Az elektromos fűtőelemeket háztartási és ipari berendezésekben használják. A különféle fűtőelemek használata mindenki számára ismert. Ezek különféle kivitelű elektromos tűzhelyek, sütők és sütők, elektromos kávéfőzők, elektromos vízforralók és melegítők.
A gyakrabban emlegetett elektromos vízmelegítők fűtőelemeket is tartalmaznak. Számos fűtőelem alapja egy nagy elektromos ellenállású huzal. És leggyakrabban ez a vezeték nikrómból készül.
Nyitott nikróm hélix
A legrégebbi fűtőelem talán a szokásos nikróm tekercs. Réges-régen házi készítésű villanytűzhelyek, vízforraló és kecskebojlerek voltak használatban. A gyártás során „megfogható” nikrómhuzal kéznél nem okozott gondot a szükséges teljesítményű spirál elkészítése.
A szükséges hosszúságú huzal végét behelyezzük a csavarkulcs bevágásába, magát a huzalt pedig két fahasáb közé vezetjük. A satut úgy kell befogni, hogy a teljes szerkezet az ábrán látható módon rögzítve legyen. A szorítóerőnek olyannak kell lennie, hogy a huzal bizonyos erővel áthaladjon a rudakon. Ha a szorítóerő nagy, akkor a huzal egyszerűen eltörik.
1. ábra Nikróm spirál tekercselése
A gomb elforgatásával a huzalt áthúzzák a farudakon, és óvatosan, tekercsről tekercsre ráhelyezik egy fémrúdra. A villanyszerelők arzenáljában egy egész gombsor volt különböző átmérőjű 1,5-10 mm, ami lehetővé tette a spirálok tekercselését minden alkalomra.
Tudták, hogy mekkora átmérőjű a huzal, és milyen hosszúság szükséges a szükséges teljesítményű spirál feltekeréséhez. Ezek mágikus számok továbbra is megtalálható az interneten. A 2. ábrán egy táblázat látható, amely különböző kapacitású spirálok adatait mutatja 220 V tápfeszültség mellett.
2. ábra Az elektromos spirál számítása fűtőelem(kattints a képre a nagyításhoz)
Itt minden egyszerű és világos. A szükséges teljesítmény és a rendelkezésre álló nikrómhuzal átmérőjének kérése után már csak egy kívánt hosszúságú darabot kell levágni és egy megfelelő átmérőjű tüskére feltekerni. Ebben az esetben a kapott spirál hosszát a táblázat tartalmazza. De mi van akkor, ha van egy vezeték, amelynek átmérője nincs feltüntetve a táblázatban? Ebben az esetben a spirált egyszerűen ki kell számítani.
Ha szükséges, a spirál kiszámítása meglehetősen egyszerű. Példaként egy 0,45 mm átmérőjű nikrómhuzalból készült spirál számítását adjuk meg (a táblázatban nincs ilyen átmérő), 600 W teljesítménnyel, 220 V feszültség mellett. Minden számítás Ohm törvénye szerint történik.
Hogyan lehet az erősítőket wattra és fordítva, wattokat erősítőkké alakítani:
I = P/U = 600/220 = 2,72A
Ehhez elég az adott teljesítményt elosztani a feszültséggel, és megkapni a spirálon áthaladó áram mennyiségét. A teljesítmény wattban, a feszültség voltban, az eredmény amperben. Mindezt az SI rendszer szerint.
Az R=ρ*L/S vezető ellenállásának kiszámítási képlete,
ahol ρ a vezető fajlagos ellenállása (nikróm esetén 1,0÷1,2 Ohm.mm2/m), L a vezető hossza méterben, S a vezető keresztmetszete négyzetmilliméterben. Egy 0,45 mm átmérőjű vezetéknél a keresztmetszet 0,159 mm2 lesz.
Ezért L = S * R / ρ = 0,159 * 81 / 1,1 = 1170 mm, vagy 11,7 m.
Általánosságban elmondható, hogy a számítás nem olyan bonyolult. Igen, valójában egy spirál gyártása nem olyan nehéz, ami kétségtelenül a közönséges nikróm spirálok előnye. Ezt az előnyt azonban számos, a nyitott spirálban rejlő hátrány fedezi.
Először is, ez egy meglehetősen magas fűtési hőmérséklet - 700 ... 800 ˚C. A felfűtött tekercs halvány vörösen világít, véletlenül érintkezve égési sérülést okozhat. Ezenkívül áramütést is okozhat. A vörösen izzó spirál kiégeti a levegő oxigénjét, magához vonzza a porszemcséket, amelyek kiégve nagyon kellemetlen szagot adnak.
De a nyitott spirálok fő hátránya a magas tűzveszélyesség. Ezért a tűzoltóság egyszerűen megtiltja a nyitott tekercses fűtőtestek használatát. Ezek a fűtőtestek mindenekelőtt az úgynevezett "kecskéket" tartalmazzák, amelyek kialakítását a 3. ábra mutatja.
3. ábra Házi készítésű melegítő "kecske"
Itt egy ilyen vad "kecske" derült ki: szándékosan hanyagul, egyszerűen, sőt nagyon rosszul készült. Az ilyen fűtőberendezéssel ellátott tűznek nem kell sokáig várnia. Egy ilyen fűtőberendezés fejlettebb kialakítása a 4. ábrán látható.
4. ábra "Kecske" haza
Jól látható, hogy a spirál fém burkolattal van lezárva, ez akadályozza meg a felhevült áramvezető részek érintését. Egy ilyen eszköz tűzveszélye sokkal kisebb, mint az előző ábrán látható.
Egyszer régen a Szovjetunióban gyártottak reflektoros fűtőelemeket. A nikkelezett reflektor közepén kerámiapatron kapott helyet, amibe, mint egy E27-es talpú izzóba, egy 500W-os fűtőtest volt csavarva. Az ilyen reflektorok tűzveszélye is nagyon magas. Nos, akkoriban valahogy nem gondolták, hogy az ilyen fűtőtestek használata mire vezethet.
5. ábra Reflektor típusú fűtés
Nyilvánvaló, hogy a különféle nyitott hőcserélős fűtőtestek a tűzvédelmi felügyelőség előírásaival ellentétben csak éber felügyelet mellett használhatók: ha elhagyja a helyiséget - kapcsolja ki a fűtést! Még jobb, ha abbahagyja az ilyen típusú fűtőberendezések használatát.
Zárt tekercses fűtőelemek
A nyitott tekercs megszabadulása érdekében feltalálták a cső alakú elektromos fűtőberendezéseket - TEN-eket. A fűtőelem kialakítása a 6. ábrán látható.
6. ábra A fűtőelem kialakítása
Az 1 nikróm spirál egy vékony falú fémcső 2 belsejében van elrejtve. A spirált a 3 töltőanyag választja el a csőtől, nagy hővezető képességgel és nagy elektromos ellenállással. A leggyakrabban használt töltőanyag a periklasz (magnézium-oxid MgO kristályos keveréke, néha más oxidok szennyeződéseivel).
A szigetelőanyaggal való feltöltést követően a csövet préselik, és nagy nyomás alatt a periklász monolittá alakul. Egy ilyen művelet után a spirál mereven rögzítve van, ezért elektromos érintkezés a testtel - a cső teljesen kizárt. A kialakítás olyan erős, hogy bármely fűtőelem hajlítható, ha a fűtőtest kialakítása ezt megkívánja. Egyes fűtőelemek nagyon furcsa alakúak.
A spirál a 4 fémkapcsokhoz csatlakozik, amelyek az 5 szigetelőkön keresztül mennek ki. A vezetékek a 4 kivezetések menetes végeihez csatlakoznak anyák és alátétek segítségével 7. A fűtőelemek rögzítése a készülékházban történik. anyák és alátétek 6 segítségével, szükség esetén biztosítva a csatlakozás tömítettségét.
A működési feltételektől függően egy ilyen kialakítás meglehetősen megbízható és tartós. Ez vezetett a fűtőelemek igen elterjedt használatához a különféle célú és kivitelű eszközökben.
A működési feltételek szerint a fűtőelemek két nagy csoportra oszthatók: levegő és víz. De ez csak egy név. Valójában a légfűtőelemeket úgy tervezték, hogy különféle gáznemű közegekben működjenek. Még a közönséges légköri levegő is több gáz keveréke: oxigén, nitrogén, szén-dioxid, még argon, neon, kripton stb.
A levegő környezete nagyon változatos. Lehet nyugodt légköri levegő vagy akár másodpercenként több méteres sebességgel mozgó légáram, mint a ventilátoros fűtőberendezésekben vagy a hőlégfúvókban.
A fűtőelem héjának fűtése elérheti a 450 ˚C-ot és még többet is. Ezért a külső cső alakú héj gyártásához különféle anyagok. Lehet közönséges szénacél, rozsdamentes acél vagy magas hőmérsékletű, hőálló acél. Minden a környezettől függ.
A hőátadás javítása érdekében egyes fűtőelemek csöveken lévő bordákkal vannak feltekerve fémszalag formájában. Az ilyen fűtőtesteket uszonyosnak nevezik. Az ilyen elemek használata a legmegfelelőbb mozgó levegős környezetben, például ventilátoros fűtőberendezésekben és hőlégfúvókban.
A vízmelegítő elemeket sem feltétlenül vízben használják, ez a különféle folyékony közegek általános neve. Ez lehet olaj, fűtőolaj és akár különféle agresszív folyadékok is. Folyékony fűtőelemek, lepárlók, elektromos sótalanító berendezések tengervízés egyszerűen titánokban ivóvíz forralásához.
A víz hővezető képessége és hőkapacitása sokkal nagyobb, mint a levegőé és más gáznemű közegeké, ami a levegő környezetéhez képest jobb, gyorsabb hőelvonást biztosít a fűtőelemből. Ezért azonos elektromos teljesítmény mellett a vízmelegítő kisebb geometriai méretekkel rendelkezik.
Itt adhat egy egyszerű példát: amikor vizet forral egy közönséges elektromos vízforralóban, a fűtőelem vörösen felmelegedhet, majd lyukakká éghet ki. Ugyanez a kép figyelhető meg a szokásos kazánoknál, amelyeket arra terveztek, hogy vizet forraljanak egy pohárban vagy egy vödörben.
Az adott példa jól mutatja, hogy a vízmelegítőket soha nem szabad levegős környezetben dolgozni. A légmelegítőkkel víz melegíthető, de csak sokáig kell várni, amíg a víz felforr.
A működés közben képződő vízkőréteg nem tesz jót a vízmelegítőknek. A vízkő általában porózus szerkezetű, és hővezető képessége alacsony. Ezért a spirál által termelt hő nem megy jól a folyadékba, hanem maga a spirál a fűtőtestben nagyon magas hőmérsékletre melegszik fel, ami előbb-utóbb a kiégéséhez vezet.
Ennek elkerülése érdekében célszerű a fűtőelemeket időszakonként különböző vegyszerekkel megtisztítani. A tévéreklámok például a Calgont ajánlják a mosógép fűtőberendezéseinek védelmére. Bár sok különböző vélemény létezik erről az eszközről.
Hogyan lehet megszabadulni a vízkőtől
A kémiai vízkő elleni szerek mellett különféle eszközök. Először is ezek mágneses vízátalakítók. Erőteljes mágneses térben a "kemény" sók kristályai megváltoztatják szerkezetüket, pelyhekké alakulnak, kisebbek lesznek. Az ilyen pelyhekből a vízkő kevésbé aktívan képződik, a pelyhek nagy részét egyszerűen lemossák egy vízsugárral. Így érhető el a fűtőtestek és csővezetékek vízkő elleni védelme. A mágneses szűrőket-konvertereket sok külföldi cég gyártja, Oroszországban is vannak ilyen cégek. Az ilyen szűrők hornyos és felső típusban kaphatók.
Elektronikus vízlágyítók
V Utóbbi időben Az elektronikus vízlágyítók egyre népszerűbbek. Külsőleg minden nagyon egyszerűnek tűnik. A csőre egy kis doboz van felszerelve, amelyből antennavezetékek jönnek ki. A vezetékeket a cső köré tekerik, anélkül, hogy le kellene húzni a festéket. A készüléket bármely hozzáférhető helyre telepítheti a 7. ábrán látható módon.
7. ábra Elektronikus vízlágyító
A készülék csatlakoztatásához csak egy 220 V-os aljzat szükséges. A készüléket hosszú ideig tartó bekapcsolásra tervezték, nem kell időszakonként kikapcsolni, mert kikapcsolása esetén a víz ismét kemény lesz, újra vízkő képződik.
A készülék működési elve az ultrahangfrekvenciás tartományban az 50 kHz-ig terjedő rezgések kibocsátására redukálódik. Az oszcilláció frekvenciáját a készülék vezérlőpanelje szabályozza. A kibocsátások másodpercenként többszörösen csomagokban keletkeznek, ami a beépített mikrokontroller segítségével érhető el. A rezgési teljesítmény kicsi, ezért az ilyen eszközök nem jelentenek veszélyt az emberi egészségre.
Nagyon könnyű meghatározni az ilyen eszközök telepítésének megvalósíthatóságát. Minden azon múlik, hogy meghatározzuk, milyen keményen folyik a víz kifolyócső. Még csak „elképesztő” eszközökre sincs szükség: ha mosás után a bőr kiszárad, vízcseppek csempe fehér foltok jelennek meg, vízkő jelenik meg a vízforralóban, a mosógép lassabban törlődik, mint a működés kezdetén - a csapból határozottan kemény víz folyik. Mindez a fűtőelemek, következésképpen a vízforralók vagy a mosógépek meghibásodásához vezethet.
A kemény víz nem oldja fel a különböző tisztítószerek- a közönséges szappantól a divatos mosóporokig. Emiatt több port kell beletenni, de ez nem sokat segít, mivel keménységű sókristályok maradnak meg az anyagokban, a mosás minősége hagy kívánnivalót maga után. A vízkeménység felsorolt jelei ékesszólóan jelzik, hogy vízlágyítókat kell beszerelni.
Fűtőelemek csatlakoztatása és ellenőrzése
A fűtőelem csatlakoztatásakor megfelelő keresztmetszetű vezetéket kell használni. Minden a fűtőtesten átfolyó áramtól függ. Leggyakrabban két paraméter ismert. Ez magának a fűtőelemnek a teljesítménye és a tápfeszültség. Az áramerősség meghatározásához elegendő a teljesítményt elosztani a tápfeszültséggel.
Egy egyszerű példa. Legyen egy 1 kW (1000 W) teljesítményű fűtőelem 220 V tápfeszültséghez. Egy ilyen melegítőnél kiderül, hogy az áram lesz
I \u003d P / U \u003d 1000/220 \u003d 4.545A.
A PUE-ban közzétett táblázatok szerint ilyen áramot 0,5 mm2 (11A) keresztmetszetű vezeték is biztosíthat, de a mechanikai szilárdság biztosítása érdekében jobb, ha a vezeték keresztmetszete kb. legalább 2,5 mm2. Leggyakrabban egy ilyen vezetéket használnak az aljzatok áramellátására.
A bekötés előtt azonban meg kell győződni arról, hogy az új, most vásárolt fűtőelem is működik-e. Először is meg kell mérni az ellenállását és ellenőrizni kell a szigetelés integritását. A fűtőelem ellenállása meglehetősen egyszerűen kiszámítható. Ehhez négyzetre kell emelni a tápfeszültséget, és el kell osztani a teljesítménnyel. Például egy 1000 W-os fűtőberendezésnél ez a számítás így néz ki:
220*220/1000=48,4 ohm.
Az ilyen ellenállásnak multimétert kell mutatnia, amikor a fűtőelem kapcsaihoz csatlakozik. Ha a spirál eltörik, akkor természetesen a multiméter törést mutat. Ha más teljesítményű fűtőelemet vesz, akkor az ellenállás természetesen más lesz.
A szigetelés integritásának ellenőrzéséhez mérje meg az ellenállást bármelyik kivezetés és a fűtőelem fém háza között. A töltőanyag-szigetelő ellenállása olyan, hogy bármely mérési határnál a multiméternek törést kell mutatnia. Ha kiderül, hogy az ellenállás nulla, akkor a spirál érintkezik a fűtőtest fém testével. Ez akár új, most vásárolt fűtőelem esetén is előfordulhat.
Általában a szigetelés ellenőrzésére használják, de nem mindig és nem mindenkinek van kéznél. Tehát a szokásos multiméterrel történő ellenőrzés meglehetősen megfelelő. Legalább egy ilyen ellenőrzést el kell végezni.
Mint már említettük, a fűtőelemek szigetelővel való feltöltést követően is hajlíthatók. Léteznek a legkülönfélébb formájú fűtőtestek: egyenes cső, U-alakú, gyűrűbe, kígyóba vagy spirálba tekercselt. Minden a fűtőberendezés eszközétől függ, amelybe a fűtőelemet be kell szerelni. Például egy átfolyós vízmelegítőben mosógép spirálba csavart fűtőelemeket használnak.
Egyes fűtőelemek védőelemekkel rendelkeznek. A legtöbb egyszerű védekezés ez egy hőbiztosíték. Ha kiégett, akkor az egész fűtőelemet ki kell cserélni, de nem fog tüzet okozni. Létezik egy bonyolultabb védelmi rendszer is, amely lehetővé teszi a fűtőelem használatát, miután kioldott.
Az egyik ilyen védelem a bimetál lemezen alapuló védelem: a túlhevült fűtőelem hője meghajlítja a bimetál lemezt, ami kinyitja az érintkezőt és feszültségmentesíti a fűtőelemet. Miután a hőmérséklet elfogadható értékre csökken, a bimetál lemez kihajlik, az érintkező zár, és a fűtőelem ismét üzemkész.
Fűtőelemek termosztáttal
Melegvízellátás hiányában bojlert kell használni. A kazánok kialakítása meglehetősen egyszerű. Ez fém tartály, hőszigetelőből készült „bundába” rejtve, melynek tetején díszes fémtok található. A testbe egy hőmérő van beépítve, amely a víz hőmérsékletét mutatja. A kazán kialakítását a 8. ábra mutatja.
8. ábra Tároló típusú kazán
Egyes kazánok magnézium anódot tartalmaznak. Célja a fűtőtest és a kazán belső tartályának korrózióvédelme. A magnézium anód az elfogyasztható, a kazán szervizelésekor rendszeresen cserélni kell. De néhány kazánban látszólag olcsó árkategória, ilyen védelem nem biztosított.
A kazánok fűtőelemeként termosztátos fűtőelemet használnak, az egyik kialakítását a 9. ábra mutatja.
9. ábra Fűtőelem termosztáttal
Egy műanyag dobozban található egy mikrokapcsoló, amelyet egy folyadékhőmérséklet-érzékelő (egyenes cső a fűtőelem mellett) kapcsol ki. Maga a fűtőelem alakja nagyon változatos lehet, az ábra a legegyszerűbbet mutatja. Minden a kazán teljesítményétől és kialakításától függ. A melegítés mértékét a mechanikus érintkező helyzete szabályozza, amelyet a doboz alján elhelyezett fehér kerek gomb vezérel. Vannak kapcsok is az elektromos áram ellátására. A melegítő menettel van rögzítve.
Nedves és száraz melegítők
Az ilyen fűtőelem közvetlenül érintkezik vízzel, ezért az ilyen fűtőelemet "nedvesnek" nevezik. A "nedves" fűtőelem élettartama 2 ... 5 év, utána cserélni kell. Általánosságban elmondható, hogy az élettartam rövid.
A fűtőelem és az egész kazán élettartamának növelése érdekében a francia Atlantic cég a múlt század 90-es éveiben kidolgozta a „száraz” fűtőelem kialakítását. Leegyszerűsítve a fűtőtestet egy fém védőlombikba rejtették, ami kizárja a vízzel való közvetlen érintkezést: a fűtőelemet a lombik belsejében melegítik, ami hőt ad át a víznek.
Természetesen a lombik hőmérséklete jóval alacsonyabb, mint a tényleges fűtőelem, így a vízkőképződés azonos vízkeménység mellett nem olyan intenzív, több hő kerül a vízbe. Az ilyen fűtőtestek élettartama eléri a 10…15 évet. Ez igaz a jó működési feltételekre, különösen a tápfeszültség stabilitására. De még bent is jó körülmények A "száraz" fűtőelemek is fejlesztik erőforrásukat, ezeket cserélni kell.
Itt derül ki a „száraz” fűtőelemes technológia másik előnye: a fűtőelem cseréjekor nem kell leereszteni a vizet a kazánból, amihez azt le kell választani a vezetékről. Egyszerűen csavarja le a fűtőtestet, és cserélje ki egy újra.
Az Atlantic természetesen szabadalmaztatta találmányát, majd elkezdte licencelni más cégek számára. Jelenleg a "száraz" fűtőelemmel ellátott kazánokat más cégek is gyártják, például az Electrolux és a Gorenje. A "száraz" fűtőelemmel ellátott kazán kialakítását a 10. ábra mutatja.
10. ábra Kazán száraz fűtéssel
Az ábrán egyébként egy kerámia szteatitfűtős kazán látható. Egy ilyen fűtőberendezés készüléke a 11. ábrán látható.
11. ábra Kerámia fűtőtest
Kerámia alapra van felszerelve egy közönséges nyitott spirál nagy ellenállású huzalból. A spirál fűtési hőmérséklete eléri a 800 fokot, és konvekcióval és hősugárzással kerül a környezetbe (a védőhéj alatti levegő). Természetesen egy ilyen fűtőberendezés a kazánokkal kapcsolatban csak védőburkolatban működhet, levegős környezetben, a vízzel való közvetlen érintkezés egyszerűen kizárt.
A spirál több szakaszon is feltekerhető, ezt bizonyítja a csatlakozáshoz több kivezetés is. Ez lehetővé teszi a fűtés teljesítményének megváltoztatását. Az ilyen fűtőtestek maximális fajlagos teljesítménye nem haladja meg a 9 W/cm 2 -t.
Az ilyen fűtőberendezés normál működésének feltétele a mechanikai terhelések, hajlítások és rezgések hiánya. A felületnek rozsda- és olajfoltoktól mentesnek kell lennie. És természetesen minél stabilabb a tápfeszültség túlfeszültségek és túlfeszültségek nélkül, annál tartósabb a fűtőberendezés működése.
De az elektrotechnika nem áll meg. A technológiák fejlődnek és javulnak, ezért a fűtőelemek mellett sokféle fűtőelemet fejlesztettek ki és alkalmaznak sikeresen. Ezek kerámia fűtőelemek, szénfűtőelemek, infrafűtőelemek, de ez egy másik cikk témája lesz.
Elektromos kemence huzalfűtőjének kiszámítása.
Ez a cikk felfedi az elektromos kemencék tervezésének legnagyobb titkait - a fűtőelemszámítás titkait.
Hogyan függ össze a kemence térfogata, teljesítménye és fűtési sebessége?
Mint máshol említettük, nincsenek hagyományos sütők. Ugyanígy nincs fajansz vagy játékok, vörös agyag vagy gyöngy égetésére szolgáló sütő. Egyszerűen van egy kemence (és itt kizárólag elektromos kemencékről beszélünk), bizonyos mennyiségű hasznosítható térrel, néhány tűzálló anyagból. Ebbe a kemencébe helyezhet egy nagy vagy kisebb vázát a tüzeléshez, vagy rakhat egy egész halom tányért, amelyen vastag samott csempék hevernek. Vázát vagy csempét kell égetni, esetleg 1000 o C-on, esetleg 1300 o C-on. Számos ipari vagy háztartási ok miatt az égetés 5-6 órát vagy 10-12 órát vesz igénybe.
Senki sem tudja jobban, mint te magad. Ezért, mielőtt folytatná a számítást, tisztáznia kell ezeket a kérdéseket magának. Ha már van kemence, de fűtőtesteket kell beépíteni, vagy a régieket újakra kell cserélni, akkor nincs szükség tervezésre. Ha a sütőt a semmiből építik, akkor először a kamra méreteinek, azaz hosszának, mélységének, szélességének megtudásával kell kezdenie.
Tegyük fel, hogy már ismeri ezeket az értékeket. Tegyük fel, hogy szüksége van egy 490 mm magas, 350 mm széles és mély kamrára. A továbbiakban a szövegben az ilyen kamrával rendelkező kemencét 60 literesnek nevezzük. Ezzel egyidejűleg egy második, nagyobb kemencét is tervezünk, melynek magassága H=800 mm, szélessége D=500 mm, mélysége L=500 mm. Ezt a sütőt 200 literes sütőnek fogjuk hívni.
A kemence térfogata literben = H x M x L,
ahol H, D, L deciméterben van kifejezve.
Ha helyesen konvertálta a millimétert deciméterre, az első kemence térfogatának 60 liternek kell lennie, a másodikénak - valóban 200-nak! Ne gondolja, hogy a szerző gúnyos: a számításoknál a leggyakoribb hibák a mérethibák!
Továbblépünk a következő kérdésre - miből készülnek a kemence falai. Szinte minden modern kemence könnyű tűzálló anyagokból készül, alacsony hővezető képességgel és alacsony hőkapacitású. A nagyon régi kályhák nehéz samottból készülnek. Az ilyen kemencék könnyen felismerhetők a masszív bélésről, amelynek vastagsága majdnem megegyezik a kamra szélességével. Ha ez a tok van, akkor nincs szerencséje: az égetés során az energia 99%-a a falak fűtésére megy el, nem a termékekre. Feltételezzük, hogy a falak modern anyagokból készülnek (MKRL-08, ShVP-350). Ekkor az energia csak 50-80%-át fordítják a falak fűtésére.
A terhelési tömeg továbbra is nagyon bizonytalan. Bár általában kisebb, mint a kemence tűzálló falainak tömege (plusz az alsó és a tető), ez a tömeg minden bizonnyal hozzájárul a fűtés sebességéhez.
Most a hatalomról. A teljesítmény azt jelenti, hogy a fűtőtest mennyi hőt bocsát ki 1 másodperc alatt. A teljesítmény mértékegysége a watt (rövidítve W). Egy fényes izzólámpa 100 W, egy elektromos vízforraló 1000 W, vagyis 1 kilowatt (rövidítve 1 kW). Ha bekapcsol egy 1 kW teljesítményű fűtőtestet, az másodpercenként hőt bocsát ki, amely az energia megmaradás törvénye szerint a falak, termékek felmelegítésére megy, a repedéseken keresztül levegővel elrepül. Elméletileg, ha nincs veszteség a réseken és a falakon keresztül, 1 kW bármit képes végtelen idő alatt végtelen hőmérsékletre felmelegíteni. A gyakorlatban a kemencéknél ismertek a valós (hozzávetőleges) hőveszteségek, ezért a következő szabály-javaslat érvényes:
A sütő normál, 10-50 literes fűtési sebességéhez teljesítményre van szükség
100 watt literenként.
A 100-500 literes kemence normál fűtési sebességéhez teljesítményre van szükség
50-70 W minden liter térfogatra.
A fajlagos teljesítmény értékét nemcsak a kemence térfogatának, hanem a bélés és a terhelés tömegének figyelembevételével is meg kell határozni. Minél nagyobb a terhelés, annál nagyobb érték választanod kell. Ellenkező esetben a sütő felmelegszik, de hosszabb ideig. Válasszunk 60 literes fajlagos teljesítményünkhöz 100 W/l-t, a 200 litereshez pedig 60 W/l-t. Ennek megfelelően azt kapjuk, hogy egy 60 literes palack melegítőinek teljesítménye 60 x 100 = 6000 W = 6 kW, a 200 literesé pedig 200 x 60 = 12000 W = 12 kW legyen. Nézze meg, milyen érdekes: a hangerő több mint háromszorosára nőtt, és a teljesítmény - csak 2-szer. Miért? (Kérdés az önálló munkához).
Előfordul, hogy nincs 6 kW-os konnektor a lakásban, hanem csak 4. De pontosan 60 literes kell! Nos, kiszámolhatja a fűtőtestet 4 kilowatttal, de meg kell nyugodnia azzal a ténnyel, hogy a tüzelés alatti fűtési fokozat 10-12 óráig tart. Előfordul, hogy éppen ellenkezőleg, nagyon nagy terhelés mellett 5-6 órán át melegítésre van szükség. Ezután 8 kW-ot kell befektetnie egy 60 literes kemencébe, és nem kell figyelnie a lángoló vezetékekre ... A további érvelés érdekében a klasszikus teljesítményekre korlátozzuk magunkat - 6 és 12 kW.
Teljesítmény, amper, volt, fázisok.
A teljesítmény ismeretében ismerjük a fűtés hőszükségletét. Az energiamegmaradás kérlelhetetlen törvénye szerint ugyanannyi teljesítményt kell venni az elektromos hálózatból. Emlékezzünk a képletre:
Fűtőteljesítmény (W) = Fűtőfeszültség (V) x Áram (A)
vagy P = U x I
Ebben a képletben két fogás van. Először is: a feszültséget a fűtőelem végein kell venni, és egyáltalán nem a kimeneten. A feszültséget voltban mérik (rövidítve V). Másodszor: ezen a fűtőberendezésen átfolyó áramot értjük, és egyáltalán nem a gépen. Az áramerősséget amperben mérik (rövidítve A).
Mindig megadjuk a feszültséget a hálózatban. Ha az alállomás normálisan működik, és nincs csúcsforgalom, akkor a normál háztartási konnektor feszültsége 220 V. Az ipari konnektor feszültsége háromfázisú hálózat bármely fázis és nulla vezeték között szintén egyenlő 220V-tal, és a feszültség bármely két fázis között- 380 V. Így háztartási, egyfázisú hálózat esetén nincs választásunk feszültségben - csak 220 V. Háromfázisú hálózat esetén van választás, de kicsi - vagy 220 vagy 380 V. De mi a helyzet az amperrel? Ezeket automatikusan a fűtőelem feszültségéből és ellenállásából kapják meg a nagy Ohm-törvény szerint:
Ohm törvénye egy elektromos áramkör szakaszára:
Áram (A) \u003d Feszültség a szakaszban (V) / A szakasz ellenállása (Ohm)
vagy I=U/R
Ahhoz, hogy egyfázisú hálózatból 6 kW-ot kapjon, áramra van szüksége I=P/U= 6000/220 = 27,3 amper. Ez egy nagy, de egy jó háztartási hálózat valódi árama. Ilyen áram folyik például egy villanytűzhelyben, amelyben minden égő teljes teljesítménnyel be van kapcsolva, és a sütő is. Ahhoz, hogy 12 kW-ot kapjon egyfázisú hálózatban egy 200 litereshez, kétszer akkora áramra van szüksége - 12000/220 = 54,5 amper! Ez minden otthoni hálózatnál elfogadhatatlan. Érdemesebb három fázist használni, pl. osztja el az áramot három vonalra. 12000/3/220 = 18,2 amper fog áramlani minden fázisban.
Nézzük az utolsó számítást. Jelenleg NEM TUDJUK, hogy milyen fűtőtestek lesznek a kemencében, NEM TUDJUK, hogy milyen feszültség (220 vagy 380 V) kerül a fűtőtestekre. De pontosan TUDJUK, hogy a háromfázisú hálózatból 12 kW-ot kell venni, a terhelést egyenletesen kell elosztani, pl. Hálózatunk egyes fázisaiban 4 kW, i.e. A bemeneti (közös) kemenceautomaták minden fázisvezetékén 18,2A fog átfolyni, és egyáltalán nem szükséges, hogy ilyen áram folyjon át a fűtőberendezésen. A villanyórán egyébként 18,2 A is átmegy. (És mellesleg: a nulla vezetéken nem lesz áram a háromfázisú tápegység tulajdonságai miatt. Ezeket a tulajdonságokat itt figyelmen kívül hagyjuk, mivel minket csak az áram hőmunkája érdekel). Ha kérdése van az előadás ezen pontján, olvassa el újra. És gondolja meg: ha 12 kilowatt szabadul fel a kemence térfogatában, akkor az energia megmaradásának törvénye szerint ugyanaz a 12 kilowatt három fázison halad át, mindegyik - 4 kW ...
Térjünk vissza az egyfázisú 60 literes tűzhelyhez. Könnyen megállapítható, hogy a kemencefűtő ellenállása legyen R=U/I\u003d 220 V / 27,3 A \u003d 8,06 Ohm. Ezért a nagyon Általános nézet a kemence kapcsolási rajza így fog kinézni:
A 8,06 ohmos ellenállású fűtőtestnek 27,3 A áramot kell vinnie
A háromfázisú sütőhöz három azonos fűtőkörre lesz szükség: az ábrán - a 200 literes leggyakoribb elektromos áramkör.
Egy 200 literes sütő teljesítményét egyenletesen kell elosztani 3 körben - A, B és C.
De mindegyik fűtőelem bekapcsolható fázis és nulla, vagy két fázis között. Az első esetben minden fűtőkör végén 220 V lesz, és az ellenállása R=U/I\u003d 220 V / 18,2 A \u003d 12,08 Ohm. A második esetben minden fűtőkör végén 380 V lesz. A 4 kW teljesítmény eléréséhez szükséges, hogy az áram legyen I=P/U= 4000/380 = 10,5 amper, azaz ellenállásnak kell lennie R=U/I\u003d 380 V / 10,5 A \u003d 36,19 Ohm. Ezeket a csatlakozási lehetőségeket "csillagnak" és "deltának" nevezik. Amint az a szükséges ellenállás értékeiből látható, nem fog működni, ha az áramkört egyszerűen csillagról (12,08 Ohm-os fűtőelemek) háromszögre (36,19 Ohm-os fűtőelemek) cseréljük – minden esetben Ön saját fűtőtestek kellenek.
A "csillag" sémában minden fűtőkör
fázis és nulla között kapcsolva 220 voltos feszültség esetén. Mindegyik fűtőtesten 18,2 A áram folyik keresztül, ellenállása 12,08 Ohm. Az N vezetéken nem folyik áram.
A "delta" sémában minden fűtőkör
két fázis közé csatlakozik 380 voltos feszültséghez. Minden 36,19 Ohm ellenállású fűtőtestnél 10,5 A áram folyik. Az A1 vezetéken az automatikus tápegységhez (A pont) 18,2 A áram folyik, így 380 x 10,5 \u003d 220 x 18,2 \ u003d 4 kilowatt! Hasonlóan a B1 - B és C1 - C vonalakkal.
Házi feladat. A 200 literes üvegben csillag volt. Az egyes áramkörök ellenállása 12,08 ohm. Mekkora lesz a kemence teljesítménye, ha ezeket a fűtőtesteket háromszögbe kötjük?
Korlátozza a huzalfűtők terhelését (Kh23Yu5T).
Teljes győzelem! Ismerjük a fűtőtest ellenállását! Már csak egy kívánt hosszúságú huzaldarabot kell letekerni. Ne fáradjunk bele az ellenállásos számításokba – már régóta mindent a gyakorlati igényekhez kellő pontossággal számítottak ki.
| Átmérő, mm | Métertől 1 kg-ig | Ellenállás 1 méter, Ohm |
| 1,5 | 72 | 0.815 |
| 2,0 | 40 | 0.459 |
| 2,5 | 25 | 0.294 |
| 3,0 | 18 | 0.204 |
| 3,5 | 13 | 0.150 |
| 4,0 | 10 | 0.115 |
Egy 60 literes sütőhöz 8,06 ohm kell, mi 1,5-öt választunk és azt kapjuk, hogy a szükséges ellenállás csak 10 méter drótot ad, ami mindössze 140 grammot fog nyomni! Elképesztő eredmény! Ellenőrizzük még egyszer: 10 méter 1,5 mm átmérőjű huzal ellenállása 10 x 0,815 = 8,15 ohm. Az áram 220 volton 220/8,15 = 27 amper lesz. A teljesítmény 220 x 27 = 5940 watt = 5,9 kW lesz. 6 kW-ot akartunk. Nem hibáztak sehol, csak az a riasztó, hogy nincsenek ilyen kemencék ...
Magányos vörösen izzó melegítő 60 literes sütőben.
A fűtés nagyon kicsi. Ilyen érzés jön létre, ha a fenti képet nézzük. De mi számításokkal foglalkozunk, nem filozófiával, ezért az érzetektől a számok felé haladunk. A számok a következőket mondják: 10 lineáris méter 1,5 mm átmérőjű huzalnak van egy területe S = L x d x pi = 1000 x 0,15 x 3,14 = 471 négyzetméter cm.. Erről a területről (és hol máshol?) 5,9 kW sugárzik a kemence térfogatába, i.e. 1 négyzetméterenként cm-es terület a 12,5 watt kisugárzott teljesítményt jelenti. A részletek mellőzésével kiemeljük, hogy a fűtőtestet óriási hőmérsékletre kell felmelegíteni, mielőtt a kemencében a hőmérséklet jelentősen megemelkedik.
A fűtőberendezés túlmelegedését az úgynevezett felületi terhelés értéke határozza meg p, amelyet fentebb kiszámoltunk. A gyakorlatban minden típusú fűtőberendezéshez vannak határértékek p a fűtőtest anyagától, átmérőjétől és hőmérsékletétől függően. Jó közelítéssel bármilyen átmérőjű (1,5-4 mm) X23Yu5T háztartási ötvözetből készült huzal esetén az 1,4-1,6 W / cm 2 értéket használhatja 1200-1250 o C hőmérsékleten.
Fizikailag a túlmelegedés összefüggésbe hozható a vezeték felületén és a belsejében fellépő hőmérséklet-különbséggel. Hő szabadul fel a teljes térfogatban, tehát minél nagyobb a felületi terhelés, annál jobban eltérnek ezek a hőmérsékletek. Ha a felületi hőmérséklet közel van a határértékhez, a huzalmag hőmérséklete megközelítheti az olvadáspontot.
Ha a kemence alacsony hőmérsékletre van kialakítva, akkor nagyobb felületi terhelés választható, például 2 - 2,5 W / cm 2 1000 o C-on. Itt lehet egy szomorú megjegyzést tenni: igazi kanthal (ez eredeti ötvözet, a amelynek analógja az orosz fechral X23Yu5T) lehetővé teszi p 1250 o C-on 2,5-ig. Ezt a kanthalt a svéd Kanthal cég gyártja.
Térjünk vissza a 60 literes tartályunkhoz, és válasszunk a táblázatból egy vastagabb drótot - egy ketteset. Nyilvánvaló, hogy a ketteseknek 8,06 Ohm / 0,459 Ohm / m = 17,6 métert kell venniük, és már 440 grammot fognak nyomni. A felületi terhelést figyelembe vesszük: p\u003d 6000 W / (1760 x 0,2 x 3,14) cm 2 \u003d 5,43 W / cm 2. Sok. Egy 2,5 mm átmérőjű huzalhoz 27,5 métert és p= 2,78. A trojkának - 39 méter, 2,2 kilogramm ill p= 1,66. Végül.
Most a trojkából 39 métert kell feltekerni (ha szétrobban, kezdje újra a tekercset). De használhat KÉT párhuzamosan csatlakoztatott fűtőtestet. Természetesen mindegyik ellenállása ne legyen 8,06 Ohm, hanem kétszerese. Ezért egy ketteshez két 17,6 x 2 = 35,2 m-es fűtőtestet kap, mindegyik 3 kW teljesítményű, a felületi terhelés pedig 3000 W / (3520 x 0,2 x 3,14) cm 2 = 1, 36 W/ cm2. És a súlya 1,7 kg. Fél kilót spóroltunk. Összesen rengeteg fordulatot kaptunk, ami egyenletesen elosztható a kemence összes falán.
Jól elosztott melegítők 60 literes sütőben.
| Átmérő, mm | Jelenlegi korlát: p\u003d 2 W / cm 2 1000 o C-on | Jelenlegi korlát: p\u003d 1,6 W / cm 2 1200 o C-on |
| 1,5 | 10,8 | 9,6 |
| 2,0 | 16,5 | 14,8 |
| 2,5 | 23,4 | 20,7 |
| 3,0 | 30,8 | 27,3 |
| 3,5 | 38,5 | 34,3 |
| 4,0 | 46,8 | 41,9 |
Számítási példa 200 literes sütőhöz.
Most, hogy az alapelvek ismertek, megmutatjuk, hogyan használják őket egy valódi 200 literes sütő számításánál. A számítás minden szakasza természetesen formalizálható és egy egyszerű programba írható, amely szinte mindent maga végez.
Rajzoljuk meg a kemencénket "söpréssel". Úgy tűnik, felülről nézzük, középen - alulról, a fal oldalain. Kiszámoljuk az összes fal területét, hogy később a terület arányában megszervezzük a hőellátást.
"Scan" 200 literes sütő.
Azt már tudjuk, hogy csillagba kapcsolva minden fázisban 18,2A áramnak kell folynia. A fenti áramkorlátozási táblázatból az következik, hogy egy 2,5 mm átmérőjű vezetékhez egy fűtőelem használható (határáram 20,7 A), a 2,0 mm-es vezetékhez pedig két bekötött elemet kell használni. párhuzamos (mivel a határáram csak 14,8A), összesen 3 x 2 = 6 lesz a kemencében.
Ohm törvénye szerint kiszámítjuk a fűtőtestek szükséges ellenállását. 2,5 mm átmérőjű huzalhoz R\u003d 220 / 18,2 \u003d 12,09 ohm, vagy 12,09 / 0,294 \u003d 41,1 méter. Ha egy 25 mm-es tüskére feltekerjük, 3 ilyen fűtőelem kell hozzá, mindegyik körülbelül 480 fordulat. A huzal teljes tömege (41,1 x 3) / 25 = 4,9 kg lesz.
Egy 2,0 mm-es vezetéknél minden fázisban két párhuzamos elem van, így mindegyik ellenállása kétszer akkora - 24,18 Ohm. Mindegyik hossza 24,18 / 0,459 = 52,7 méter lesz. Mindegyik elemnek 610 fordulata lesz azonos tekercseléssel. Mind a 6 fűtőelem össztömege (52,7 x 6) / 40 = 7,9 kg.
Semmi sem akadályoz meg bennünket abban, hogy bármelyik spirált több darabra osszuk, amelyeket aztán sorba kapcsolunk. Minek? Először is, a telepítés megkönnyítése érdekében. Másodszor, ha a fűtőelem negyede meghibásodik, csak azt a negyedet kell kicserélni. Ugyanígy senki sem törődik azzal, hogy egy egész spirált tegyen a sütőbe. Ekkor az ajtóhoz külön spirálra lesz szükség, és nekünk 2,5 mm-es átmérő esetén csak három van ...
Egy fázist 2,5 mm-es vezetékből rakunk. A fűtőelem 8 független rövid tekercsre volt osztva, mindegyik sorba kapcsolva.
Ha mindhárom fázist egyformán helyezzük el (lásd az alábbi ábrát), a következő világossá válik. Megfeledkeztünk a tokról! És a terület 13,5%-át foglalja el. Ezenkívül a spirálok veszélyes elektromos közelségben vannak egymáshoz. Különösen veszélyes a bal oldali falon lévő spirálok közelsége, ahol 220 V feszültség van közöttük (fázis - nulla - fázis - nulla ...). Ha valami miatt a bal oldali fal szomszédos spiráljai összeérnek, nem kerülhető el a nagy zárlat. Felajánljuk a spirálok elhelyezkedésének és csatlakozásának önálló optimalizálását.
Minden fázis be van állítva.
Ha úgy döntünk, hogy kettőt használunk, az alábbi diagram látható. Mindegyik 52,7 méter hosszú elem 4 egymást követő 610/4 = 152 fordulatú spirálra van osztva (25 mm-es tüskére tekercselve).
Lehetőség a fűtőtestek elhelyezésére 2,0 mm-es huzal esetén.
A tekercselés, beépítés, működés jellemzői.
A huzal kényelmes abból a szempontból, hogy spirálba tekerhető, majd a spirált tetszőlegesen meg lehet feszíteni. Úgy gondolják, hogy a tekercs átmérőjének 6-8 huzalátmérőnél nagyobbnak kell lennie. A menetek közötti optimális lépésköz 2-2,5 huzalátmérő. De a tekercset tekercselni kell: a spirált kifeszíteni nagyon könnyű, összenyomni sokkal nehezebb.
A vastag vezeték elszakadhat tekercselés közben. Különösen kiábrándító, ha 200-ból 5 fordulat marad feltekerve.. Ideális esztergagépen nagyon lassú tüske forgási sebességgel tekerni. A Kh23Yu5T ötvözet edzett és nem temperált. Ez utóbbi különösen gyakran felrobban, ezért ha van választása, feltétlenül vásároljon tekercselésre felszabaduló vezetéket.
Hány fordulat szükséges? A kérdés egyszerűsége ellenére a válasz nem egyértelmű. Először is, a tüske átmérője és ennek következtében egy fordulat átmérője nem pontosan ismert. Másodszor, biztosan ismert, hogy a huzal átmérője kissé változik a hossza mentén, így a spirál ellenállása is változik. Harmadszor, egy adott olvadáspontú ötvözet ellenállása eltérhet a referencia ötvözetétől. A gyakorlatban a számítottnál 5-10 fordulattal többet tekercselnek egy spirált, majd megmérik az ellenállását - NAGYON PONTOS, megbízható készülékkel, és nem szappantartóval. Különösen ügyelnie kell arra, hogy rövidre zárt szondák esetén a készülék nullát vagy 0,02 Ohm nagyságrendű számot mutasson, amelyet le kell vonni a mért értékből. Az ellenállás mérésekor a spirált enyhén megfeszítik, hogy kiküszöböljék az interturn rövidzárlatok hatását. Az extra tekercsek leharapnak.
A legjobb, ha a spirált a kemencében egy mullit-szilika csőre (MKR) helyezi. 25 mm-es tekercsátmérőhöz egy 20 mm-es külső átmérőjű cső alkalmas, 35 mm - 30 - 32 mm tekercsátmérőhöz.
Akkor jó, ha a sütőt öt oldalról (négy fal + alul) egyenletesen melegítjük. Jelentős teljesítményt kell a tűzhelyre koncentrálni, például a kemence teljes számított teljesítményének 20-25%-át. Ez kompenzálja a kívülről beszívott hideg levegőt.
Sajnos a fűtés abszolút egyenletessége még mindig lehetetlen. Megközelítheti a kemencéből ALACSONYABB légelszívású szellőzőrendszerekkel.
Az első melegítésnél, de akár az első két-három melegítésnél is vízkő képződik a huzal felületén. Nem szabad elfelejtenünk eltávolítani mind a fűtőtestekről (kefével), mind a födémek, téglák stb. felületéről. A vízkő különösen veszélyes, ha a spirál egyszerűen a téglákon fekszik: vas-oxidok alumínium-szilikátokkal magas hőmérsékleten (a fűtőtest egy milliméteres!) Olvadó vegyületeket képeznek, amelyek miatt a fűtőberendezés kiéghet.
Szükséged lesz
- Spirál, tolómérő, vonalzó. Ismerni kell a spirál anyagát, az I áram és az U feszültség értékeit, amelyen a spirál működik, és milyen anyagból készült.
Utasítás
Nézze meg, mekkora R ellenállással kell rendelkeznie a tekercsének. Ehhez használja az Ohm-törvényt, és helyettesítse az áramkörben lévő I áram értékét és a spirál végein lévő U feszültséget az R = U / I képlettel.
A referenciakönyv segítségével határozza meg annak az anyagnak az elektromos ellenállását ρ, amelyből a spirál készül. ρ-t Ohm m-ben kell kifejezni. Ha a ρ értéke a referenciakönyvben Ohm mm² / m-ben van megadva, akkor szorozza meg 0,000001-gyel. Például: réz ellenállása ρ = 0,0175 Ohm mm² / m, SI-re átszámítva megkapjuk ρ = 0,0175 0,000001=0,0000000175 Ohm m.
Határozza meg a vezeték hosszát a következő képlettel: Lₒ=R S/ρ.
Mérjen meg egy tetszőleges l hosszúságot a spirálon egy vonalzóval (például: l \u003d 10cm \u003d 0,1m). Számolja meg az n körök számát, amelyek elérik ezt a hosszúságot. Határozza meg a H=l/n hélix emelkedést, vagy mérje meg tolómérővel.
Határozza meg, hány N menetet lehet készíteni egy Lₒ hosszúságú huzalból: N= Lₒ/(πD+H).
Keresse meg magának a spirálnak a hosszát a következő képlettel: L \u003d Lₒ / N.
A spirálsálat boa sálnak, hullámsálnak is nevezik. A lényeg itt egyáltalán nem a fonal típusa, nem a kötés mintája és nem a késztermék színei, hanem a kivitelezés technikája és a modell eredetisége. A spirálsál az ünnepiséget, a pompát, az ünnepélyességet testesíti meg. Úgy néz ki, mint egy elegáns csipke jabot, egy egzotikus boa és egy közönséges, de nagyon eredeti sál.
Hogyan kössünk spirális sálat kötőtűvel
Spirális sál kötéséhez tárcsázzon 24 hurkot a kötőtűre, és kösse össze az 1. sort:
- 1 élhurok;
- 11 arckezelés;
- 12 szegélyezhető hurok.
A spirális sálmintázat fonal minősége és színe Önön múlik.
1. sor: először 1 szélső hurok, majd 1 fonal, majd 1 első hurok, majd 1 fonal és 8 első hurok. Távolítson el egyet a jobb kötőtűről szegélyezve, húzza előre a kötőtűk közötti cérnát. Tegye vissza az eltávolított hurkot a bal kötőtűhöz, húzza vissza a kötőtűk közötti szálat (ebben az esetben a hurok becsomagolt szál lesz). Fordítsa meg a munkát, és kössön 12 hálószemet.
2. sor: Először kössünk 1 szegélyt, majd 1 fonalat, majd 3-at, 1 fonalat és 6-ot. Távolítson el egyet a jobb kötőtűről szegélyezve, húzza előre a kötőtűk közötti cérnát. Ezután helyezze vissza a hurkot a bal kötőtűhöz, húzza vissza a kötőtűk közötti szálat, majd fordítsa meg a munkát, és kössön 12 szegélyező hurkot.
3. sor: kössünk 1 élhurkot, majd kössünk össze 2-t, majd kössünk 1-et, majd kössünk össze 2-t és kössünk 4-et. Csúsztasson egyet a jobb tűre szegélyezésként, húzza előre a tűk közötti cérnát, tegye vissza a hurkot a bal tűhöz, majd húzza vissza a tűk közötti cérnát. Ezt követően fordítsa meg a munkát, és kössön 8 szegélyezhető hurkot.
4. sor: Kössünk össze 1 szegélyt, majd 3-at, majd 4-et, *alulról távolítsuk el a becsavart szemet, és kössük össze a következő kötéssel, kössünk 1*-ot (ismételjük *-tól *-ig 3-szor). A munka megfordítása nélkül kösse össze a rossz hurkokat.
Ily módon kösse össze a spirálsálat a kívánt hosszúságúra, ebből a 4 sorból álló blokkokban.
Szinte minden nő szembesül a fogamzásgátlás problémájával. Az egyik megbízható és bevált módszer az intrauterin eszköz, amelyre ma is igény van.
A spirálok típusai
Az intrauterin eszközök műanyagból készülnek, és kétféle változatban kaphatók: réztartalmú (ezüst) és hormontartalmú eszközök. Méretük 3X4 cm A fogamzásgátlás módszerének és magának a spirálnak a megválasztása a nőgyógyász időpontjában történik. Ezt nem szabad egyedül megtennie. Az intrauterin eszközt a nőgyógyász szereli fel a menstruáció alatt. Kis méretű, és a T betű alakjára hasonlít.
A rézspirál rézhuzalból készül. Jellemzője, hogy képes úgy hatni a méhre, hogy a petesejt nem tud hozzátapadni. Ezt két rézantenna segíti elő.
A hormonspirálnak van egy tartálya, amely progesztint tartalmaz. Ez a hormon megakadályozza az ovuláció kialakulását. Hormonális alkalmazásakor méhen belüli eszköz a spermiumok nem képesek megtermékenyíteni a tojást. Ahogy a nők megjegyzik, egy ilyen spirál használatakor a menstruáció ritkább és kevésbé fájdalmas lesz. Ez azonban nem okoz kárt, mert a spirál belsejében lévő hormonok működéséhez kapcsolódik. A nőgyógyászok azt javasolják, hogy a fájdalmas menstruációban szenvedő nők hormonális spirált telepítsenek.
Spirális kiválasztás
A nőgyógyászati intrauterin eszközök különböző márkájúak, hazai és külföldi egyaránt. Ezenkívül költségük 250 rubeltől több ezerig változhat. Ezt számos tényező befolyásolja.
A Juno Bio spirál nagyon népszerű az orosz nők körében. Mindenekelőtt alacsony költséggel vonzza. Ennek a spirálnak az alacsony hatékonysága azonban a terhesség nagy kockázatával jár.
A Mirena méhen belüli eszköz jól bevált, de sorozatában az egyik legdrágább. Ugyanakkor a méhen belüli eszköz használata a legolcsóbb és leginkább megfizethető fogamzásgátlási módnak számít.
Ez hormonális spirál. Gyártói azt ígérik, hogy a Mirena spirál kevésbé valószínű, hogy elmozdul a méhben vagy kiesik. Ez ugyanis a terhesség kialakulásához vezet, ezért a betegeknek azt tanácsolják, hogy rendszeresen ellenőrizzék a megfelelő helyen a méhen belüli fogamzásgátló meglétét.
Normál feszültség a háztartási tápegységben U=220V. Az áramerősséget az elektromos panelben lévő biztosítékok korlátozzák, és általában egyenlő I \u003d 16A.
Források:
- Fizikai mennyiségek táblázatai, I.K. Kikoin, 1976
- spirálhosszúság képlete
Az elektromos forrasztópáka olyan kéziszerszám, amely lágyforraszokkal alkatrészek egymáshoz rögzítésére szolgál, úgy, hogy a forrasztóanyagot folyékony halmazállapotúvá melegítik, és kitöltik vele a forrasztott részek közötti rést.
Elektromos forrasztópákák kaphatók 12, 24, 36, 42 és 220 V-os hálózati feszültségre, ennek megvan az oka. A fő dolog az emberi biztonság, a második a hálózati feszültség helyén forrasztási munka történik. A gyártás során, ahol minden berendezés földelt és magas a páratartalom, megengedett a 36 V-nál nem nagyobb feszültségű forrasztópáka használata, míg a forrasztópáka testét földelni kell. A motorkerékpár fedélzeti hálózatának egyenfeszültsége 6 V, egy személygépkocsié 12 V, egy teherautóé 24 V. A repülésben 400 Hz frekvenciájú és 27 V feszültségű hálózatot használnak. tervezési korlátok is, például nehéz 12 W-os forrasztópákát készíteni 220 V-os tápfeszültségen, mivel a spirált nagyon vékony vezetékről kell feltekerni, és ezért sok réteg lesz feltekerve, a forrasztópáka elfordul nagynak kell lennie, nem kényelmes kis munkákhoz. Mivel a forrasztópáka tekercselése nikrómhuzalból van feltekercselve, váltakozó és állandó feszültséggel is táplálható. A lényeg az, hogy a tápfeszültség megegyezzen azzal a feszültséggel, amelyre a forrasztópáka készült.
Az elektromos forrasztópákák teljesítménye 12, 20, 40, 60, 100 W és több. És ez sem véletlen. Ahhoz, hogy a forrasztóanyag jól szétterüljön a forrasztott részek felületén a forrasztás során, azokat a forrasztóanyag olvadáspontjánál valamivel magasabb hőmérsékletre kell felmelegíteni. Az alkatrészrel való érintkezéskor a hő átadódik a csúcsról az alkatrészre, és a hegy hőmérséklete csökken. Ha a forrasztópáka hegyének átmérője nem elegendő, vagy a fűtőelem teljesítménye kicsi, akkor a hő leadása után a hegy nem tud felmelegedni a beállított hőmérsékletre, és nem lehet forrasztani. A legjobb esetben laza és nem erős forrasztást kap. Egy erősebb forrasztópáka képes apró alkatrészeket forrasztani, de a forrasztási pont elérhetetlensége miatt van probléma. Hogyan lehet például egy 1,25 mm-es lábosztású mikroáramkört 5 mm-es forrasztópáka hegyű nyomtatott áramköri lapba forrasztani? Igaz, van kiút, több 1 mm átmérőjű rézhuzal menetét egy ilyen csípésre tekerjük, és ennek a huzalnak a végével forrasztjuk. De a forrasztópáka terjedelmessége szinte lehetetlenné teszi a munkát. Van még egy korlátozás. Nagy teljesítmény mellett a forrasztópáka gyorsan felmelegíti az elemet, és sok rádióalkatrész nem teszi lehetővé a 70 ° C feletti melegítést, ezért a megengedett forrasztási idő nem haladja meg a 3 másodpercet. Ezek diódák, tranzisztorok, mikroáramkörök.
Forrasztópáka készülék
A forrasztópáka egy vörös réz rúd, amelyet nikróm spirál hevít a forrasztóanyag olvadáspontjára. A forrasztópáka rézből készült a magas hővezető képessége miatt. Végül is forrasztáskor gyorsan át kell adni a hőt a fűtőelemből a forrasztópáka hegyére. A rúd vége ék alakú, a forrasztópáka működő része, és szúrásnak nevezik. A rudat csillámba vagy üvegszálba csomagolt acélcsőbe helyezik. A csillámot nikrómhuzallal tekerik fel, amely fűtőelemként szolgál.
A nikrómra csillám- vagy azbesztréteget tekercselnek, amely csökkenti a hőveszteséget és a nikrómspirál elektromos szigetelését a forrasztópáka fém testétől.
A nikrómspirál végei egy elektromos vezeték rézvezetőihez csatlakoznak, a végén dugóval. A csatlakozás megbízhatóságának biztosítása érdekében a nikróm spirál végeit meghajlítják és félbe hajtják, ami csökkenti a melegedést a csatlakozásnál. rézdrót. Ezenkívül a csatlakozás fémlemezzel van préselve, a legjobb, ha alumínium lemezzel préseljük, ami nagy hővezető képességgel rendelkezik, és hatékonyabban távolítja el a hőt a csomópontból. Az elektromos szigeteléshez hőálló szigetelőanyagból, üvegszálból vagy csillámból készült csöveket helyeznek a csomópontra.
A rézrudat és a nikróm spirált két félből álló fémház vagy tömör cső zárja le, mint a képen. A csövön lévő forrasztópáka teste kupakgyűrűkkel van rögzítve. Hogy megvédjük az ember kezét az égési sérülésektől, a csőre hőt nem jól látó anyagból, fából vagy hőálló műanyagból készült fogantyút szerelnek.
Amikor a forrasztópáka dugót bedugják az aljzatba, elektromos áram folyik a nikróm fűtőelembe, amely felmelegszik és hőt ad át a rézrúdnak. A forrasztópáka forrasztásra kész.
Kis teljesítményű tranzisztorok, diódák, ellenállások, kondenzátorok, mikroáramkörök ill vékony vezetékek Forrasztás 12W-os forrasztópákával. A 40 és 60 W-os forrasztópáka erős és nagy rádióalkatrészek, vastag vezetékek és apró alkatrészek forrasztására szolgál. Nagy alkatrészek, például gázoszlopos hőcserélők forrasztásához száz vagy több watt teljesítményű forrasztópáka szükséges.
Amint az a rajzon is látható, a forrasztópáka elektromos áramköre nagyon egyszerű, és mindössze három elemből áll: egy csatlakozóból, egy rugalmas elektromos vezetékből és egy nikróm spirálból.
Amint az a diagramból látható, a forrasztópáka nem tudja beállítani a hegy melegítési hőmérsékletét. És még ha a forrasztópáka teljesítményét is helyesen választják meg, még mindig nem tény, hogy a forrasztáshoz a csúcs hőmérsékletére lesz szükség, mivel a csúcs hossza az állandó utántöltés miatt idővel csökken, a forrasztóanyagok is eltérőek. olvadási hőmérsékletek. Ezért a forrasztócsúcs optimális hőmérsékletének fenntartásához tirisztoros teljesítményszabályozókon keresztül kell csatlakoztatni, kézi beállítással és a forrasztócsúcs beállított hőmérsékletének automatikus fenntartásával.
A forrasztópáka fűtési tekercsének számítása, javítása
Javításkor, vagy elektromos forrasztópáka vagy bármilyen más fűtőberendezés önálló készítésénél a fűtőtekercset nikrómhuzalból kell feltekerni. A huzal kiszámításának és kiválasztásának kezdeti adatai a forrasztópáka vagy fűtőtest tekercsének ellenállása, amelyet a teljesítmény és a tápfeszültség alapján határoznak meg. A táblázat segítségével kiszámíthatja, hogy mekkora legyen a forrasztópáka vagy fűtőtest tekercsének ellenállása.
Javításkor ill saját gyártású elektromos forrasztópáka vagy bármilyen más fűtőberendezés, akkor nikrómhuzalból készült fűtőtekercset kell feltekerni. A huzal kiszámításának és kiválasztásának kezdeti adatai a forrasztópáka vagy fűtőtest tekercsének ellenállása, amelyet a teljesítmény és a tápfeszültség alapján határoznak meg. A táblázat segítségével kiszámíthatja, hogy mekkora legyen a forrasztópáka vagy fűtőtest tekercsének ellenállása.
A tápfeszültség ismeretében és ellenállás mérése bármilyen fűtőberendezés, például forrasztópáka, vagy egy elektromos vasaló, megtudhatja ennek a háztartási készüléknek az energiafogyasztását. b. Például egy 1,5 kW-os elektromos vízforraló ellenállása 32,2 ohm lesz.
| Táblázat a nikróm tekercs ellenállásának meghatározásához a tápfeszültségtől és a tápfeszültségtől függően elektromos készülékek, Ohm | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Energiafogyasztás forrasztópáka, W | Forrasztópáka tápfeszültség, V | ||||
| 12 | 24 | 36 | 127 | 220 | |
| 12 | 12 | 48,0 | 108 | 1344 | 4033 |
| 24 | 6,0 | 24,0 | 54 | 672 | 2016 |
| 36 | 4,0 | 16,0 | 36 | 448 | 1344 |
| 42 | 3,4 | 13,7 | 31 | 384 | 1152 |
| 60 | 2,4 | 9,6 | 22 | 269 | 806 |
| 75 | 1.9 | 7.7 | 17 | 215 | 645 |
| 100 | 1,4 | 5,7 | 13 | 161 | 484 |
| 150 | 0,96 | 3,84 | 8,6 | 107 | 332 |
| 200 | 0,72 | 2,88 | 6,5 | 80,6 | 242 |
| 300 | 0,48 | 1,92 | 4,3 | 53,8 | 161 |
| 400 | 0,36 | 1,44 | 3,2 | 40,3 | 121 |
| 500 | 0,29 | 1,15 | 2,6 | 32,3 | 96,8 |
| 700 | 0,21 | 0,83 | 1,85 | 23,0 | 69,1 |
| 900 | 0,16 | 0,64 | 1,44 | 17,9 | 53,8 |
| 1000 | 0,14 | 0,57 | 1,30 | 16,1 | 48,4 |
| 1500 | 0,10 | 0,38 | 0,86 | 10,8 | 32,3 |
| 2000 | 0,07 | 0,29 | 0,65 | 8,06 | 24,2 |
| 2500 | 0,06 | 0,23 | 0,52 | 6,45 | 19,4 |
| 3000 | 0,05 | 0,19 | 0,43 | 5,38 | 16,1 |
Nézzünk egy példát a táblázat használatára. Tegyük fel, hogy egy 60 W-os, 220 V tápfeszültségre tervezett forrasztópákát kell visszatekernie. Válassza ki a 60 W-ot a táblázat bal szélső oszlopából. A felső vízszintes vonalon válassza ki a 220 V-ot. A számítás eredményeként kiderül, hogy a forrasztópáka tekercs ellenállásának a tekercs anyagától függetlenül 806 ohmnak kell lennie.
Ha 60 W teljesítményű, 220 V-os feszültségre tervezett forrasztópákát, 36 V-os hálózatról történő tápellátáshoz szükséges forrasztópáka készítésére volt szüksége, akkor az új tekercs ellenállásának már 22 ohmnak kell lennie. Egy online számológép segítségével függetlenül kiszámíthatja bármely elektromos fűtőelem tekercselési ellenállását.
A forrasztópáka tekercselés szükséges ellenállásértékének meghatározása után az alábbi táblázatból kiválasztjuk a nikrómhuzal megfelelő átmérőjét a tekercs geometriai méretei alapján. A nikróm huzal egy króm-nikkel ötvözet, amely akár 1000 ° C-os melegítési hőmérsékletet is képes ellenállni, és Kh20N80 jelzéssel rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy az ötvözet 20% krómot és 80% nikkelt tartalmaz.
A fenti példából egy 806 ohmos ellenállású forrasztópáka spirál feltekeréséhez 5,75 méter 0,1 mm átmérőjű nikrómhuzalra lesz szüksége (a 806-ot el kell osztani 140-nel), vagy 25,4 m átmérőjű huzalra van szüksége. 0,2 mm, és így tovább.
A forrasztópáka spirál feltekerésekor a menetek egymáshoz közel kerülnek egymásra. Melegítéskor a nikrómhuzal vörösen izzó felülete oxidálódik és szigetelő felületet képez. Ha a huzal teljes hossza nem fér el a hüvelyre egy rétegben, akkor a tekercselt réteget csillámmal borítják, a másodikat pedig feltekerik.
A fűtőelem tekercsének elektromos és hőszigetelésére a legjobb anyagok csillám, üvegszálas szövet és azbeszt. Az azbesztnek van érdekes ingatlan, vízzel áztatható és puhává válik, tetszőleges formát ad, és száradás után kellő mechanikai szilárdságú. A forrasztópáka tekercsének nedves azbeszttel történő szigetelésénél figyelembe kell venni, hogy a nedves azbeszt jól vezeti az eklektikus áramot, és csak az azbeszt teljes kiszáradása után lehet a forrasztópákát a hálózatban bekapcsolni.
A nikróm tekercs egy csavarral feltekercselt huzal formájú fűtőelem a kompakt elhelyezés érdekében. A huzal ebből készül nikróm- precíziós ötvözet, melynek fő összetevői a nikkel és a króm. Ennek az ötvözetnek a "klasszikus" összetétele 80% nikkel, 20% króm. Ezen fémek nevének összetétele alkotta a króm-nikkel ötvözetek csoportját jelölő nevet - "nikróm".
A leghíresebb nikróm márkák - Х20Н80 és Х15Н60. Közülük az első közel áll a „klasszikusokhoz”. 72-73% nikkelt és 20-23% krómot tartalmaz. A második célja a költségek csökkentése és a huzal megmunkálhatóságának javítása. A benne lévő nikkel- és krómtartalom csökken - 61% -ra, illetve 18% -ra. De a vas mennyisége megnövekszik - 17-29% -kal szemben az X20H80 1,5-ével.
Ezen ötvözetek alapján azok módosításai nagyobb túlélőképességgel és oxidációval szembeni ellenállással szemben magas hőmérsékletű. Ezek a Kh20N80-N (-N-VI) és a Kh15N60 (-N-VI) márkák. Levegővel érintkező fűtőelemekhez használják. Az ajánlott maximális üzemi hőmérséklet 1100 és 1220 °C között van
Nikróm huzal használata
A nikróm fő tulajdonsága az elektromos árammal szembeni nagy ellenállás. Ez határozza meg az ötvözet hatókörét. Nikróm spirál két minőségben használható - fűtőelemként vagy elektromos ellenállás anyagaként elektromos áramkörök.
Fűtőtestekhez használják elektromos spirál Kh20N80-N és Kh15N60-N ötvözetekből. Alkalmazási példák:
- Háztartási hővisszaverők és ventilátoros fűtőtestek;
- Fűtőelemek háztartási fűtőkészülékekhez és elektromos fűtéshez;
- fűtőtestek ipari kemencékhez és termikus berendezésekhez.
Vákuumban nyert Kh15N60-N-VI és Kh20N80-N-VI ötvözetek indukciós kemencék, használt ipari berendezések fokozott megbízhatóság.
Nikróm spirál osztályok Х15Н60, Х20Н80, Kh20N80-VI abban különbözik, hogy elektromos ellenállása alig változik a hőmérséklettel. Ellenállások, elektronikus áramkörök csatlakozói, vákuumkészülékek kritikus részei készülnek belőle.
Hogyan tekerjünk spirált nikrómból
rezisztív ill fűtőspirál házilag is elkészíthető. Ehhez szüksége van egy megfelelő márkájú nikróm huzalra és a szükséges hosszúság helyes kiszámítására.
Egyes háztartási fűtőberendezések még mindig nikrómhuzalt használnak. Nagy hőállósággal rendelkezik, amely a nikkel és króm ötvözetére jellemző. Ez az anyag jó alakíthatósággal, nagy elektromos ellenállással és alacsony hőmérsékleti ellenállási együtthatóval rendelkezik. Ezért a fűtőelem nikrómhuzalának kiszámításakor ezeket a paramétereket figyelembe kell venni. Ellenkező esetben a számítási eredmények pontatlanok lesznek, és nem adják meg a kívánt eredményt.
Online számológép használata a számításokban
Gyors számítások végezhetők online számológéppel. Ezzel kiszámíthatja és hozzávetőlegesen beállíthatja a nikróm huzal kívánt hosszát. Általában a fűtőberendezésekben legszélesebb körben használt márkákat veszik figyelembe - Kh20N80, Kh20N80-N, Kh15N60.
A számítások elvégzéséhez kötelező kezdeti adatok szükségesek. Először is ez a tervezett fűtőteljesítmény értéke, a nikróm vezeték átmérője és a hálózati tápfeszültség értéke.
A számításokat az alábbiak szerint végezzük. Először is telepítenie kell a megadott paramétereknek megfelelően, a következő képlet szerint: I = P / U. Ezt követően kiszámítják a teljes fűtőelem ellenállását. Ezután elektromos ellenállásra van szüksége egy adott márkájú nikrómhuzalhoz. Erre az értékre a fűtőelem legoptimálisabb hosszának egy másik képlet segítségével történő beállításához lesz szükség: l = SR/ρ. Jó választás hossza az R fűtőelem ellenállását a kívánt értékre hozza.
A számítások elvégzése után ajánlatos a kapott adatokat a táblázat segítségével ellenőrizni, és megbizonyosodni arról, hogy a számított áram megfelel a megengedett értéknek. Ha a névleges áram meghaladja a megengedett határértékeket, újra kell számítani a nikróm huzal átmérőjének növelésével vagy magának a fűtőelemnek a teljesítményének csökkentésével. Figyelembe kell venni azt a tényt, hogy a táblázatokban megadott összes paraméter vízszintes helyzetben lévő és levegős környezetben működő fűtőtestekre vonatkozik.
Ha a nikróm spirált folyadékba helyezve tervezik használni, akkor a megengedett áram értékét meg kell szorozni 1,1-1,5 tényezővel. Ha a spirál zárva van, éppen ellenkezőleg, 1,2-1,5-szeresére kell csökkenteni.
