.

Jednofázová síť pro domácnost
Pro 60 litrový sporák připojený k domácí jednofázové síti je z předchozích kroků výpočtu známo, že výkon kamen je P \u003d 6000 W, napětí na koncích ohřívače - U = 220 V, přípustný výkon plošného ohřívače β přidat \u003d 1,6 10 4 W/m2. Pak dostaneme

Výsledná velikost musí být zaokrouhlena nahoru na nejbližší větší standard. Standardní velikosti pro nichrom a fechral drát lze nalézt v. Příloha 2, tabulka 8. V tomto případě nejbližší velký standardní velikost je Ø 2,8 mm. Průměr ohřívače d = 2,8 mm.

Délka ohřívače l = 43 m.

Někdy je také nutné určit hmotnost požadované množství drát.
m = l μ , kde m - hmotnost kusu drátu, [kg]; l - délka drátu, [m]; μ - měrná hmotnost (hmotnost 1 metru drátu), [kg/m].

V našem případě hmotnost ohřívače m = l μ \u003d 43 0,052 \u003d 2,3 kg.

Tento výpočet udává minimální průměr drátu, při kterém může být za daných podmínek použit jako ohřívač.. Z hlediska úspory materiálu je takový výpočet optimální. V tomto případě lze použít i drát většího průměru, ale pak se jeho množství zvýší.

Zkouška
Výsledky výpočtu lze zkontrolovat následujícím způsobem. Byl získán průměr drátu 2,8 mm. Pak délka, kterou potřebujeme, je
l = R / (ρ k) \u003d 8,06 / (0,179 1,025) \u003d 43 m, kde l - délka drátu, [m]; R - odpor ohřívače, [Ohm]; ρ - jmenovitá hodnota elektrického odporu 1 m drátu, [Ohm/m]; k - korekční faktor pro výpočet změny elektrického odporu v závislosti na teplotě.
Tato hodnota je stejná jako hodnota získaná z jiného výpočtu.

Nyní je nutné zkontrolovat, zda povrchový výkon námi zvoleného ohřívače nepřekročí povolený povrchový výkon, který byl zjištěn v kroku 4. p=P/S \u003d 6000 / (3,14 4300 0,28) \u003d 1,59 W / cm2. Přijatá hodnota β \u003d 1,59 W / cm 2 nepřesahuje β přidat \u003d 1,6 W/cm2.

Výsledek
Ohřívač si tedy vyžádá 43 metrů nichromového drátu X20H80 o průměru 2,8 mm, což je 2,3 kg.

Průmyslová třífázová proudová síť
Můžete také najít průměr a délku drátu potřebného pro výrobu ohřívačů pecí připojených k síti třífázového proudu.

Jak je popsáno v bodě 3, každý ze tří ohřívačů má výkon 2 kW. Najděte průměr, délku a hmotnost jednoho ohřívače.

Spojení STAR(viz obr. 2)

V tomto případě je nejbližší větší standardní velikost Ø 1,4 mm. Průměr ohřívače d = 1,4 mm.

Délka jednoho ohřívače l = 30 m.
Hmotnost jednoho ohřívače m = l μ \u003d 30 0,013 \u003d 0,39 kg.

Zkouška
Byl získán průměr drátu 1,4 mm. Pak délka, kterou potřebujeme, je
l = R / (ρ k) \u003d 24,2 / (0,714 1,025) \u003d 33 m.

p=P/S \u003d 2000 / (3,14 3000 0,14) \u003d 1,52 W / cm 2, nepřekračuje přípustné.

Výsledek
Pro tři ohřívače připojené podle schématu „STAR“ budete potřebovat
l \u003d 3 30 \u003d 90 m drátu, což je
m \u003d 3 0,39 \u003d 1,2 kg.

Typ připojení „TRIANGLE“(viz obr. 3)

V tomto případě je nejbližší větší standardní velikost Ø 0,95 mm. Průměr ohřívače d = 0,95 mm.

Délka jednoho ohřívače l = 43 m.
Hmotnost jednoho ohřívače m = l μ \u003d 43 0,006 \u003d 0,258 kg.

Zkouška
Byl získán průměr drátu 0,95 mm. Pak délka, kterou potřebujeme, je
l = R / (ρ k) \u003d 72,2 / (1,55 1,025) \u003d 45 m.

Tato hodnota se téměř shoduje s hodnotou získanou jako výsledek jiného výpočtu.

Povrchová síla bude p=P/S \u003d 2000 / (3,14 4300 0,095) \u003d 1,56 W / cm 2, nepřekračuje přípustné.

Výsledek
Pro tři ohřívače zapojené podle schématu „TRIANGLE“ budete potřebovat
l \u003d 3 43 \u003d 129 m drátu, což je
m \u003d 3 0,258 \u003d 0,8 kg.

Pokud porovnáme 2 výše uvedené možnosti připojení ohřívačů k třífázové síti, vidíme to „STAR“ vyžaduje drát s větším průměrem než „TRIANGLE“ (1,4 mm vs. 0,95 mm), aby bylo dosaženo daného výkonu pece 6 kW. V čem požadovaná délka nichromového drátu při připojení podle schématu „STAR“ je menší než délka drátu při připojení typu „TRIANGLE“(90 m vs. 129 m), a požadovaná hmotnost je naopak více (1,2 kg vs. 0,8 kg).

Výpočet spirály

Poměry mezi stoupáním spirály a jejím průměrem a průměrem drátu jsou voleny tak, aby usnadnily umístění topidel v peci, zajistily jejich dostatečnou tuhost, v maximální možné míře vyloučily lokální přehřívání závitů spirály samotné a zároveň nebrání přenosu tepla z nich do výrobků.

Čím větší je průměr spirály a čím menší je její stoupání, tím snazší je umístit ohřívače do pece, ale se zvětšujícím se průměrem klesá pevnost spirály a tendence jejích závitů ležet na každém z nich. další zvýšení. Na druhou stranu s rostoucí frekvencí navíjení se zvyšuje stínící účinek části jeho závitů obrácené k výrobkům na zbytku a následně se zhoršuje využití jeho povrchu a může docházet i k lokálnímu přehřívání.

Praxe stanovila dobře definované, doporučené poměry mezi průměrem drátu ( d ), krok ( t ) a průměr spirály ( D ) pro drát Ø 3 až 7 mm. Tyto poměry jsou následující: t ≥ 2d a D = (7÷10) d pro nichrom a D = (4÷6) d - pro méně odolné slitiny železa, chromu a hliníku, jako je fechral atd. U tenčích drátů poměr D a d , stejně jako t obvykle berou víc.

Závěr

V příkladech metody pouze pro výpočet drátěné ohřívače. Kromě drátu z přesných slitin lze pro výrobu topidel použít i pásku.

Výpočet ohřívačů není omezen na výběr jejich velikostí. Stejný je nutné určit materiál, ze kterého má být ohřívač vyroben, typ ohřívače (drát nebo páska), typ umístění ohřívačů a další vlastnosti. Pokud je ohřívač vyroben ve formě spirály, je nutné určit počet otáček a rozteč mezi nimi.

Doufáme, že pro vás byl článek užitečný. Umožňujeme jeho bezplatné šíření za předpokladu, že bude zachován odkaz na naše webové stránky http://www.site.

Pokud zjistíte nějaké nepřesnosti, dejte nám prosím vědět na E-mailem [e-mail chráněný] webové stránky nebo pomocí systému Orfus výběrem nesprávně napsaného textu a stisknutím kláves Ctrl+Enter.

Bibliografie

• Djakov V.I. "Typické výpočty pro elektrická zařízení".
• Zhukov L.L., Plemyannikova I.M., Mironova M.N., Barkaya D.S., Shumkov Yu.V. "Slitiny pro ohřívače".
• Sokunov B.A., Grobová L.S. "Elektrotermická zařízení (elektrické odporové pece)".
• Feldman I.A., Gutman M.B., Rubin G.K., Shadrich N.I. "Výpočet a návrh ohřívačů pro elektrické odporové pece".
• http://www.horss.ru/h6.php?p=45
• http://www.electromonter.info/advice/nichrom.html

Elektrická topná tělesa se používají v domácích a průmyslových zařízeních. Použití různých ohřívačů je všem známo. Tento elektrické sporáky, trouby a trouby, elektrické kávovary, rychlovarné konvice a ohřívače různých provedení.

Elektrické ohřívače vody, častěji označované jako, obsahují i ​​topná tělesa. Základem mnoha topných těles je drát s vysokým elektrickým odporem. A nejčastěji je tento drát vyroben z nichromu.

Otevřená nichromová šroubovice

Nejstarším topným článkem je snad obvyklá nichromová spirálka. Kdysi se používaly domácí elektrické sporáky, bojlery na vodu a ohřívače koz. Mít po ruce nichromový drát, který se dal „chytit“ ve výrobě, nebyl problém vyrobit spirálu potřebného výkonu.

Konec drátu požadované délky se zasune do řezu klíče, samotný drát se protáhne mezi dvěma dřevěnými špalíky. Svěrák musí být upnut tak, aby celá konstrukce držela tak, jak je znázorněno na obrázku. Upínací síla by měla být taková, aby drát procházel tyčemi s určitou silou. Pokud je upínací síla velká, drát se jednoduše zlomí.

Obrázek 1. Navíjení nichromové spirály

Otáčením knoflíku se drát protáhne dřevěné bloky a úhledně, cívka k cívce, je umístěna na kovové tyči. V arzenálu elektrikářů byla celá sada knoflíků různých průměrů od 1,5 do 10 mm, což umožnilo navíjet spirály pro všechny příležitosti.

Vědělo se, jaký má drát průměr a jaká délka je potřeba k navinutí spirály potřebného výkonu. Tato magická čísla lze stále najít na internetu. Na obrázku 2 je tabulka, která ukazuje údaje o spirálách různých kapacit při napájecím napětí 220V.

Obrázek 2. Výpočet elektrické spirály topného tělesa (pro zvětšení klikněte na obrázek)

Vše je zde jednoduché a jasné. Poté, co jsme požádali o požadovaný výkon a průměr dostupného nichromového drátu, zbývá pouze odříznout kus požadované délky a navinout jej na trn příslušného průměru. V tomto případě je délka výsledné spirály uvedena v tabulce. Ale co když existuje drát s průměrem, který není uveden v tabulce? V tomto případě se spirála bude muset jednoduše vypočítat.

V případě potřeby je výpočet spirály poměrně jednoduchý. Jako příklad je uveden výpočet spirály z nichromového drátu o průměru 0,45mm (v tabulce takový průměr není) o výkonu 600W pro napětí 220V. Všechny výpočty se provádějí podle Ohmova zákona.

Jak převést zesilovače na watty a naopak, watty na zesilovače:

I = P/U = 600/220 = 2,72 A

K tomu stačí vydělit daný výkon napětím a získat velikost proudu procházejícího spirálou. Výkon ve wattech, napětí ve voltech, výsledkem jsou ampéry. Vše podle soustavy SI.

Vzorec pro výpočet odporu vodiče R=ρ*L/S,

kde ρ je měrný odpor vodiče (pro nichrom 1,0÷1,2 Ohm.mm2/m), L je délka vodiče v metrech, S je průřez vodiče v milimetrech čtverečních. Pro vodič o průměru 0,45 mm bude průřez 0,159 mm2.

Proto L = S * R / ρ = 0,159 * 81 / 1,1 = 1170 mm nebo 11,7 m.

Obecně se ukazuje, že výpočet není tak složitý. Ano, ve skutečnosti není výroba spirály tak obtížná, což je nepochybně výhoda běžných nichromových spirál. Tato výhoda je však pokryta mnoha nevýhodami, které jsou součástí otevřených spirál.

Především se jedná o poměrně vysokou teplotu ohřevu - 700 ... 800˚C. Vyhřívaná spirálka má slabou červenou záři, náhodný kontakt s ní může způsobit popálení. Navíc může dojít k úrazu elektrickým proudem. Rozžhavená spirála spaluje vzdušný kyslík, přitahuje prachové částice, které po vyhoření dávají velmi nepříjemný zápach.

Ale hlavní nevýhodou otevřených spirál by mělo být jejich vysoké nebezpečí požáru. Proto hasičský sbor jednoduše zakazuje použití ohřívačů s otevřenou cívkou. Mezi tyto ohřívače patří především takzvaná „koza“, jejíž provedení je znázorněno na obrázku 3.

Obrázek 3. Domácí ohřívač "koza"

Tady je taková divoká "koza" se ukázala: byla vyrobena záměrně nedbale, jednoduše, dokonce velmi špatně. Oheň s takovým topením na sebe nenechá dlouho čekat. Pokročilejší návrh takového ohřívače je znázorněn na obrázku 4.

Obrázek 4. "Koza" domů

Je dobře vidět, že spirála je uzavřena kovovým pouzdrem, což zabraňuje dotyku zahřátých částí vedoucích proud. Nebezpečí požáru takového zařízení je mnohem menší, než je znázorněno na předchozím obrázku.

Kdysi se v SSSR vyráběly reflektory. Uprostřed poniklovaného reflektoru se nacházela keramická patrona, do které bylo stejně jako do žárovky s paticí E27 našroubováno 500W topné těleso. Nebezpečí požáru takového reflektoru je také velmi vysoké. No, nějak je v té době nenapadlo, k čemu může použití takových ohřívačů vést.

Obrázek 5. Topné těleso typu reflektoru

Je zcela zřejmé, že různá topidla s otevřenou spirálou lze v rozporu s požadavky požární inspekce používat pouze pod bedlivým dohledem: pokud opustíte místnost - vypněte topení! Ještě lépe, přestaňte používat ohřívače tohoto typu.

Uzavřená topná tělesa spirály

Aby se zbavili otevřené cívky, byly vynalezeny trubkové elektrické ohřívače - TEN. Konstrukce topného tělesa je na obrázku 6.

Obrázek 6. Konstrukce topného tělesa

Nichromová spirála 1 je skryta uvnitř tenkostěnné kovové trubice 2. Spirála je od trubice izolována výplní 3 s vysokou tepelnou vodivostí a vysokým elektrickým odporem. Nejčastěji používaným plnivem je periklas (krystalická směs oxidu hořečnatého MgO, někdy s nečistotami jiných oxidů).

Po naplnění izolační hmotou se trubice slisuje a pod vysokým tlakem se periklas promění v monolit. Po takové operaci je spirála pevně upevněna, takže elektrický kontakt s tělem - trubka je zcela vyloučena. Konstrukce je tak pevná, že jakýkoli topný článek lze ohnout, pokud to konstrukce topidla vyžaduje. Některá topná tělesa mají velmi bizarní tvar.

Spirála je spojena s kovovými svorkami 4, které vystupují přes izolátory 5. Přívodní vodiče jsou připojeny k závitovým koncům svorek 4 pomocí matic a podložek 7. Topná tělesa jsou upevněna v pouzdře přístroje pomocí pomocí matic a podložek 6, zajišťujících v případě potřeby těsnost spojení.

V závislosti na provozních podmínkách je takový design poměrně spolehlivý a odolný. To vedlo k velmi rozšířenému používání topných těles v zařízeních pro různé účely a provedení.

Podle provozních podmínek se topná tělesa dělí do dvou velkých skupin: vzduch a voda. Ale je to jen jméno. Ve skutečnosti jsou topná tělesa vzduchu navržena pro provoz v různých plynných médiích. I běžný atmosférický vzduch je směsí několika plynů: kyslíku, dusíku, oxidu uhličitého, dokonce jsou zde nečistoty argonu, neonu, kryptonu atd.

Vzdušné prostředí je velmi rozmanité. Může to být klidný atmosférický vzduch nebo proud vzduchu pohybující se rychlostí až několika metrů za sekundu, jako je tomu u ventilátorů nebo horkovzdušných pistolí.

Ohřev pláště topného tělesa může dosáhnout 450 ˚C a ještě více. Proto pro výrobu vnějšího trubkového pláště, různé materiály. Může to být běžná uhlíková ocel, nerezová ocel nebo vysokoteplotní, žáruvzdorná ocel. Vše závisí na prostředí.

Pro zlepšení přenosu tepla jsou některá topná tělesa vybavena žebry na trubkách ve formě navinuté kovové pásky. Takové ohřívače se nazývají žebrované. Použití takových prvků je nejvhodnější v prostředí s pohybujícím se vzduchem, například v ohřívačích ventilátorů a horkovzdušných pistolích.

Vodní topná tělesa se také nemusí nutně používat ve vodě, to je obecný název pro různá kapalná média. Může to být olej, topný olej a dokonce i různé agresivní kapaliny. Tekutá topná tělesa, destilátory, elektrické odsolovače mořské vody a jednoduše v titanu pro vaření pitné vody.

Tepelná vodivost a tepelná kapacita vody je mnohem vyšší než u vzduchu a jiných plynných médií, což ve srovnání s prostředím vzduchu zajišťuje lepší a rychlejší odvod tepla z topného tělesa. Proto při stejném elektrickém výkonu má ohřívač vody menší geometrické rozměry.

Zde můžete uvést jednoduchý příklad: při vaření vody v běžné rychlovarné konvici se topné těleso může zahřát do červena a poté vyhořet do děr. Stejný obrázek lze pozorovat u běžných kotlů určených k vaření vody ve sklenici nebo v kbelíku.

Uvedený příklad jasně ukazuje, že ohřívače vody by nikdy neměly být používány pro práci ve vzdušném prostředí. Ohřívače vzduchu lze použít k ohřevu vody, ale musíte dlouho čekat, než se voda vyvaří.

Vrstva vodního kamene, která se tvoří během provozu, neprospěje topným tělesům vody. Vodní kámen má zpravidla porézní strukturu a jeho tepelná vodivost je nízká. Teplo generované spirálkou tedy nejde dobře do kapaliny, ale spirála samotná se uvnitř ohřívače zahřeje na velmi vysokou teplotu, která dříve nebo později povede k jejímu vyhoření.

Aby se tomu zabránilo, je vhodné pravidelně čistit topná tělesa různými chemikáliemi. Například televizní reklamy doporučují Calgon pro ochranu topných těles praček. I když na tento nástroj existuje mnoho různých názorů.

Jak se zbavit vodního kamene

Kromě chemických prostředků proti vodnímu kameni, různá zařízení. V první řadě se jedná o magnetické převodníky vody. V silném magnetickém poli krystaly „tvrdých“ solí mění svou strukturu, mění se na vločky, zmenšují se. Z takových vloček se vodní kámen tvoří méně aktivně, většina vloček se jednoduše smyje proudem vody. Tímto způsobem je dosaženo ochrany ohřívačů a potrubí před vodním kamenem. Magnetické filtry-konvertory vyrábí mnoho zahraničních firem, takové firmy existují i ​​v Rusku. Takové filtry jsou k dispozici jako zadlabací a horní.

Elektronické změkčovače vody

V poslední době jsou stále populárnější elektronické změkčovače vody. Navenek vše vypadá velmi jednoduše. Na potrubí je instalována malá krabice, ze které vycházejí anténní dráty. Dráty jsou namotané kolem potrubí, aniž by se musel dokonce odlupovat nátěr. Zařízení můžete nainstalovat na jakékoli dostupné místo, jak je znázorněno na obrázku 7.

Obrázek 7. Elektronický změkčovač vody

Jediné, co k připojení zařízení potřebujete, je zásuvka na 220V. Zařízení je navrženo tak, aby bylo zapnuto po dlouhou dobu, není nutné jej pravidelně vypínat, protože jeho vypnutí způsobí opětovné ztvrdnutí vody, opět se vytvoří vodní kámen.

Princip činnosti zařízení je redukován na vyzařování kmitů v rozsahu ultrazvukových frekvencí, které mohou dosahovat až 50 kHz. Frekvence kmitání je regulována ovládacím panelem zařízení. Emise jsou produkovány v paketech několikrát za sekundu, čehož je dosaženo pomocí vestavěného mikrokontroléru. Vibrační síla je malá, proto taková zařízení nepředstavují žádnou hrozbu pro lidské zdraví.

Je docela snadné určit proveditelnost instalace takových zařízení. Vše závisí na tom, jak tvrdá voda teče vodní dýmka. Nepotřebujete zde ani žádná „abstrukční“ zařízení: pokud po umytí vaše pokožka vyschne, stříkne voda dlaždice objevují se bílé skvrny, v konvici se objevuje vodní kámen, pračka maže pomaleji než na začátku provozu - z kohoutku rozhodně teče tvrdá voda. To vše může vést k poruše topných těles a následně i samotných varných konvic nebo praček.

Tvrdá voda nerozpouští různé čistící prostředky- od obyčejného mýdla až po trendy prací prášky. V důsledku toho musíte přidat více prášků, ale to moc nepomůže, protože krystaly soli tvrdosti přetrvávají v tkaninách, kvalita praní zanechá být velmi žádoucí. Všechny uvedené znaky tvrdosti vody výmluvně naznačují, že je nutné instalovat změkčovače vody.

Připojení a kontrola topných těles

Při připojení topného tělesa je nutné použít vodič vhodného průřezu. Vše závisí na proudu protékajícím ohřívačem. Nejčastěji jsou známy dva parametry. Jedná se o výkon samotného ohřívače a napájecí napětí. Pro určení proudu stačí výkon vydělit napájecím napětím.

Jednoduchý příklad. Pro napájecí napětí 220 V budiž topné těleso o výkonu 1 kW (1000 W). U takového ohřívače se ukazuje, že proud bude

I \u003d P/U \u003d 1000/220 \u003d 4,545A.

Podle tabulek zveřejněných v PUE může takový proud poskytnout vodič o průřezu 0,5 mm2 (11A), ale pro zajištění mechanické pevnosti je lepší použít vodič s průřezem při minimálně 2,5 mm2. Právě takový drát se nejčastěji používá pro přívod elektřiny do zásuvek.

Než provedete zapojení, měli byste se ale ujistit, že i nové, právě zakoupené topné těleso funguje. Nejprve je nutné změřit jeho odpor a zkontrolovat neporušenost izolace. Výpočet odporu topného článku je poměrně jednoduchý. Chcete-li to provést, musíte provést druhou mocninu napájecího napětí a vydělit ho výkonem. Například pro 1000W ohřívač vypadá tento výpočet takto:

220*220/1000 = 48,4 ohmů.

Takový odpor by měl ukazovat multimetr při připojení ke svorkám topného článku. Pokud je spirála rozbitá, pak přirozeně multimetr ukáže přerušení. Pokud vezmete topné těleso jiného výkonu, bude odpor samozřejmě jiný.

Chcete-li zkontrolovat neporušenost izolace, změřte odpor mezi některou ze svorek a kovovým pouzdrem topného článku. Odpor výplňového izolátoru je takový, že při jakémkoli limitu měření by měl multimetr vykazovat přerušení. Pokud se ukáže, že odpor je nulový, pak má spirála kontakt s kovovým tělem ohřívače. To se může stát i u nového, právě zakoupeného topného tělesa.

Obecně se používá ke kontrole izolace, ale ne vždy a ne každý ji má po ruce. Takže kontrola běžným multimetrem je docela vhodná. Minimálně by taková kontrola měla být provedena.

Jak již bylo zmíněno, topná tělesa lze ohýbat i po naplnění izolantem. Existují ohřívače nejrůznějších forem: ve formě rovné trubky, tvaru U, stočené do prstence, hada nebo spirály. Vše závisí na zařízení topného zařízení, ve kterém má být topné těleso instalováno. Například v průtokový ohřívač vody pračka používají se topná tělesa stočená do spirály.

Některá topná tělesa mají ochranné prvky. Nejvíc jednoduchá obrana je to tepelná pojistka. Pokud vyhořel, musíte vyměnit celé topné těleso, ale k požáru nedojde. Existuje také složitější ochranný systém, který umožňuje použití topného tělesa po jeho spuštění.

Jednou z těchto ochran je ochrana založená na bimetalové desce: teplo z přehřátého topného tělesa ohne bimetalovou desku, čímž se otevře kontakt a topné těleso se vypne. Po poklesu teploty na přijatelnou hodnotu se bimetalová deska uvolní, kontakt sepne a topné těleso je opět připraveno k provozu.

Topná tělesa s termostatem

Při absenci teplé vody musíte použít kotle. Konstrukce kotlů je poměrně jednoduchá. Tento kovová nádoba, ukrytý v „kožichu“ z tepelného izolantu, na jehož vrchní straně je ozdobné kovové pouzdro. V těle je zabudován teploměr, který ukazuje teplotu vody. Konstrukce kotle je na obrázku 8.

Obrázek 8. Kotel akumulačního typu

Některé kotle obsahují hořčíkovou anodu. Jeho účelem je antikorozní ochrana ohřívače a vnitřní nádrže kotle. Hořčíková anoda je spotřební materiál, při údržbě kotle je nutné ji pravidelně měnit. Ale u některých kotlů, zjevně levné cenové kategorie, taková ochrana není poskytována.

Jako topné těleso v kotlích se používá topné těleso s termostatem, provedení jednoho z nich je na obrázku 9.

Obrázek 9. Topné těleso s termostatem

V plastové krabičce je umístěn mikrospínač, který se spouští snímačem teploty kapaliny (rovná trubice vedle topného tělesa). Tvar samotného topného tělesa může být velmi rozmanitý, obrázek ukazuje nejjednodušší. Vše závisí na výkonu a konstrukci kotle. Stupeň ohřevu se reguluje polohou mechanického kontaktu, ovládá se bílým kulatým knoflíkem umístěným ve spodní části krabičky. Nechybí ani svorky pro přívod elektrického proudu. Ohřívač se upevňuje závitem.

Mokré a suché ohřívače

Takové topidlo je v přímém kontaktu s vodou, proto se takové topné těleso nazývá „mokré“. Životnost "mokrého" topného tělesa je v rozmezí 2 ... 5 let, poté je nutné jej vyměnit. Obecně platí, že životnost je krátká.

Pro zvýšení životnosti topného tělesa a celého kotle jako celku vyvinula francouzská společnost Atlantic v 90. letech minulého století konstrukci „suchého“ topného tělesa. Zjednodušeně řečeno, ohřívač byl ukryt v kovové ochranné baňce, která vylučuje přímý kontakt s vodou: uvnitř baňky se ohřívá topné těleso, které předává teplo vodě.

Přirozeně je teplota baňky mnohem nižší než vlastní topné těleso, takže tvorba vodního kamene při stejné tvrdosti vody není tak intenzivní, do vody se předá více tepla. Životnost těchto ohřívačů dosahuje 10…15 let. To platí pro dobré provozní podmínky, zejména stabilitu napájecího napětí. Ale i v dobré podmínky„Suchá“ topná tělesa také rozvíjejí své zdroje a je třeba je měnit.

Zde se ukazuje další výhoda technologie „suchého“ topného tělesa: při výměně ohřívače odpadá vypouštění vody z kotle, pro které by se měl odpojovat od potrubí. Jednoduše odšroubujte ohřívač a vyměňte jej za nový.

Atlantic si svůj vynález samozřejmě nechal patentovat, načež jej začal licencovat dalším firmám. V současné době vyrábí kotle se „suchým“ topným tělesem i další firmy, např. Electrolux a Gorenje. Konstrukce kotle se „suchým“ topným tělesem je na obrázku 10.

Obrázek 10. Kotel se suchým ohřívačem

Mimochodem, na obrázku je kotel s keramickým steatitovým topným tělesem. Zařízení takového ohřívače je znázorněno na obrázku 11.

Obrázek 11. Keramické topné těleso

Na keramické základně je namontována běžná otevřená šroubovice z vysoce odolného drátu. Teplota ohřevu spirály dosahuje 800 stupňů a do okolí (vzduchu pod ochranným pláštěm) se přenáší konvekcí a sáláním tepla. Samozřejmě, že takový ohřívač ve vztahu ke kotlům může pracovat pouze v ochranném plášti, ve vzdušném prostředí je přímý kontakt s vodou jednoduše vyloučen.

Spirála může být navinuta v několika sekcích, o čemž svědčí přítomnost několika svorek pro připojení. To vám umožní změnit výkon ohřívače. Maximální měrný výkon těchto ohřívačů nepřesahuje 9 W/cm 2 .

Podmínkou pro normální provoz takového ohřívače je absence mechanického zatížení, ohybů a vibrací. Povrch musí být bez rzi a olejových skvrn. A samozřejmě čím je napájecí napětí stabilnější, bez rázů a rázů, tím je provoz ohřívače odolnější.

Elektrotechnika ale nestojí na místě. Technologie se vyvíjejí a zdokonalují, proto byla kromě topných těles vyvinuta a úspěšně používána široká škála topných těles. Jedná se o keramická topná tělesa, karbonová topná tělesa, infračervená topná tělesa, ale to bude téma na jiný článek.

Existuje několik typů tandoorového vytápění. Dnes je elektrická metoda stále rozšířenější, protože nevyžaduje nákup paliva, nevypouští produkty spalování a usnadňuje používání kamen.

Kolaps

Zařízení je zahříváno ohřevem spirál a následným rovnoměrným přenosem tepla. Článek podrobně pojednává o vlastnostech tandoorové spirály. Tyto informace vám pomohou správně vybrat a nainstalovat topné těleso na kamna.

Co je tandoorová spirála?

Spirála je důležitým prvkem tandooru, bez ní zařízení nebude fungovat. Ohřeje se poměrně rychle. Umožňuje udržet požadovanou teplotu po dlouhou dobu, což je zvláště důležité, pokud musíte celý den vařit na sporáku.

Jak vypadá spirála?

Topné těleso je vyrobeno z drátu s vysokou odolností vůči elektrickému proudu. Délka drátu je dostatečně velká, proto je pro pohodlí zkroucená. Spirály mohou být ve formě válců nebo plochých cívek, vybavené kontaktními vodiči. Topidla se k peci připevňují na keramické nebo kovové podstavce se speciálními žáruvzdornými vložkami nebo izolátory.

Jmenování spirály

Hlavní funkcí tandoorové cívky je zahřátí a následné rovnoměrné rozložení tepla. K tomu musí mít prvek následující vlastnosti:

• Tepelná odolnost (nezhroutí se při vysokých teplotách v tandoorech).
• Vysoká odolnost proti proudu (závisí na tom rychlost ohřevu, výsledná teplota a životnost prvku).
• Stálost vlastností (nemění se v závislosti na podmínkách prostředí, době provozu).

Druhy

Nejpraktičtějšími materiály pro vyhřívání dílů jsou nichromové a fechrální sloučeniny. Pojďme se krátce zamyslet nad jejich vlastnostmi.

nichrom

Nichromové cívky jsou vyrobeny z Cr+Ni. Tato slitina umožňuje dosáhnout zahřátí zařízení až na 1200 stupňů. Liší se kripoustoychivostí, odolností proti oxidaci. Mínus - menší teplotní režim ve srovnání s fechrálními slitinami.

Cena nichromových produktů je cenově dostupná. Například značka 20HN 80(20% chrom, 80% nikl) vhodné pro standardní napětí 220 voltů bude stát 150-170 rublů. na metr.

Fechral

Fechral je kombinace chrom, železo, hliník a titan. Materiál má dobrou odolnost proti proudu. Má zvýšenou tepelnou odolnost: maximální bod tání u spirál vyrobených z tohoto materiálu dosahuje 1500 stupňů.

Fechrální spirála

Typy

Při výběru topného zařízení je důležité věnovat pozornost nejen materiálu, ale také typu výrobku: tandoorová cívka pro 220 nebo 380 voltů má určité rozdíly.

220 V je standardní napětí pro domácí elektrické sítě (tedy pro připojení do běžných zásuvek v bytech a venkovské chalupy). Může být také použit v malých restauracích s nízkou produktivitou. Podle bezpečnostních pravidel jsou spirály s výkonem 3,5-7 kilowattů připojeny k 220 voltům.

Výkonný tandoor není připojen ke standardní spotřebitelské elektrické síti. To způsobí spálení ohřívače a zkrat. Vyžaduje připojení k průmyslovému třífázovému napájecímu zdroji 380 V. Výkon každé spirály v tandooru v tomto případě stoupá na 12 kilowattů. Zvláštní požadavky na dráty používané v topných tělesech: musí mít průřez minimálně 4 mm.

Jak vybrat správnou spirálu?

Rozměry drátu použitého k vytvoření ohřívačů jsou určeny výkonem tandooru, napětím v síti a teplem, které by měla kamna vydat. Nejprve musíte určit aktuální sílu pomocí vzorce: I = P:U

• P je technický výkon pece.
• U - napětí v síti.

Například pro sporák o výkonu 800 wattů a síťovém napětí 220 voltů bude velikost elektrického proudu 3,6 ampéru. Poté se podle zadaných parametrů (teplota a síla elektrického proudu) hledají vhodné rozměry vodičů ve speciální tabulce.

Délka drátu pro spirálu se vypočítá podle vzorce l=RхS:ρ. Například s odporem 61 ohmů, průřezem 0,2 metrů čtverečních. mm a odpor 1,1 vyžaduje spirálu z drátu o délce 5,3 metru.

Instalační práce

Specialisté na instalaci topných prvků v peci berou asi 2300-3000 rublů. Pokud chcete ušetřit peníze a nainstalovat spirálu do tandooru sami, pak je zde několik důležitých tipů:

• Topné těleso není nutné umisťovat svisle. Žhavý drát je měkký a může se ohnout vlivem gravitace. Je lepší ji položit vodorovně.
• Nedoporučuje se instalovat ohřívač v blízkosti tepelně izolační cihly - zvyšuje se riziko přehřátí. Mezi stěnami pece a drátem je vytvořen malý „vzduchový polštář“.
• Při instalaci je nutné natáhnout spirálu tak, aby všechny závity byly v malé vzdálenosti od sebe (odborníci doporučují vzdálenost mezi kroužky 1,5-2krát větší než průměr drátu).

Alternativní možnost: topné těleso (trubkový elektrický ohřívač s drátěnou spirálou uvnitř) je instalováno ve spodní části tandooru. Toto je pohodlná a bezpečná možnost. Ale jak ukazuje praxe, zahřívání z topného tělesa bude pomalejší než v případě otevřené šroubovice.

Níže uvedené fotografie ukazují několik typů spirálové instalace:

Příklad instalace spirály

Jiná cesta

DESET místo spirály

Výstup

Správné a bezpečná práce tandoor závisí na tak důležitém prvku, jako je spirála. Při nákupu hotové trouby nebo při výrobě zařízení vlastníma rukama je důležité si vybrat vhodný materiál, typ, velikost ohřívačů. Pokud nedůvěřujete svým schopnostem a znalostem, je lepší svěřit výběr a instalaci pěnových spirál odborníkům.

Při opravě popř vlastní výroba elektrická páječka nebo jakékoliv jiné topné zařízení, musíte topné vinutí navinout z nichromového drátu. Výchozím údajem pro výpočet a výběr drátu je odpor vinutí páječky nebo ohřívače, který se určuje na základě jeho výkonu a napájecího napětí. Jaký by měl být odpor vinutí páječky nebo ohřívače, můžete vypočítat pomocí tabulky.

Znalost napájecího napětí a měření odporu jakékoli topné zařízení, jako je páječka, nebo elektrickou žehličku, můžete zjistit příkon tohoto domácího spotřebiče. b. Například odpor rychlovarné konvice o výkonu 1,5 kW bude 32,2 ohmů.

Podívejme se na příklad použití tabulky. Řekněme, že potřebujete převinout 60 W páječku určenou pro napájecí napětí 220 V. V levém sloupci tabulky vyberte 60 W. Na horní vodorovné linii vyberte 220 V. V důsledku výpočtu se ukazuje, že odpor vinutí páječky, bez ohledu na materiál vinutí, by se měl rovnat 806 ohmům.

Pokud byste potřebovali vyrobit páječku o výkonu 60 W, určenou pro napětí 220 V, páječku pro napájení ze sítě 36 V, pak by měl být odpor nového vinutí již 22 ohmů. Pomocí online kalkulačky můžete nezávisle vypočítat odpor vinutí jakéhokoli elektrického ohřívače.

Po určení požadované hodnoty odporu vinutí páječky je z níže uvedené tabulky vybrán vhodný na základě geometrické rozměry vinutí, průměr nichromového drátu. Nichrome drát je chrom-niklová slitina, která odolá teplotám ohřevu až 1000 °C a nese označení Kh20N80. To znamená, že slitina obsahuje 20 % chrómu a 80 % niklu.

K navinutí spirály páječky s odporem 806 ohmů z výše uvedeného příkladu budete potřebovat 5,75 metru nichromového drátu o průměru 0,1 mm (potřebujete vydělit 806 140) nebo 25,4 m drátu o průměru 0,2 mm a tak dále.

Při navíjení spirály páječky jsou závity naskládány blízko sebe. Při zahřátí žhavý povrch nichromového drátu oxiduje a tvoří izolační povrch. Pokud se celá délka drátu nevejde na objímku v jedné vrstvě, pak se navinutá vrstva překryje slídou a navine se druhá.

Pro elektrickou a tepelnou izolaci vinutí topného článku jsou nejlepší materiály slída, tkanina ze skelných vláken a azbest. Azbest má zajímavou vlastnost, dá se nasáknout vodou a změkne, umožní mu dát libovolný tvar a po zaschnutí má dostatečnou mechanickou pevnost. Při izolaci vinutí páječky mokrým azbestem je třeba vzít v úvahu, že mokrý azbest dobře vede eklektický proud a zapnout páječku v síti bude možné až po úplném vyschnutí azbestu.

Výpočet drátového ohřívače elektrické pece.

Tento článek odhaluje největší tajemství konstrukce elektrických pecí - tajemství výpočtů ohřívačů.

Jak souvisí objem, výkon a rychlost ohřevu pece.

Jak již bylo zmíněno jinde, neexistují žádné konvenční trouby. Stejně tak chybí pece na vypalování fajáns nebo hraček, červené hlíny nebo korálků. Stává se to právě k pečení (a tady mluvíme výhradně o elektrické trouby) s určitým užitným prostorem, vyrobené z některých žáruvzdorných materiálů. Do této pece můžete dát jednu velkou nebo malou vázu na vypálení, nebo můžete dát celý stoh plátů, na kterých budou ležet tlusté šamotové kachle. Je nutné vypálit vázu nebo dlaždice, možná při 1000 o C, nebo možná při 1300 o C. Z mnoha průmyslových nebo domácích důvodů by vypalování mělo trvat 5-6 hodin nebo 10-12.

Nikdo neví, co od trouby potřebujete, lépe než vy sami. Proto, než budete pokračovat ve výpočtu, musíte si objasnit všechny tyto otázky. Pokud již pec existuje, ale je nutné do ní instalovat ohřívače nebo vyměnit staré za nové, není třeba projektovat. Pokud se trouba staví od začátku, musíte začít tím, že zjistíte rozměry komory, to znamená z délky, hloubky, šířky.

Předpokládejme, že tyto hodnoty již znáte. Předpokládejme, že potřebujete komoru o výšce 490 mm, šířce a hloubce 350 mm. Dále v textu budeme pec s takovou komorou nazývat 60litrovou. Zároveň navrhneme druhou pec, větší, s výškou H=800 mm, šířkou D=500 mm a hloubkou L=500 mm. Této troubě budeme říkat 200litrová trouba.

Objem pece v litrech = V x H x L,
kde H, D, L jsou vyjádřeny v decimetrech.

Pokud jste správně převedli milimetry na decimetry, objem první pece by měl být 60 litrů, objem druhé - opravdu 200! Nemyslete si, že autor je sarkastický: nejčastější chyby ve výpočtech jsou chyby v rozměrech!

Pokračujeme k další otázce - z čeho jsou stěny pece vyrobeny. Téměř všechny moderní pece jsou vyrobeny z lehkých žáruvzdorných materiálů s nízkou tepelnou vodivostí a nízkou tepelnou kapacitou. Velmi stará kamna jsou vyrobena z těžkého šamotu. Takové pece jsou snadno rozpoznatelné podle masivní vyzdívky, jejíž tloušťka se téměř rovná šířce komory. Pokud máte tento případ, máte smůlu: při výpalu se 99 % energie spotřebuje na vytápění stěn, nikoli výrobků. Předpokládáme, že stěny jsou vyrobeny z moderních materiálů (MKRL-08, ShVP-350). Pak bude na vytápění stěn vynaloženo pouze 50-80% energie.

Nakládací hmotnost zůstává velmi nejistá. I když je obecně menší než hmotnost žáruvzdorných stěn (plus dna a střechy) pece, tato hmotnost jistě přispěje k rychlosti ohřevu.

Nyní o moci. Výkon je množství tepla, které ohřívač uvolní za 1 sekundu. Jednotkou výkonu jsou watty (zkráceně W). Jasná žárovka je 100 W, rychlovarná konvice je 1000 W nebo 1 kilowatt (zkráceně 1 kW). Pokud zapnete ohřívač o výkonu 1 kW, bude každou sekundu uvolňovat teplo, které podle zákona zachování energie půjde ohřát stěny, výrobky, odletí vzduchem přes trhliny. Teoreticky, pokud nedochází ke ztrátám štěrbinami a stěnami, je 1 kW schopen ohřát cokoliv na nekonečnou teplotu v nekonečném čase. V praxi jsou u pecí známé skutečné (přibližné průměrné) tepelné ztráty, proto platí následující pravidlo-doporučení:

Pro normální rychlost ohřevu trouby 10-50 litrů je potřeba energie
100 wattů na litr objemu.

Pro normální rychlost ohřevu pece 100-500 litrů je zapotřebí energie
50-70 W na každý litr objemu.

Hodnotu měrného výkonu je nutné stanovit nejen s přihlédnutím k objemu pece, ale také s přihlédnutím k masivnosti vyzdívky a zatížení. Čím větší zátěž, tím větší hodnotu musíte si vybrat. Jinak se trouba zahřeje, ale na delší dobu. Zvolme pro náš 60 litrový měrný výkon 100 W/l a pro 200 litrů - 60 W/l. Podle toho získáme, že výkon ohřívačů 60litrové láhve by měl být 60 x 100 = 6000 W = 6 kW a 200litrové láhve by měl být 200 x 60 = 12 000 W = 12 kW. Podívejte se, jak je to zajímavé: hlasitost se zvýšila více než 3krát a výkon - pouze 2. Proč? (Dotaz na samostatnou práci).

Stává se, že v bytě není zásuvka 6 kW, ale jsou tam jen 4. Ale potřebujete přesně 60 litrů! Dobře, můžete počítat ohřívač na 4 kilowatty, ale smiřte se s tím, že fáze ohřevu při výpalu bude trvat 10-12 hodin. Stává se, že naopak zahřívání je nutné po dobu 5-6 hodin velmi masivní zátěže. Pak budete muset investovat 8 kW do 60litrové pece a nevěnovat pozornost rozžhavené elektroinstalaci... Pro další úvahy se omezíme na klasické výkony - 6, resp. 12 kW.

Výkon, ampéry, volty, fáze.

Známe výkon, známe potřebu tepla na vytápění. Podle neúprosného zákona zachování energie musíme stejný výkon odebírat z elektrické sítě. Vzpomeňte si na vzorec:

Výkon ohřívače (W) = napětí ohřívače (V) x proud (A)
nebo P = U x I

V tomto vzorci jsou dva háčky. Za prvé: napětí se musí odebírat na koncích ohřívače a vůbec ne ve výstupu. Napětí se měří ve voltech (zkráceně V). Za druhé: máme na mysli proud, který protéká tímto ohřívačem, a vůbec ne strojem. Proud se měří v ampérech (zkráceně A).

Vždy je nám dáno napětí v síti. Pokud rozvodna funguje normálně a není dopravní špička, je napětí v normálu domácí zásuvka bude 220 V. Napětí v průmyslové třífázové síti mezi libovolnou fází a nulovým vodičem se také rovná 220V a napětí mezi libovolnými dvěma fázemi- 380 V. Tedy v případě domácí, jednofázové sítě nemáme na výběr v napětí - pouze 220 V. V případě třífázové sítě je výběr, ale malý - buď 220 nebo 380 V. Ale co ampéry? Budou získány automaticky z napětí a odporu ohřívače podle velkého Ohmova zákona:

Ohmův zákon pro část elektrického obvodu:
Proud (A) \u003d Napětí v sekci (V) / Odpor sekce (Ohm)
nebo I=U/R

Abyste získali 6 kW z jednofázové sítě, potřebujete proud I=P/U= 6000/220 = 27,3 ampér. To je velký, ale skutečný proud dobré domácí sítě. Takový proud teče například v elektrickém sporáku, ve kterém jsou všechny hořáky zapnuté na plný výkon a trouba také. Chcete-li získat 12 kW v jednofázové síti pro 200 litrů, potřebujete dvojnásobek proudu - 12 000/220 = 54,5 ampér! To je pro jakoukoli domácí síť nepřijatelné. Je lepší použít tři fáze, tzn. distribuovat energii do tří linek. V každé fázi poteče 12000/3/220 = 18,2 A.

Pojďme se podívat na poslední výpočet. V tuto chvíli NEVÍME, jaká topidla budou v peci, NEVÍME jaké napětí (220 nebo 380 V) bude do topidel přiváděno. Ale určitě VÍME, že z třífázové sítě se musí odebírat 12 kW, zátěž by měla být rozložena rovnoměrně, tzn. 4 kW v každé fázi naší sítě, tzn. Každým fázovým vodičem vstupního (běžného) pecního automatu poteče 18,2A a není vůbec nutné, aby takový proud procházel ohřívačem. Mimochodem přes elektroměr projde i 18,2 A. (A mimochodem: neutrálním vodičem nebude proudit žádný proud kvůli vlastnostem třífázového napájení. Tyto vlastnosti jsou zde ignorovány, protože nás zajímá pouze tepelná práce proudu). Pokud máte v tomto bodě prezentace nějaké otázky, přečtěte si ji znovu. A přemýšlejte: pokud se v objemu pece uvolní 12 kilowattů, pak podle zákona o zachování energie projde stejných 12 kilowattů třemi fázemi, každá - 4 kW ...

Vraťme se k jednofázovému 60litrovému sporáku. Je snadné zjistit, že odpor ohřívače pece by měl být R=U/I\u003d 220 V / 27,3 A \u003d 8,06 Ohm. Proto ve velmi obecný pohled schéma zapojení pece bude vypadat takto:

Topné těleso s odporem 8,06 ohmů by mělo přenášet proud 27,3 A

Třífázová trouba bude vyžadovat tři stejné topné okruhy: na obrázku - nejběžnější elektrický obvod 200 litrů.

Výkon 200litrové trouby musí být rovnoměrně rozložen na 3 okruhy - A, B a C.

Ale každý ohřívač může být zapnut buď mezi fází a nulou, nebo mezi dvěma fázemi. V prvním případě bude na koncích každého topného okruhu 220 voltů a jeho odpor bude R=U/I\u003d 220 V / 18,2 A \u003d 12,08 Ohm. V druhém případě bude na koncích každého topného okruhu 380 voltů. Pro získání výkonu 4 kW je nutné, aby proud byl I=P/U= 4000/380 = 10,5 ampér, tzn. odpor by měl být R=U/I\u003d 380 V / 10,5 A \u003d 36,19 Ohm. Tyto možnosti připojení se nazývají "hvězda" a "trojúhelník". Jak je vidět z hodnot požadovaného odporu, nebude fungovat jednoduše změnit napájecí obvod z hvězdy (topné články 12,08 Ohm) na trojúhelník (topné články 36,19 Ohm) - v každém případě potřebujete vlastní ohřívače.

Ve schématu "hvězda" každý topný okruh
přepnuto mezi fází a nulou pro napětí 220 voltů. Každým topným tělesem s odporem 12,08 Ohm protéká proud 18,2 A. Vodičem N neteče žádný proud.

Ve schématu "delta" každý topný okruh
zapojeny mezi dvě fáze pro napětí 380 voltů. Proud 10,5 A protéká každým ohřívačem s odporem 36,19 Ohm. Proud 18,2 A protéká bodem připojení vodiče A1 k automatickému napájení (bod A), takže 380 x 10,5 \u003d 220 x 18,2 \u003d 4 kilowatty! Podobně s linkami B1 - B a C1 - C.

Domácí práce. Ve 200litrové láhvi byla hvězda. Odpor každého obvodu je 12,08 ohmů. Jaký bude výkon pece, pokud jsou tato topidla zapojena do trojúhelníku?

Limitní zatížení drátových ohřívačů (Kh23Yu5T).

Úplné vítězství! Známe odpor ohřívače! Zbývá jen odvinout kus drátu požadované délky. Nenechme se unavovat výpočty s měrným odporem – vše je již dávno spočítáno s dostatečnou přesností pro praktické potřeby.

Pro 60litrovou pec potřebujete 8,06 Ohmů, vybereme jeden a půl a zjistíme, že požadovaný odpor dá pouhých 10 metrů drátu, který bude vážit pouhých 140 gramů! Úžasný výsledek! Znovu zkontrolujeme: 10 metrů drátu o průměru 1,5 mm má odpor 10 x 0,815 = 8,15 ohmů. Proud při 220 voltech bude 220/8,15 = 27 ampérů. Výkon bude 220 x 27 = 5940 wattů = 5,9 kW. Chtěli jsme 6 kW. Nikde neudělali chybu, jediné, co je alarmující, je, že takové pece neexistují ...

Osamělý rozžhavený ohřívač v 60litrové troubě.

Ohřívač je velmi malý. Takový pocit vzniká při zvažování výše uvedeného obrázku. My se ale zabýváme výpočty, ne filozofií, takže od senzací přejdeme k číslům. Čísla říkají následující: 10 lineárních metrů drátu o průměru 1,5 mm má plochu S = L x d x pí = 1000 x 0,15 x 3,14 = 471 m2 cm.Z této plochy (a kde jinde?) je vyzařováno do objemu pece 5,9 kW, tzn. na 1 čtvereční cm plochy odpovídá vyzářenému výkonu 12,5 wattu. Pomineme-li detaily, upozorníme na to, že topidlo musí být zahřáto na enormní teplotu, než teplota v peci výrazně stoupne.

Přehřátí ohřívače je dáno hodnotou tzv. plošného zatížení p, kterou jsme vypočítali výše. V praxi existují mezní hodnoty pro každý typ ohřívače p v závislosti na materiálu ohřívače, průměru a teplotě. S dobrou aproximací pro drát z domácí slitiny X23Yu5T libovolného průměru (1,5-4 mm) můžete použít hodnotu 1,4-1,6 W / cm 2 pro teplotu 1200-1250 o C.

Fyzikálně může být přehřátí spojeno s teplotním rozdílem na povrchu drátu a uvnitř něj. Teplo se uvolňuje v celém objemu, takže čím vyšší je plošné zatížení, tím více se budou tyto teploty lišit. Když je povrchová teplota blízká mezní provozní teplotě, může se teplota v jádru drátu přiblížit bodu tání.

Je-li pec navržena pro nízké teploty, lze volit větší plošné zatížení, např. 2 - 2,5 W / cm 2 pro 1000 o C. Zde lze smutnou poznámku: pravý kanthal (jedná se o originální slitinu, tzv. jehož analogem je ruský fechral X23Yu5T) umožňuje p až 2,5 při 1250 o C. Tento kanthal vyrábí švédská firma Kanthal.

Vraťme se k naší 60litrové nádrži a vybereme ze stolu silnější drát – dvojku. Je jasné, že dvojky budou muset vzít 8,06 Ohm / 0,459 Ohm / m = 17,6 metru a už budou vážit 440 gramů. Uvažujeme plošné zatížení: p\u003d 6000 W / (1760 x 0,2 x 3,14) cm2 \u003d 5,43 W / cm2. Mnoho. Za drát o průměru 2,5 mm získáte 27,5 metru a p= 2,78. Pro trojku - 39 metrů, 2,2 kilogramu a p= 1,66. Konečně.

Nyní budeme muset namotat 39 metrů trojky (pokud praskne, začít znovu navíjet). Ale můžete použít DVA topidla zapojená paralelně. Odpor každého by přirozeně již neměl být 8,06 Ohm, ale dvojnásobek. Proto za dvojku získáte dva ohřívače 17,6 x 2 \u003d 35,2 m, každý bude mít výkon 3 kW a povrchové zatížení bude 3000 W / (3520 x 0,2 x 3,14) cm 2 \u003d 1, 36 W/cm2. A váha je 1,7 kg. Ušetřeno půl kila. Celkem jsme získali spoustu závitů, které lze rovnoměrně rozložit po všech stěnách pece.

Dobře rozmístěná topidla v 60litrové troubě.

Příklad výpočtu pro troubu o objemu 200 litrů.

Nyní, když jsou známé základní principy, ukážeme si, jak se používají při výpočtu skutečné 200 litrové trouby. Všechny fáze výpočtu lze samozřejmě formalizovat a zapsat do jednoduchého programu, který udělá téměř vše sám.

Nakreslíme naši pec "v zátahu". Zdá se, že se na to díváme shora, uprostřed - pod, po stranách stěny. Vypočítáme plochy všech stěn, abychom později, v poměru k ploše, zorganizovali dodávku tepla.

"Skenování" 200litrové trouby.

Již víme, že při zapojení do hvězdy musí v každé fázi protékat proud 18,2A. Z výše uvedené tabulky o proudových limitech vyplývá, že pro vodič o průměru 2,5 mm můžete použít jeden topný článek (mezní proud 20,7 A) a pro vodič 2,0 mm je třeba použít dva články zapojené v paralelně (protože mezní proud je pouze 14,8A), celkem jich bude v peci 3 x 2 = 6.

Podle Ohmova zákona vypočítáme požadovaný odpor ohřívačů. Pro průměr drátu 2,5 mm R\u003d 220 / 18,2 \u003d 12,09 ohmů nebo 12,09 / 0,294 \u003d 41,1 metru. Bude zapotřebí 3 takových ohřívačů, každý přibližně 480 otáček, pokud je navinut na 25 mm trn. Celková váha drát bude (41,1 x 3) / 25 = 4,9 kg.

U drátu 2,0 mm jsou v každé fázi dva paralelní prvky, takže odpor každého by měl být dvakrát větší - 24,18 Ohm. Délka každého bude 24,18 / 0,459 = 52,7 metru. Každý prvek bude mít 610 závitů se stejným vinutím. Celková hmotnost všech 6 topných těles (52,7 x 6) / 40 = 7,9 kg.

Nic nám nebrání libovolnou spirálu rozdělit na více kusů, které se pak spojí do série. za co? Za prvé, pro snadnou instalaci. Za druhé, pokud selže čtvrtina ohřívače, bude potřeba vyměnit pouze tuto čtvrtinu. Stejně tak se nikdo neobtěžuje dát do trouby celou spirálku. Pak budou dveře vyžadovat samostatnou spirálu a my v případě průměru 2,5 mm máme pouze tři ...

Dali jsme jednu fázi drátu 2,5 mm. Ohřívač byl rozdělen do 8 nezávislých krátkých cívek, všechny zapojené do série.

Když položíme všechny tři fáze stejným způsobem (viz obrázek níže), bude jasné následující. Zapomněli jsme na podložku! A zabírá 13,5 % plochy. Kromě toho jsou spirály v nebezpečné elektrické blízkosti navzájem. Nebezpečná je zejména blízkost spirálek na levé stěně, kde je mezi nimi napětí 220 voltů (fáze - nula - fáze - nula ...). Pokud se kvůli něčemu sousední spirály levé stěny vzájemně dotýkají, nelze se vyhnout velkému zkratu. Nabízíme nezávislou optimalizaci umístění a připojení spirál.

Všechny fáze jsou nastaveny.

V případě, že se rozhodneme použít dvojku, je schéma uvedeno níže. Každý prvek o délce 52,7 metru je rozdělen do 4 po sobě jdoucích spirál po 610 / 4 = 152 otáčkách (navíjení na trnu 25 mm).

Možnost umístění topných těles v případě drátu 2,0 mm.

Vlastnosti vinutí, instalace, provoz.

Drát je vhodný v tom, že může být navinut do spirály a poté může být spirála natažena, jak je to vhodné. Předpokládá se, že průměr vinutí by měl být více než 6-8 průměrů drátu. Optimální rozteč mezi závity je 2-2,5 průměru drátu. Cívku je ale nutné navinout na cívku: natažení spirálky je velmi snadné, stlačování je mnohem obtížnější.

Silný drát se může během navíjení zlomit. Zklamáním je zejména to, že z 200 závitů zbývá navinout 5. Ideální je navíjet na soustruhu při velmi pomalé rychlosti otáčení trnu. Slitina Kh23Yu5T se vyrábí temperovaná a nekalená. Ten praská obzvlášť často, takže pokud máte na výběr, nezapomeňte si koupit drát uvolněný pro navíjení.

Kolik otáček je potřeba? I přes jednoduchost otázky není odpověď jednoznačná. Za prvé není přesně znám průměr trnu a následně ani průměr jedné otáčky. Za druhé, je jistě známo, že průměr drátu se po délce mírně mění, takže se bude lišit i odpor spirály. Za třetí, měrný odpor slitiny konkrétní tavby se může lišit od referenční. V praxi se spirála navine o 5-10 závitů více, než je vypočteno, poté se změří její odpor - VELMI PŘESNÝM zařízením, kterému lze věřit, a ne mýdlovou krabičkou. Zejména se musíte ujistit, že u zkratovaných sond zařízení ukazuje nulu, nebo číslo v řádu 0,02 Ohm, které bude potřeba odečíst od naměřené hodnoty. Při měření odporu je spirála mírně natažena, aby se eliminoval vliv mezizávitových zkratů. Extra cívky se ukousnou.

Nejlepší je umístit spirálu do pece na mullitovo-křemičitou trubici (MKR). Pro průměr návinu 25 mm je vhodná dutinka o vnějším průměru 20 mm, pro průměr návinu 35 mm - 30 - 32 mm.

Je dobré, když je trouba vyhřívaná rovnoměrně z pěti stran (čtyři stěny + spodní). Na topeništi musí být soustředěn významný výkon, např. 20 -25% z celkového vypočteného výkonu pece. Tím se kompenzuje nasávání studeného vzduchu zvenčí.

Bohužel stále nelze dosáhnout absolutní rovnoměrnosti ohřevu. Můžete se k němu přiblížit pomocí ventilačních systémů s NIŽŠÍM odvodem vzduchu z pece.

Během prvního ohřevu nebo dokonce prvních dvou nebo tří ohřevů se na povrchu drátu tvoří vodní kámen. Nesmíme zapomenout odstranit jak z topidel (kartáčem), tak z povrchu desek, cihel atp. Vodní kámen je zvláště nebezpečný, pokud spirála jednoduše leží na cihlách: oxidy železa s hlinitokřemičitany při vysokých teplotách (ohřívač je jeden milimetr!) Tvoří tavitelné sloučeniny, díky nimž může ohřívač vyhořet.

Budete potřebovat

• Spirála, třmen, pravítko. Je nutné znát materiál spirály, hodnoty proudu I a napětí U, při kterých bude spirála pracovat a z jakého materiálu je vyrobena.

Návod

Zjistěte, jaký odpor R by měla mít vaše cívka. K tomu použijte Ohmův zákon a dosaďte hodnotu proudu I v obvodu a napětí U na koncích spirály do vzorce R = U / I.

Pomocí referenční knihy určete elektrický odpor materiálu ρ, ze kterého bude spirála vyrobena. ρ musí být vyjádřen v Ohm m. Pokud je hodnota ρ v referenční knize uvedena v Ohm mm² / m, vynásobte ji 0,000001. Například: měrný odpor mědi ρ = ​​0,0175 Ohm mm² / m, po přepočtu na SI máme ρ = 0,0175 0,000001=0,0000000175 Ohm m.

Zjistěte délku drátu pomocí vzorce: Lₒ=R S/ρ.

Změřte libovolnou délku l na spirále pomocí pravítka (například: l \u003d 10 cm \u003d 0,1 m). Spočítejte počet závitů n přicházejících k této délce. Určete stoupání šroubovice H=l/n nebo jej změřte posuvným měřítkem.

Zjistěte, kolik závitů N lze udělat z drátu délky Lₒ: N= Lₒ/(πD+H).

Najděte délku samotné spirály pomocí vzorce: L \u003d Lₒ / N.

Spirálový šátek se také nazývá boa šátek, vlnový šátek. Hlavní věc zde není vůbec typ příze, ne vzor pletení a ne barvy hotového výrobku, ale technika provedení a originalita modelu. Spirálová šála ztělesňuje slavnost, nádheru, slavnost. Vypadá jako elegantní krajkový jabot, exotické boa a obyčejný, ale velmi originální šátek.

Jak uplést spirálový šátek s pletacími jehlicemi

Chcete-li uplést spirálový šátek, vytočte na pletacích jehlicích 24 smyček a upletete 1. řadu:
- 1 okrajová smyčka;
- 11 obličejových;
- 12 smyček obruby.

Kvalita a barva příze pro tento spirálový šátek je na vás.

1. řada: nejprve 1 krajová smyčka, pak 1 příze přes, pak 1 přední smyčka, poté 1 příze přes a 8 předních smyček. Odstraňte jednu na pravé pletací jehlici jako obrubu, vytáhněte nit mezi pletacími jehlami dopředu. Vraťte odstraněnou smyčku na levou pletací jehlu, vytáhněte nit mezi pletacími jehlami zpět (v tomto případě se smyčka ukáže jako zabalená nit). Práci otočte a upletete 12 ok obrace.

2. řada: Nejprve upleteme 1 krajové oko, poté 1 příze, poté upleteme 3 oka, upleteme 1 přízi a upleteme 6 ok. Odstraňte jednu na pravé pletací jehlici jako obrubu, vytáhněte nit mezi pletacími jehlami dopředu. Dále vraťte smyčku na levou pletací jehlici, stáhněte nit mezi pletacími jehlicemi zpět, poté práci otočte a upletete 12 obručí.

3. řada: upleteme 1 krajové očko, pak pleteme 2 k sobě, pak 1 pleteme, pak pleteme 2 k sobě a pleteme 4. Jednu navlékněte na pravou jehlu jako obrubu, vytáhněte nit mezi jehlami dopředu, vraťte smyčku na levou jehlu a poté nit mezi jehlami vytáhněte zpět. Poté práci otočte a upletete 8 smyček z obruby.

4. řada: Pleteme 1 lem, pak 3 pleteme k sobě, pak pleteme 4, *omotané oko zespodu stáhneme a pleteme k další pletenině, pleteme 1* (opakujeme od * do * 3x). Aniž byste práci otočili, svažte nesprávné smyčky.

Tímto způsobem upleťte spirálový šátek na požadovanou délku v blocích z těchto 4 řad.

Téměř všechny ženy čelí problému antikoncepce. Jednou ze spolehlivých a osvědčených metod je i dnes stále žádané nitroděložní tělísko.

Typy spirál

Nitroděložní tělíska jsou vyrobena z plastu a dodávají se ve dvou variantách: tělíska obsahující měď (stříbro) a tělíska obsahující hormony. Jejich velikost je 3X4 cm Volba metody antikoncepce a samotné spirálky probíhá na domluvě s gynekologem. Neměli byste to dělat sami. Intrauterinní tělísko instaluje gynekolog během menstruace. Je malé velikosti a připomíná tvar písmene T.

Měděná spirála je vyrobena z měděného drátu. Jeho rysem je schopnost působit na dělohu tak, že se na ni vajíčko nemůže uchytit. To je usnadněno dvěma měděnými anténami.

Hormonální spirála má nádobu, která obsahuje progestin. Tento hormon zabraňuje nástupu ovulace. V případě použití hormonálního nitroděložního tělíska spermie nemohou oplodnit vajíčko. Jak ženy poznamenávají, při použití takové spirály se menstruace stává vzácnější a méně bolestivou. To však neškodí, protože je spojeno s působením hormonů, které jsou uvnitř spirály. Gynekologové doporučují ženám trpícím bolestivou menstruací instalovat hormonální spirálu.

Výběr spirály

Gynekologická nitroděložní tělíska existují v různých značkách, domácích i zahraničních. Kromě toho se jejich cena může lišit od 250 rublů do několika tisíc. Ovlivňuje to mnoho faktorů.

Spirála Juno Bio je mezi ruskými ženami docela oblíbená. Zaujme především nízkou cenou. Nízká účinnost této spirály však s sebou nese vysoké riziko otěhotnění.
Nitroděložní tělísko Mirena se osvědčilo, ale patří k nejdražším ve své řadě. Použití nitroděložního tělíska je přitom považováno za nejlevnější a cenově nejdostupnější typ antikoncepce.

Toto je hormonální spirála. Její výrobci slibují, že spirálka Mirena se v děloze méně posune nebo vypadne. To vede k nástupu těhotenství, proto se pacientkám doporučuje pravidelně kontrolovat přítomnost intrauterinní antikoncepce na správném místě.

Standardní napětí v domácím zdroji U=220V. Síla proudu je omezena pojistkami v elektrickém panelu a obvykle se rovná I \u003d 16A.

Prameny:

• Tabulky fyzikálních veličin, I.K. Kikoin, 1976
• vzorec délky spirály

Elektrická páječka je ruční nástroj určený ke spojování dílů pomocí měkkých pájek, zahřátím pájky do tekutého stavu a vyplněním mezery mezi pájenými díly.

Elektrické páječky jsou k dispozici pro síťové napětí 12, 24, 36, 42 a 220 V a má to své důvody. Hlavní věc je bezpečnost lidí, druhá je síťové napětí na místě pájecí práce. Ve výrobě, kde je všechna zařízení uzemněna a je vysoká vlhkost, je povoleno používat páječky s napětím nejvýše 36 V, přičemž tělo páječky musí být uzemněno. Palubní síť motocyklu má stejnosměrné napětí 6 V, osobního automobilu - 12 V, nákladního automobilu - 24 V. V letectví se používá síť o frekvenci 400 Hz a napětí 27 V. Existují také konstrukční omezení, např. těžko vyrobit 12W páječku na napájecí napětí 220V, jelikož spirálku bude potřeba namotat z velmi tenkého drátu a tím pádem bude navinuto mnoho vrstev, páječka se bude otáčet být velký, nevhodný pro malou práci. Vzhledem k tomu, že vinutí páječky je navinuté z nichromového drátu, lze ji napájet střídavým i konstantním napětím. Hlavní věc je, že napájecí napětí odpovídá napětí, pro které je páječka navržena.

Výkonové elektrické páječky jsou 12, 20, 40, 60, 100 W a více. A ani to není náhodné. Aby se pájka při pájení dobře rozprostřela po plochách pájených dílů, je potřeba je zahřát na teplotu o něco vyšší, než je bod tání pájky. Při kontaktu s dílem se teplo přenáší z hrotu na díl a teplota hrotu klesá. Pokud průměr hrotu páječky není dostatečný nebo je výkon topného článku nízký, pak se hrot po vydání tepla nebude moci zahřát na nastavenou teplotu a nebude možné pájet. V nejlepším případě získáte uvolněnou a ne silnou pájku. Výkonnější páječka dokáže pájet drobné díly, ale je zde problém s nepřístupností k pájecímu bodu. Jak např. zapájet tištěný spoj mikroobvod s roztečí nohou 1,25 mm s hrotem páječky o velikosti 5 mm? Je pravda, že existuje cesta ven, několik závitů měděného drátu o průměru 1 mm je navinuto na takové bodnutí a připájeno ke konci tohoto drátu. Ale objemnost páječky tuto práci téměř znemožňuje. Je tu ještě jedno omezení. S vysokým výkonem páječka rychle zahřeje prvek a mnoho rádiových komponent neumožňuje ohřev nad 70 ° C, a proto, přípustná doba jejich pájení není delší než 3 sekundy. Jedná se o diody, tranzistory, mikroobvody.

Zařízení pro páječku

Páječka je červená měděná tyčinka, která se zahřívá nichromovou spirálou na teplotu tání pájky. Tyč páječky je vyrobena z mědi kvůli vysoké tepelné vodivosti. Při pájení je totiž potřeba rychle přenést teplo na hrot páječky z topného tělesa. Konec tyče má klínový tvar, je pracovní částí páječky a nazývá se žihadlo. Tyč se vkládá do ocelové trubky obalené slídou nebo sklolaminátem. Slída je navinutá nichromovým drátem, který slouží jako topné těleso.

Na nichrom je navinuta vrstva slídy nebo azbestu, která slouží ke snížení tepelných ztrát a elektrické izolaci nichromové spirálky od kovového těla páječky.

Konce nichromové spirály jsou spojeny s měděnými vodiči elektrického kabelu se zástrčkou na konci. Pro zajištění spolehlivosti tohoto spojení jsou konce nichromové spirály ohnuté a přeložené na polovinu, což snižuje zahřívání na křižovatce s měděný drát. Navíc je spoj krimpován kovovou destičkou, nejlépe je krimpovat hliníkovou destičkou, která má vysokou tepelnou vodivost a bude efektivněji odvádět teplo z přechodu. Pro elektrickou izolaci se na spoj nasazují trubky z tepelně odolného izolačního materiálu, sklolaminátu nebo slídy.

Měděná tyč a nichromová spirála jsou uzavřeny kovovým pouzdrem sestávajícím ze dvou polovin nebo pevné trubky, jako na fotografii. Tělo páječky na trubici je upevněno kloboučkovými kroužky. K ochraně ruky člověka před popálením je na trubce namontována rukojeť z materiálu, který špatně vidí teplo, dřevo nebo žáruvzdorný plast.

Po zasunutí zástrčky páječky do zásuvky proudí elektrický proud do nichromového topného tělesa, které se zahřívá a předává teplo měděné tyči. Páječka je připravena k pájení.

Nízkoenergetické tranzistory, diody, rezistory, kondenzátory, mikroobvody a tenké dráty jsou pájeny 12W páječkou. Páječky 40 a 60 W se používají pro pájení výkonných a velkých rádiových součástek, silných vodičů a malé části. Pro pájení velkých dílů, například plynových sloupcových výměníků tepla, budete potřebovat páječku s výkonem sto nebo více wattů.

Jak můžete vidět na obrázku, elektrický obvod páječky je velmi jednoduchý a skládá se pouze ze tří prvků: zástrčky, ohebného elektrického drátu a nichromové spirály.

Jak je patrné ze schématu, páječka nemá možnost upravit teplotu ohřevu hrotu. A i když je výkon páječky zvolen správně, stále není pravdou, že pro pájení bude vyžadována teplota hrotu, protože délka hrotu se v průběhu času snižuje díky jeho neustálému doplňování, pájky mají také různé teploty tání. Pro udržení optimální teploty hrotu páječky je proto nutné jej připojit přes tyristorové regulátory výkonu s ručním nastavením a automatická údržba teplota hrotu páječky.

Výpočet a oprava topného vinutí páječky

Při opravě nebo při vlastní výrobě elektrické páječky nebo jiného topného zařízení musíte navinout topné vinutí z nichromového drátu. Výchozím údajem pro výpočet a výběr drátu je odpor vinutí páječky nebo ohřívače, který se určuje na základě jeho výkonu a napájecího napětí. Jaký by měl být odpor vinutí páječky nebo ohřívače, můžete vypočítat pomocí tabulky.