Elemen pemanas listrik digunakan dalam peralatan rumah tangga dan industri. Penggunaan berbagai pemanas diketahui semua orang. Ini adalah kompor listrik, oven dan oven, pembuat kopi listrik, ketel listrik, dan semua jenis alat pemanas.
Pemanas air listrik, lebih sering disebut, juga mengandung elemen pemanas. Banyak elemen pemanas didasarkan pada kawat hambatan listrik yang tinggi. Dan paling sering kawat ini terbuat dari nichrome.
Buka spiral nichrome
Elemen pemanas tertua, mungkin, adalah koil nichrome biasa. Dahulu kala, kompor listrik buatan sendiri, ketel air, dan pemanas "kambing" digunakan. Memiliki kawat nichrome, yang dapat "dipegang" dalam produksi, membuat spiral daya yang diperlukan tidak menimbulkan masalah.
Ujung kawat dengan panjang yang dibutuhkan dimasukkan ke dalam potongan kenop, kawat itu sendiri dilewatkan di antara dua balok kayu. Wakil harus dijepit sehingga seluruh struktur ditahan, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Gaya penjepitan harus sedemikian rupa sehingga kawat melewati palang dengan sedikit usaha. Jika gaya penjepitan besar, maka kawat akan putus begitu saja.
Gambar 1. Berliku nikrom spiral
Dengan memutar kenop, kawat ditarik melalui batang kayu, dan dengan rapi, berbelok ke belokan, diletakkan di atas batang logam. Di gudang tukang listrik ada satu set engkol berbagai diameter dari 1,5 hingga 10 mm, yang memungkinkan untuk memutar spiral untuk semua kesempatan.
Diketahui berapa diameter kawat dan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk melilitkan spiral dengan daya yang dibutuhkan. Ini angka ajaib masih dapat ditemukan di Internet. Gambar 2 menunjukkan tabel yang menunjukkan data spiral berbagai kekuatan pada tegangan suplai 220V.
Gambar 2. Perhitungan spiral listrik elemen pemanas(klik pada gambar untuk memperbesar)
Semuanya di sini sederhana dan jelas. Setelah mengatur daya yang diperlukan dan diameter kawat nikrom yang tersedia, tinggal memotong sepotong dengan panjang yang diperlukan dan melilitkannya pada mandrel dengan diameter yang sesuai. Dalam hal ini, tabel menunjukkan panjang spiral yang dihasilkan. Tetapi bagaimana jika ada kawat dengan diameter yang tidak ditentukan dalam tabel? Dalam hal ini, spiral hanya perlu dihitung.
Jika perlu, menghitung spiral cukup sederhana. Sebagai contoh, perhitungan spiral yang terbuat dari kawat nichrome dengan diameter 0,45 mm (tidak ada diameter seperti itu di tabel) dengan daya 600W untuk tegangan 220V diberikan. Semua perhitungan dilakukan sesuai dengan hukum Ohm.
Tentang cara mengubah ampere ke watt dan, sebaliknya, watt ke ampere:
I = P / U = 600/220 = 2,72 A
Untuk melakukan ini, cukup membagi daya yang diberikan dengan tegangan dan mendapatkan nilai arus yang melewati spiral. Daya dalam watt, tegangan dalam volt, menghasilkan ampere. Semuanya sesuai dengan sistem SI.
Rumus untuk menghitung hambatan suatu penghantar R = * L / S,
di mana adalah resistansi spesifik konduktor (untuk nichrome 1.0 1.2 Ohm.mm2 / m), L adalah panjang konduktor dalam meter, S adalah penampang konduktor dalam milimeter persegi. Untuk konduktor dengan diameter 0,45 mm, penampang akan menjadi 0,159 mm2.
Jadi L = S * R / = 0,159 * 81 / 1,1 = 1170 mm, atau 11,7 m.
Secara umum, ternyata perhitungannya tidak begitu sulit. Ya, pada kenyataannya, pembuatan spiral tidak begitu sulit, yang, tidak diragukan lagi, merupakan keuntungan dari spiral nikrom biasa. Tetapi keuntungan ini ditimpa oleh banyak kerugian yang melekat pada spiral terbuka.
Pertama-tama, ini adalah suhu pemanasan yang agak tinggi - 700… 800˚C. Kumparan yang dipanaskan memiliki cahaya merah redup, menyentuhnya secara tidak sengaja dapat menyebabkan luka bakar. Selain itu, sengatan listrik mungkin terjadi. Spiral merah-panas membakar oksigen di udara, menarik partikel debu, yang, ketika terbakar, memberikan aroma yang sangat tidak menyenangkan.
Tetapi kelemahan utama dari spiral terbuka adalah bahaya kebakarannya yang tinggi. Oleh karena itu, pemadam kebakaran hanya melarang penggunaan pemanas koil terbuka. Pemanas ini, pertama-tama, termasuk apa yang disebut "kambing", yang desainnya ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Pemanas buatan sendiri "kambing"
Inilah "kambing" liar: itu dibuat dengan sengaja dengan ceroboh, sederhana, bahkan sangat buruk. Api dengan pemanas seperti itu tidak perlu menunggu lama. Desain pemanas seperti itu yang lebih sempurna ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Rumah "Kambing"
Sangat mudah untuk melihat bahwa spiral ditutup oleh selubung logam, inilah yang mencegah menyentuh bagian aktif yang dipanaskan. Bahaya kebakaran dari perangkat semacam itu jauh lebih sedikit daripada yang ditunjukkan pada gambar sebelumnya.
Dahulu kala, pemanas reflektor diproduksi di Uni Soviet. Di tengah reflektor berlapis nikel ada kartrid keramik, di mana, seperti bola lampu dengan basis E27, pemanas 500W disekrup. Bahaya kebakaran reflektor semacam itu juga sangat tinggi. Yah, mereka entah bagaimana tidak berpikir pada masa itu apa yang dapat menyebabkan penggunaan pemanas seperti itu.
Gambar 5. Pemanas refleks
Sangat jelas bahwa, bertentangan dengan persyaratan inspektorat kebakaran, dimungkinkan untuk menggunakan berbagai pemanas koil terbuka hanya di bawah pengawasan yang waspada: jika Anda meninggalkan ruangan, matikan pemanas! Lebih baik lagi, tolak saja untuk menggunakan pemanas jenis ini.
Elemen pemanas koil tertutup
Untuk menghilangkan spiral terbuka, Pemanas Listrik Tubular - Elemen Pemanas Tubular - diciptakan. Desain elemen pemanas ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6. Desain elemen pemanas
Nichrome spiral 1 tersembunyi di dalam tabung logam berdinding tipis 2. Spiral diisolasi dari tabung dengan pengisi 3 dengan konduktivitas termal yang tinggi dan hambatan listrik yang tinggi. Periklas paling sering digunakan sebagai pengisi (campuran kristal magnesium oksida MgO, kadang-kadang dengan pengotor oksida lainnya).
Setelah diisi dengan senyawa isolasi, tabung diberi tekanan, dan di bawah tekanan tinggi periklas berubah menjadi monolit. Setelah operasi seperti itu, spiral dipasang dengan kaku, oleh karena itu, kontak listrik dengan tubuh - tabung sepenuhnya dikecualikan. Desainnya sangat kuat sehingga elemen pemanas apa pun dapat ditekuk, jika diperlukan oleh desain pemanas. Beberapa elemen pemanas memiliki bentuk yang sangat aneh.
Spiral terhubung ke kabel logam 4, yang keluar melalui isolator 5. Kabel timah terhubung ke ujung berulir dari kabel 4 menggunakan mur dan ring 7. Elemen pemanas diikat ke kasing perangkat menggunakan mur dan ring 6, yang pastikan, jika perlu, kekencangan sambungan.
Tunduk pada kondisi operasi, desain seperti itu cukup andal dan tahan lama. Hal inilah yang menyebabkan sangat meluasnya penggunaan elemen pemanas pada perangkat untuk berbagai keperluan dan desain.
Menurut kondisi operasi, elemen pemanas dibagi menjadi dua kelompok besar: udara dan air. Tapi itu hanya namanya. Faktanya, elemen pemanas udara dirancang untuk bekerja di berbagai lingkungan gas. Bahkan udara atmosfer biasa adalah campuran dari beberapa gas: oksigen, nitrogen, karbon dioksida, bahkan ada pengotor argon, neon, kripton, dll.
Lingkungan udara sangat beragam. Ini bisa berupa udara atmosfer yang tenang atau aliran udara yang bergerak dengan kecepatan hingga beberapa meter per detik, seperti pada pemanas kipas atau senapan panas.
Pemanasan shell elemen pemanas bisa mencapai 450 C dan bahkan lebih. Oleh karena itu, untuk pembuatan cangkang tabung luar digunakan berbagai bahan... Ini bisa berupa baja karbon biasa, baja tahan karat, atau baja tahan panas suhu tinggi. Itu semua tergantung pada lingkungan.
Untuk meningkatkan perpindahan panas, beberapa elemen pemanas dilengkapi dengan rusuk pada tabung dalam bentuk pita logam yang dililit. Pemanas ini disebut pemanas bersirip. Penggunaan elemen tersebut paling bijaksana dalam lingkungan udara yang bergerak, misalnya, dalam pemanas kipas dan senapan panas.
Elemen pemanas air juga belum tentu digunakan dalam air, ini adalah nama umum untuk berbagai media cair. Ini bisa berupa minyak, bahan bakar minyak, dan bahkan berbagai cairan agresif. Elemen pemanas cair, penyuling, pabrik desalinasi listrik air laut dan hanya titanium untuk merebus air minum.
Konduktivitas termal dan kapasitas panas air jauh lebih tinggi daripada udara dan media gas lainnya, yang memberikan, dibandingkan dengan lingkungan udara, penghilangan panas yang lebih baik dan lebih cepat dari elemen pemanas. Oleh karena itu, dengan daya listrik yang sama, pemanas air memiliki dimensi geometris yang lebih kecil.
Di sini Anda dapat memberikan contoh sederhana: ketika air mendidih dalam ketel listrik biasa, elemen pemanas dapat memanas, dan kemudian terbakar menjadi lubang. Gambaran yang sama dapat diamati dengan boiler konvensional yang dirancang untuk merebus air dalam gelas atau ember.
Contoh yang diberikan dengan jelas menunjukkan bahwa elemen pemanas air tidak boleh digunakan untuk bekerja di lingkungan udara. Elemen pemanas udara dapat digunakan untuk memanaskan air, tetapi Anda harus menunggu lama hingga air mendidih.
Lapisan kerak yang terbentuk selama operasi juga tidak akan menguntungkan elemen pemanas air. Skala, sebagai suatu peraturan, memiliki struktur berpori dan konduktivitas termalnya rendah. Oleh karena itu, panas yang dilepaskan oleh spiral masuk ke cairan dengan buruk, tetapi spiral itu sendiri di dalam pemanas memanas hingga suhu yang sangat tinggi, yang cepat atau lambat akan menyebabkan kejenuhannya.
Untuk mencegah hal ini terjadi, disarankan untuk membersihkan elemen pemanas secara berkala menggunakan berbagai bahan kimia. Misalnya, dalam iklan televisi, Calgon dianjurkan untuk melindungi pemanas mesin cuci. Meskipun ada banyak pendapat yang sangat berbeda tentang alat ini.
Bagaimana cara menghilangkan kerak kapur?
Selain bahan kimia yang digunakan untuk melindungi dari kerak berbagai perangkat... Pertama-tama, ini adalah transduser air magnetik. Dalam medan magnet yang kuat, kristal garam "keras" mengubah strukturnya, berubah menjadi serpihan, dan menjadi lebih kecil. Sisik terbentuk kurang aktif dari serpihan seperti itu; sebagian besar serpihan hanya hanyut dengan aliran air. Beginilah cara pemanas dan saluran pipa dilindungi dari kerak. Konverter filter magnetik diproduksi oleh banyak perusahaan asing, perusahaan semacam itu juga ada di Rusia. Filter semacam itu tersedia baik tipe in-line maupun overhead.
Pelunak air elektronik
V Akhir-akhir ini pelembut air elektronik menjadi semakin populer. Secara lahiriah, semuanya terlihat sangat sederhana. Sebuah kotak kecil dipasang di pipa, dari mana kabel antena keluar. Kabel dililitkan di sekitar pipa tanpa harus mengelupas catnya. Perangkat dapat dipasang di tempat yang mudah dijangkau, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 7. Pelembut air elektronik
Satu-satunya hal yang diperlukan untuk menghubungkan perangkat adalah soket 220V. Alat ini dirancang untuk dinyalakan dalam waktu lama, tidak perlu dimatikan secara berkala, karena mematikan akan menyebabkan air menjadi keras kembali, dan kerak akan terbentuk kembali.
Prinsip pengoperasian perangkat direduksi menjadi emisi getaran dalam rentang frekuensi ultrasonik, yang dapat mencapai hingga 50 kHz. Frekuensi osilasi diatur menggunakan panel kontrol perangkat. Radiasi diproduksi dalam paket beberapa kali per detik, yang dicapai dengan menggunakan mikrokontroler terintegrasi. Kekuatan getarannya kecil, oleh karena itu, perangkat semacam itu tidak menimbulkan ancaman bagi kesehatan manusia.
Kegunaan memasang perangkat semacam itu mudah ditentukan. Itu semua tergantung pada seberapa keras air itu mengalir pipa air... Di sini Anda bahkan tidak memerlukan perangkat "muskil" apa pun: jika setelah mencuci kulit Anda menjadi kering, karena percikan air ubin garis-garis putih muncul, kerak muncul di ketel, mesin cuci mencuci lebih lambat daripada di awal operasi - jelas air keras mengalir dari keran. Semua ini dapat menyebabkan kegagalan elemen pemanas, dan, akibatnya, ketel atau mesin cuci itu sendiri.
Air sadah tidak melarutkan berbagai deterjen- dari sabun biasa hingga bubuk pencuci yang sangat modis. Akibatnya, Anda harus menambahkan lebih banyak bubuk, tetapi ini tidak banyak membantu, karena kristal garam kekerasan dipertahankan di kain, kualitas pencucian meninggalkan banyak hal yang diinginkan. Semua tanda kesadahan air yang terdaftar berbicara banyak tentang perlunya memasang pelembut air.
Menghubungkan dan memeriksa elemen pemanas
Saat menghubungkan elemen pemanas, kabel dengan bagian yang sesuai harus digunakan. Itu semua tergantung pada arus yang mengalir melalui elemen pemanas. Ada dua parameter yang paling umum dikenal. Ini adalah kekuatan pemanas itu sendiri dan tegangan suplai. Untuk menentukan arus, cukup membagi daya dengan tegangan suplai.
Contoh sederhana. Biarkan ada elemen pemanas dengan daya 1 kW (1000W) untuk tegangan suplai 220V. Untuk pemanas seperti itu, ternyata arusnya adalah
I = P / U = 1000/220 = 4,545A.
Menurut tabel di PUE, arus seperti itu dapat menyediakan kawat dengan penampang 0,5 mm2 (11A), tetapi untuk memastikan kekuatan mekanis, lebih baik menggunakan kawat dengan penampang minimal 2,5 mm2 . Dengan kabel seperti itulah listrik paling sering disuplai ke outlet.
Tetapi sebelum membuat sambungan, Anda harus memastikan bahwa bahkan elemen pemanas yang baru dibeli pun berfungsi dengan baik. Pertama-tama, Anda perlu mengukur resistansi dan memeriksa integritas isolasi. Resistansi elemen pemanas cukup mudah untuk dihitung. Untuk melakukan ini, tegangan suplai harus dikuadratkan dan dibagi dengan daya. Misalnya, untuk pemanas 1000W, perhitungan ini terlihat seperti ini:
220 * 220/1000 = 48,4 Ohm.
Resistansi seperti itu harus ditunjukkan oleh multimeter ketika terhubung ke terminal elemen pemanas. Jika spiral putus, tentu saja multimeter akan menunjukkan putus. Jika Anda mengambil elemen pemanas dengan daya yang berbeda, maka hambatannya, tentu saja, akan berbeda.
Untuk memeriksa integritas insulasi, Anda harus mengukur resistansi antara terminal mana pun dan kotak logam elemen pemanas. Hambatan pengisi isolasi sedemikian rupa sehingga pada setiap batas pengukuran multimeter harus menunjukkan rangkaian terbuka. Jika ternyata resistansinya nol, maka koil bersentuhan dengan badan logam pemanas. Ini bahkan dapat terjadi dengan elemen pemanas yang baru dibeli.
Secara umum, ini digunakan untuk memeriksa isolasi, tetapi tidak selalu dan tidak semua orang memilikinya. Jadi memeriksa dengan multimeter biasa tidak masalah. Setidaknya pemeriksaan seperti itu harus dilakukan.
Seperti yang telah disebutkan, elemen pemanas dapat ditekuk bahkan setelah diisi dengan isolator. Pemanas tersedia dalam berbagai bentuk: tabung lurus, berbentuk U, melingkar, ular atau spiral. Itu semua tergantung pada perangkat perangkat pemanas di mana elemen pemanas seharusnya dipasang. Misalnya, dalam pemanas air sesaat mesin cuci elemen pemanas yang dipilin menjadi spiral digunakan.
Beberapa elemen pemanas memiliki elemen pelindung. Yang paling perlindungan sederhana ini adalah sekering termal. Jika terbakar, maka Anda harus mengganti seluruh elemen pemanas, tetapi tidak akan terbakar. Ada juga sistem perlindungan yang lebih kompleks yang memungkinkan Anda menggunakan elemen pemanas setelah dipicu.
Salah satu perlindungan ini adalah perlindungan berdasarkan pelat bimetal: panas dari elemen pemanas yang terlalu panas membengkokkan pelat bimetal, yang membuka kontak dan menghilangkan energi elemen pemanas. Setelah suhu turun ke nilai yang diizinkan, pelat bimetal tidak menekuk, kontak menutup dan elemen pemanas siap untuk dioperasikan kembali.
Elemen pemanas dengan termostat
Dengan tidak adanya pasokan air panas, Anda harus menggunakan boiler. Desain boiler cukup sederhana. Ini wadah logam, tersembunyi di "mantel bulu" yang terbuat dari isolator panas, yang di atasnya terdapat kotak logam dekoratif. Termometer tertanam di tubuh, menunjukkan suhu air. Desain boiler ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 8. Ketel tipe penyimpanan
Beberapa boiler mengandung anoda magnesium. Tujuannya adalah untuk melindungi pemanas dan tangki internal boiler terhadap korosi. Anoda magnesium adalah habis pakai, itu harus diubah secara berkala saat melayani boiler. Tapi di beberapa boiler, ternyata murah kategori harga, perlindungan tersebut tidak disediakan.
Elemen pemanas dengan termostat digunakan sebagai elemen pemanas di boiler, desain salah satunya ditunjukkan pada Gambar 9.
Gambar 9. Elemen pemanas dengan termostat
Kotak plastik berisi microswitch yang dipicu oleh sensor suhu cair (tabung lurus di sebelah elemen pemanas). Bentuk elemen pemanas itu sendiri bisa sangat beragam, gambar menunjukkan yang paling sederhana. Itu semua tergantung pada kekuatan dan desain boiler. Tingkat pemanasan diatur oleh posisi kontak mekanis yang dikendalikan oleh pegangan bulat putih yang terletak di bagian bawah kotak. Ada juga terminal untuk memasok arus listrik. Pemanas diikat dengan seutas benang.
Elemen pemanas basah dan kering
Pemanas seperti itu bersentuhan langsung dengan air, oleh karena itu elemen pemanas seperti itu disebut "basah". Masa pakai elemen pemanas "basah" adalah dalam 2 ... 5 tahun, setelah itu harus diubah. Secara umum, umur layanannya pendek.
Untuk meningkatkan masa pakai elemen pemanas dan seluruh boiler secara keseluruhan, perusahaan Prancis Atlantik pada tahun 90-an abad terakhir mengembangkan desain elemen pemanas "kering". Sederhananya, pemanas disembunyikan di dalam labu pelindung logam, yang tidak termasuk kontak langsung dengan air: elemen pemanas dipanaskan di dalam labu, yang mentransfer panas ke air.
Secara alami, suhu labu jauh lebih rendah daripada suhu elemen pemanas itu sendiri, oleh karena itu, pembentukan kerak pada kesadahan air yang sama tidak begitu kuat, lebih banyak panas ditransfer ke air. Kehidupan pelayanan pemanas tersebut mencapai 10 ... 15 tahun. Hal di atas berlaku untuk kondisi operasi yang baik, terutama stabilitas tegangan suplai. Tapi bahkan di kondisi bagus Elemen pemanas "kering" juga menghabiskan sumber dayanya, dan mereka harus diubah.
Berikut adalah keuntungan lain dari teknologi elemen pemanas "kering": saat mengganti pemanas, tidak perlu mengalirkan air dari boiler, yang harus diputuskan dari pipa. Cukup buka tutup pemanas dan ganti dengan yang baru.
Atlantic, tentu saja, mematenkan penemuannya, dan kemudian mulai menjual lisensinya kepada perusahaan lain. Saat ini, boiler dengan elemen pemanas "kering" diproduksi oleh perusahaan lain, misalnya Electrolux dan Gorenje. Desain boiler dengan elemen pemanas "kering" ditunjukkan pada Gambar 10.
Gambar 10. Boiler dengan pemanas "kering"
Omong-omong, gambar menunjukkan boiler dengan pemanas steatite keramik. Desain pemanas seperti itu ditunjukkan pada Gambar 11.
Gambar 11. Pemanas keramik
Di dasar keramik ada spiral terbuka biasa yang terbuat dari kawat resistansi tinggi. Suhu pemanasan koil mencapai 800 derajat dan ditransfer ke lingkungan (udara di bawah cangkang pelindung) oleh konveksi dan radiasi panas. Secara alami, pemanas seperti yang diterapkan pada boiler hanya dapat bekerja di cangkang pelindung, di lingkungan udara, kontak langsung dengan air tidak termasuk.
Spiral dapat dililitkan di beberapa bagian, sebagaimana dibuktikan dengan adanya beberapa terminal untuk koneksi. Ini memungkinkan kekuatan pemanas diubah. Daya spesifik maksimum dari pemanas tersebut tidak melebihi 9W / cm 2.
Kondisi untuk operasi normal pemanas semacam itu adalah tidak adanya tekanan mekanis, tikungan, dan getaran. Permukaan harus bebas dari karat dan noda minyak. Dan, tentu saja, semakin stabil tegangan suplai, tanpa lonjakan dan lonjakan, pemanas akan bekerja lebih tahan lama.
Tapi teknik elektro tidak tinggal diam. Teknologi sedang berkembang, meningkat, oleh karena itu, selain elemen pemanas, berbagai elemen pemanas kini telah dikembangkan dan berhasil digunakan. Ini adalah pemanas keramik, pemanas karbon, pemanas inframerah, tetapi itu akan menjadi topik untuk artikel lain.
Perhitungan pemanas kawat untuk tungku listrik.
Artikel ini mengungkapkan rahasia terbesar desain tungku listrik - rahasia menghitung pemanas.
Bagaimana volume, daya, dan laju pemanasan tungku terkait.
Seperti yang dibahas di tempat lain, tidak ada oven konvensional. Demikian juga, tidak ada kompor untuk menembakkan gerabah atau mainan, tanah liat merah atau manik-manik. Itu terjadi hanya tungku (dan di sini kita berbicara secara eksklusif tentang tungku listrik) dengan volume ruang yang berguna, terbuat dari beberapa refraktori. Anda dapat meletakkan satu vas besar atau kecil untuk dibakar ke dalam tungku ini, atau Anda dapat meletakkan seluruh tumpukan lempengan di mana ubin fireclay tebal akan diletakkan. Anda perlu membakar vas atau ubin, mungkin pada 1000 o C, dan mungkin pada 1300 o C. Untuk banyak alasan industri atau rumah tangga, pembakaran harus memakan waktu 5-6 jam atau 10-12 jam.
Tidak ada yang tahu apa yang Anda butuhkan dari kompor lebih baik daripada diri Anda sendiri. Karena itu, sebelum melanjutkan perhitungan, Anda perlu mengklarifikasi semua pertanyaan ini sendiri. Jika tungku sudah ada, tetapi perlu memasang pemanas di dalamnya atau mengganti yang lama dengan yang baru, tidak perlu konstruksi. Jika oven dibangun dari awal, harus dimulai dengan mencari tahu dimensi ruang, yaitu dari panjang, kedalaman, lebar.
Mari kita asumsikan Anda sudah mengetahui nilai-nilai ini. Katakanlah Anda menginginkan kamera dengan tinggi 490 mm, lebar 350 mm, dan dalam. Lebih lanjut dalam teks, kami akan menyebut kompor dengan ruang seperti itu 60 liter. Pada saat yang sama, kami akan merancang tungku kedua yang lebih besar dengan tinggi H = 800 mm, lebar D = 500 mm dan kedalaman L = 500 mm. Kami akan menyebut oven ini sebagai oven 200 liter.
Volume tungku dalam liter = H x D x L,
di mana H, D, L dinyatakan dalam desimeter.
Jika Anda telah mengubah milimeter menjadi desimeter dengan benar, volume tungku pertama harus 60 liter, volume tungku kedua - benar-benar 200! Jangan berpikir bahwa penulisnya mencibir: kesalahan paling umum dalam perhitungan adalah kesalahan dalam dimensi!
Kami melanjutkan ke pertanyaan berikutnya - terbuat dari apa dinding tungku? Hampir semua tungku modern terbuat dari refraktori ringan dengan konduktivitas termal rendah dan kapasitas panas rendah. Kompor yang sangat tua terbuat dari fireclay yang berat. Tungku semacam itu mudah dikenali dari lapisannya yang besar, yang ketebalannya hampir sama dengan lebar ruangan. Jika Anda memiliki kasing ini, Anda kurang beruntung: selama penembakan, 99% energi akan dihabiskan untuk memanaskan dinding, bukan produk. Kami berasumsi bahwa dindingnya terbuat dari bahan modern (MKRL-08, ShVP-350). Maka hanya 50-80% energi yang akan dihabiskan untuk memanaskan dinding.
Sebagian besar unduhan tetap sangat tidak pasti. Meskipun umumnya lebih kecil dari massa dinding tahan api (ditambah perapian dan atap) tungku, massa ini tentu saja akan berkontribusi pada laju pemanasan.
Sekarang tentang kekuatan. Daya adalah berapa banyak panas yang dihasilkan pemanas dalam 1 detik. Satuan ukuran untuk daya adalah watt (disingkat W). Bola lampu pijar yang terang adalah 100 W, ketel listrik 1000 W, atau 1 kilowatt (disingkat 1 kW). Jika Anda menyalakan pemanas 1 kW, itu akan memancarkan panas setiap detik, yang, menurut hukum kekekalan energi, akan memanaskan dinding, produk, dan terbang dengan udara melalui slot. Secara teoritis, jika tidak ada kerugian melalui slot dan dinding, 1 kW mampu memanaskan apa pun hingga suhu tak terbatas dalam waktu tak terbatas. Dalam praktiknya, kehilangan panas nyata (perkiraan rata-rata) diketahui untuk tungku, oleh karena itu ada aturan rekomendasi berikut:
Untuk laju pemanasan normal tungku 10-50 liter, daya diperlukan
100 watt per liter volume.
Untuk laju pemanasan normal tungku 100-500 liter, daya diperlukan
50-70 W untuk setiap liter volume.
Nilai daya spesifik harus ditentukan tidak hanya dengan mempertimbangkan volume tungku, tetapi juga dengan mempertimbangkan massa lapisan dan pemuatan. Semakin besar beban, semakin banyak lebih penting kau harus memilih. Jika tidak, oven akan memanas, tetapi untuk waktu yang lebih lama. Mari kita pilih daya spesifik 100 W / l untuk 60 liter kami, dan 60 W / l untuk 200 liter. Dengan demikian, kita mendapatkan bahwa kekuatan pemanas 60 liter harus 60 x 100 = 6000 W = 6 kW, dan pemanas 200 liter - 200 x 60 = 12000 W = 12 kW. Lihat betapa menariknya: volumenya meningkat lebih dari 3 kali, dan kapasitasnya - hanya 2. Mengapa? (Pertanyaan untuk pekerjaan mandiri).
Kebetulan tidak ada soket 6 kW di apartemen, tetapi hanya ada 4 kW, tetapi Anda membutuhkan 60 liter! Nah, Anda dapat menghitung pemanas untuk 4 kilowatt, tetapi terimalah kenyataan bahwa tahap pemanasan selama pembakaran akan berlangsung 10-12 jam. Kebetulan, sebaliknya, pemanasan diperlukan selama 5-6 jam dengan beban yang sangat besar. Maka Anda harus menginvestasikan 8 kW dalam kompor 60 liter dan tidak memperhatikan kabel merah-panas ... Untuk alasan lebih lanjut, kami akan membatasi diri pada kekuatan klasik - masing-masing 6 dan 12 kW.
Daya, ampere, volt, fase.
Mengetahui daya, kita mengetahui permintaan panas untuk pemanasan. Menurut hukum kekekalan energi yang tak terhindarkan, kita harus mengambil daya yang sama dari jaringan listrik. Kami mengingatkan Anda tentang rumus:
Daya pemanas (W) = Tegangan pemanas (V) x Arus (A)
atau P = U x I
Ada dua trik untuk formula ini. Pertama: tegangan harus diambil di ujung pemanas, dan tidak secara umum di outlet. Tegangan diukur dalam volt (disingkat V). Kedua: Maksud saya arus yang mengalir tepat melalui pemanas ini, dan tidak secara umum melalui mesin. Arus diukur dalam ampere (disingkat A).
Kami selalu diberi tegangan dalam jaringan. Jika gardu induk beroperasi secara normal dan bukan pada jam sibuk, tegangan pada colokan listrik rumah tangga biasa adalah 220 V. Tegangan pada gardu induk industri jaringan tiga fase antara fase apa pun dan kabel netral juga sama dengan 220V, dan tegangan antara dua fase- 380 V. Jadi, dalam kasus rumah tangga, jaringan fase tunggal, kami tidak memiliki pilihan tegangan - hanya 220 V. Dalam kasus jaringan tiga fase, ada pilihan, tetapi yang kecil - baik 220 atau 380 V. Tapi bagaimana dengan ampere? Mereka akan diperoleh secara otomatis dari tegangan dan hambatan pemanas sesuai dengan hukum besar Ohm besar:
Hukum Ohm untuk bagian dari rangkaian listrik:
Arus (A) = Tegangan Saluran (V) / Resistansi Saluran (Ohm)
atau I = U / R
Untuk mendapatkan 6 kW dari jaringan fase tunggal, diperlukan arus I = P / U= 6000/220 = 27,3 ampere. Ini adalah arus besar, tetapi nyata dari jaringan rumah tangga yang baik. Misalnya, arus seperti itu mengalir di kompor listrik, di mana semua pembakar dihidupkan dengan kekuatan penuh dan oven juga. Untuk mendapatkan 12 kW dalam jaringan fase tunggal untuk 200 liter, Anda akan membutuhkan arus dua kali lebih banyak - 12000/220 = 54,5 ampere! Ini tidak dapat diterima untuk jaringan rumah tangga mana pun. Lebih baik menggunakan tiga fase, yaitu. mendistribusikan daya ke tiga saluran. Dalam setiap fase, 12000/3/220 = 18,2 ampere akan mengalir.
Perhatikan perhitungan terakhir. Saat ini, kami TIDAK TAHU pemanas seperti apa yang akan ada di oven, kami TIDAK TAHU tegangan (220 atau 380 V) apa yang akan diterapkan ke pemanas. Tetapi kita TAHU dengan pasti bahwa 12 kW harus diambil dari jaringan tiga fase, beban harus didistribusikan secara merata, mis. 4 kW di setiap fase jaringan kami, mis. 18.2A akan mengalir melalui setiap kawat fase dari mesin otomatis input (umum) tungku, dan sama sekali tidak perlu arus seperti itu akan mengalir melalui pemanas. Omong-omong, 18,2 A juga akan melewati meteran listrik. (Dan omong-omong: tidak akan ada arus melalui kabel nol karena kekhasan catu daya tiga fase. Fitur-fitur ini diabaikan di sini, karena kami hanya tertarik pada pekerjaan termal arus). Jika Anda memiliki pertanyaan pada saat ini dalam presentasi, bacalah sekali lagi. Dan pikirkan: jika 12 kilowatt dilepaskan dalam volume tungku, maka menurut hukum kekekalan energi, 12 kilowatt yang sama melewati tiga fase, masing-masing - 4 kW ...
Mari kembali ke kompor 60 liter fase tunggal. Sangat mudah untuk menemukan bahwa resistansi pemanas tungku seharusnya R = U / I= 220 V / 27,3 A = 8,06 Ohm. Oleh karena itu, sangat pandangan umum diagram listrik tungku akan terlihat seperti ini:
Sebuah pemanas dengan hambatan 8,06 Ohm harus mengalirkan arus sebesar 27,3 A
Untuk tungku tiga fase, diperlukan tiga sirkuit pemanas yang identik: pada gambar - sirkuit listrik paling umum dari 200 liter.
Kekuatan oven 200 liter harus didistribusikan secara merata di 3 sirkuit - A, B dan C.
Tetapi setiap pemanas dapat dihidupkan baik antara fase dan nol, atau antara dua fase. Dalam kasus pertama, akan ada 220 volt di ujung setiap rangkaian pemanas, dan hambatannya adalah R = U / I= 220 V / 18,2 A = 12,08 Ohm. Dalam kasus kedua, akan ada 380 volt di ujung setiap sirkuit pemanas. Untuk memperoleh daya sebesar 4 kW, arus harus I = P / U= 4000/380 = 10,5 ampere, mis. resistensi harus R = U / I= 380 V / 10,5 A = 36,19 Ohm. Opsi koneksi ini disebut "bintang" dan "delta". Seperti yang dapat dilihat dari nilai resistansi yang diperlukan, cukup mengubah rangkaian catu daya dari bintang (pemanas 12,08 Ohm) menjadi segitiga (pemanas 36,19 Ohm) tidak akan berfungsi - dalam setiap kasus, Anda perlu sendiri pemanas.
Di sirkuit bintang, setiap sirkuit pemanas
terhubung antara fase dan nol untuk tegangan 220 volt. Arus sebesar 18,2 A mengalir melalui setiap pemanas dengan hambatan 12,08 Ohm. Tidak ada arus yang mengalir melalui kawat N.
Di sirkuit delta, setiap sirkuit pemanas
dinyalakan antara dua fase untuk tegangan 380 volt. Arus 10,5 A mengalir melalui setiap pemanas dengan hambatan 36,19 Ohm. Arus 18,2 A mengalir melalui kabel penghubung titik A1 dengan sakelar daya (titik A), sehingga 380 x 10,5 = 220 x 18,2 = 4 kilowatt! Begitu juga dengan garis B1 – B dan C1 – C.
Pekerjaan rumah. Ada bintang di 200 liter. Hambatan masing-masing rangkaian adalah 12,08 Ohm. Berapakah daya tungku jika pemanas ini dinyalakan dengan segitiga?
Membatasi beban pemanas kawat (Х23Ю5Т).
Kemenangan penuh! Kita tahu hambatan pemanas! Yang tersisa hanyalah memundurkan sepotong kawat dengan panjang yang dibutuhkan. Jangan bosan dengan perhitungan dengan resistivitas - semuanya telah lama dihitung dengan akurasi yang cukup untuk kebutuhan praktis.
| Diameter, mm | Meter dalam 1 kg | Resistansi 1 meter, 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 |
Untuk kompor 60 liter, diperlukan 8,06 Ohm, pilih satu setengah dan dapatkan bahwa hambatan yang diperlukan akan diberikan hanya dengan 10 meter kawat, yang beratnya hanya 140 gram! Hasil yang luar biasa! Mari kita periksa lagi: 10 meter kawat 1,5 mm memiliki hambatan 10 x 0,815 = 8,15 Ohm. Arus pada 220 volt akan menjadi 220 / 8,15 = 27 ampere. Daya akan menjadi 220 x 27 = 5940 W = 5,9 kW. Kami ingin 6 kW. Kami tidak salah di mana pun, satu-satunya hal yang mengkhawatirkan adalah tidak ada oven seperti itu ...
Sebuah pemanas merah-panas kesepian dalam oven 60 liter.
Pemanas sangat kecil atau sesuatu. Inilah perasaan ketika melihat gambar di atas. Tapi kami melakukan perhitungan, bukan filosofi, jadi mari beralih dari perasaan ke angka. Angka-angka mengatakan sebagai berikut: 10 meter kawat dengan diameter 1,5 mm memiliki luas S = L x d x pi = 1000 x 0,15 x 3,14 = 471 m2 cm Dari area ini (di mana lagi?), 5,9 kW terpancar ke dalam volume tungku, mis. untuk 1 sq. cm luas memiliki daya pancar sebesar 12,5 watt. Mengabaikan detailnya, kami menunjukkan bahwa pemanas perlu dipanaskan hingga suhu yang sangat tinggi sebelum suhu di dalam oven naik secara signifikan.
Panas berlebih dari pemanas ditentukan oleh nilai yang disebut beban permukaan P, yang kami hitung di atas. Dalam praktiknya, ada nilai batas untuk setiap jenis pemanas P tergantung pada bahan pemanas, diameter dan suhu. Dengan perkiraan yang baik untuk kawat yang terbuat dari paduan domestik Kh23Yu5T dengan diameter berapa pun (1,5-4 mm), nilai 1,4-1,6 W / cm 2 dapat digunakan untuk suhu 1200-1250 o C.
Secara fisik, panas berlebih dapat dikaitkan dengan perbedaan suhu pada permukaan kawat dan di dalamnya. Panas dilepaskan di seluruh volume, oleh karena itu, semakin tinggi beban permukaan, semakin banyak suhu ini akan berbeda. Pada suhu permukaan yang mendekati batas suhu operasi, suhu di inti kawat dapat mendekati suhu leleh.
Jika tungku dirancang untuk suhu rendah, beban permukaan dapat dipilih lebih banyak, misalnya, 2 - 2,5 W / cm 2 untuk 1000 o C. Di sini Anda dapat membuat komentar sedih: canthal asli (ini adalah paduan asli, analognya adalah fechral Rusia Kh23Yu5T) memungkinkan P hingga 2,5 pada 1250 o C. Canthal semacam itu dibuat oleh perusahaan Swedia Kantal.
Mari kembali ke 60 liter kami dan pilih kabel yang lebih tebal dari meja - dua. Jelas bahwa deuces harus mengambil 8,06 Ohm / 0,459 Ohm / m = 17,6 meter, dan beratnya sudah 440 gram. Kami mempertimbangkan beban permukaan: P= 6000 W / (1760 x 0,2 x 3,14) cm 2 = 5,43 W / cm 2. Banyak. Untuk kawat dengan diameter 2,5 mm, Anda mendapatkan 27,5 meter dan P= 2.78. Untuk troika - 39 meter, 2,2 kilogram dan P= 1,66. Akhirnya.
Sekarang kita harus memutar troika sepanjang 39 meter (jika pecah, mulailah berliku lagi). Tetapi Anda dapat menggunakan DUA pemanas yang terhubung secara paralel. Secara alami, resistansi masing-masing seharusnya tidak lagi menjadi 8,06 Ohm, tetapi dua kali lipat. Oleh karena itu, untuk dua, dua pemanas akan menyala, masing-masing 17,6 x 2 = 35,2 m, masing-masing akan memiliki daya 3 kW, dan beban permukaan akan menjadi 3000 W / (3520 x 0,2 x 3,14) cm 2 = 1, 36 L / cm2. Dan beratnya adalah 1,7 kg. Telah menghemat setengah kilo. Total banyak belokan diperoleh, yang dapat didistribusikan secara merata ke semua dinding tungku.
Pemanas terdistribusi dengan baik dalam oven 60 liter.
| Diameter, mm | Membatasi arus untuk P= 2 W / cm 2 pada 1000 o C | Membatasi arus untuk P= 1,6 W / cm 2 pada 1200 o C |
| 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 |
Contoh perhitungan oven 200 liter.
Sekarang setelah prinsip-prinsip dasar diketahui, kami akan menunjukkan bagaimana mereka digunakan untuk menghitung tungku 200 liter yang sebenarnya. Semua tahapan perhitungan, tentu saja, dapat diformalkan dan ditulis ke dalam program sederhana yang akan melakukan hampir semuanya dengan sendirinya.
Mari kita menggambar oven kita "dalam sapuan". Kami sepertinya melihatnya dari atas, di tengah - di bawah, di sisi dinding. Kami akan menghitung luas semua dinding, sehingga dengan benar, secara proporsional dengan luas, mengatur pasokan panas.
"Sapu" oven 200 liter.
Kita sudah tahu bahwa ketika dihubungkan oleh sebuah bintang, arus sebesar 18,2A harus mengalir di setiap fase. Dari tabel di atas untuk arus pembatas dapat disimpulkan bahwa untuk kawat dengan diameter 2,5 mm, satu elemen pemanas dapat digunakan (arus pembatas 20,7A), dan untuk kawat 2,0 mm, dua elemen yang dihubungkan secara paralel harus digunakan. (karena membatasi arus 14.8A), total akan ada 3 x 2 = 6 di dalam oven.
Menurut hukum Ohm, kami menghitung resistansi yang diperlukan dari pemanas. Untuk kawat dengan diameter 2,5 mm R= 220/18,2 = 12,09 ohm, atau 12,09 / 0,294 = 41,1 meter. Anda akan membutuhkan 3 pemanas seperti itu, masing-masing sekitar 480 putaran, jika dililitkan pada mandrel 25 mm. Berat total kawat adalah (41,1 x 3) / 25 = 4,9 kg.
Untuk kawat 2,0 mm, ada dua elemen paralel di setiap fase, sehingga resistansi masing-masing harus dua kali lipat - 24,18 Ohm. Panjang masing-masing akan menjadi 24,18 / 0,459 = 52,7 meter. Setiap elemen akan memiliki 610 putaran dengan belitan yang sama. Berat total semua 6 elemen pemanas (52,7 x 6) / 40 = 7,9 kg.
Tidak ada yang menghalangi kita untuk membagi spiral menjadi beberapa bagian, yang kemudian dihubungkan secara seri. Untuk apa? Pertama, untuk kemudahan instalasi. Kedua, jika seperempat pemanas gagal, hanya seperempat ini yang perlu diubah. Dengan cara yang sama, tidak ada yang mau repot-repot memasukkan seluruh spiral ke dalam oven. Kemudian spiral terpisah akan diperlukan untuk pintu, tetapi kami memiliki, dalam kasus diameter 2,5 mm, hanya ada tiga di antaranya ...
Kami menempatkan satu fase kawat 2,5 mm. Pemanas dibagi menjadi 8 kumparan pendek independen, semuanya terhubung secara seri.
Ketika kita menempatkan ketiga fase dengan cara yang sama (lihat gambar di bawah), berikut ini menjadi jelas. Kami lupa tentang podnya! Dan itu menempati 13,5% dari area tersebut. Selain itu, spiral berada dalam jarak listrik yang berbahaya satu sama lain. Yang sangat berbahaya adalah kedekatan spiral di dinding kiri, di mana ada tegangan 220 Volt di antara mereka (fase - nol - fase - nol ...). Jika, karena sesuatu, spiral tetangga dari dinding kiri saling bersentuhan, korsleting besar tidak dapat dihindari. Kami mengusulkan untuk secara independen mengoptimalkan pengaturan dan koneksi spiral.
Kami menempatkan semua fase.
Untuk kasus jika kami memutuskan untuk menggunakan dua, diagram ditunjukkan di bawah ini. Setiap elemen, sepanjang 52,7 meter, dibagi menjadi 4 spiral berturut-turut dengan 610/4 = 152 putaran (berliku pada mandrel 25 mm).
Opsi pengaturan pemanas untuk kawat 2,0 mm.
Fitur berliku, instalasi, operasi.
Kawat itu nyaman karena dapat dililitkan menjadi spiral, dan kemudian spiral dapat diregangkan sesuai keinginan. Dipercayai bahwa diameter belitan harus lebih dari 6-8 diameter kawat. Pitch optimal di antara belokan adalah diameter 2-2,5 kawat. Tetapi perlu untuk melilitkan koil ke koil: sangat mudah untuk meregangkan spiral, untuk memerasnya jauh lebih sulit.
Kawat tebal dapat putus selama penggulungan. Hal ini sangat mengecewakan jika 5 dari 200 putaran dibiarkan berputar Sangat ideal untuk memutar mesin bubut dengan kecepatan rotasi mandrel yang sangat lambat. Paduan Kh23Yu5T diproduksi sebagai temper dan tidak dibagikan. Yang terakhir sering meledak, oleh karena itu, jika Anda punya pilihan, pastikan untuk membeli kabel yang dilepaskan untuk belitan.
Berapa banyak putaran yang Anda butuhkan? Terlepas dari kesederhanaan pertanyaannya, jawabannya tidak jelas. Pertama, diameter mandrel tidak diketahui secara pasti, dan karenanya diameter satu putaran. Kedua, diketahui dengan pasti bahwa diameter kawat berjalan sedikit sepanjang, sehingga hambatan spiral juga akan berjalan. Ketiga, resistensi spesifik dari paduan las tertentu mungkin berbeda dari referensi. Dalam praktiknya, spiral dililitkan 5-10 putaran lebih dari dengan perhitungan, kemudian resistansi diukur - dengan perangkat SANGAT AKURAT yang dapat Anda percayai, dan bukan dengan sabun cuci piring. Secara khusus, Anda perlu memastikan bahwa dengan probe hubung singkat, perangkat menunjukkan nol, atau sejumlah urutan 0,02 Ohm, yang perlu dikurangi dari nilai yang diukur. Saat mengukur resistansi, spiral sedikit diregangkan untuk mengecualikan pengaruh hubung singkat belokan ke belokan. Giliran ekstra digigit.
Yang terbaik adalah menempatkan koil dalam tungku pada tabung mullite-silica (MCR). Untuk diameter belitan 25 mm, tabung dengan diameter luar 20 mm cocok, untuk diameter belitan 35 mm - 30 - 32 mm.
Ada baiknya jika kompor dipanaskan secara merata dari lima sisi (empat dinding + bawah). Penting untuk memusatkan daya yang signifikan pada perapian, misalnya, 20 -25% dari seluruh kapasitas desain tungku. Ini mengkompensasi asupan udara dingin dari luar.
Sayangnya, masih tidak mungkin untuk mencapai keseragaman pemanasan yang mutlak. Anda bisa lebih dekat dengannya menggunakan sistem ventilasi dengan asupan udara LEBIH RENDAH dari oven.
Selama pemanasan pertama, atau bahkan dua atau tiga pemanasan pertama, kotoran terbentuk di permukaan kawat. Kita tidak boleh lupa untuk menghapusnya baik dari pemanas (dengan kuas) dan dari permukaan lempengan, batu bata, dll. Sampah sangat berbahaya jika koil hanya terletak di atas batu bata: oksida besi dengan aluminosilikat pada suhu tinggi (pemanas dalam satu milimeter!) Membentuk senyawa dengan titik leleh rendah, yang menyebabkan pemanas dapat terbakar.
Anda akan perlu
- Spiral, caliper, penggaris. Penting untuk mengetahui bahan spiral, nilai arus I dan tegangan U di mana spiral akan bekerja, dan dari bahan apa spiral itu dibuat.
instruksi
Cari tahu berapa banyak resistansi R yang harus dimiliki koil Anda. Untuk melakukan ini, gunakan hukum Ohm dan substitusikan nilai arus I pada rangkaian dan tegangan U di ujung spiral ke dalam rumus R = U / I.
Dengan menggunakan buku referensi, tentukan hambatan listrik spesifik bahan , dari mana spiral akan dibuat. harus dinyatakan dalam Ohm m. Jika nilai dalam buku referensi diberikan dalam Ohm mm² / m, maka kalikan dengan 0,000001. Contoh: resistivitas tembaga = 0,0175 Ohm mm² / m, jika diterjemahkan ke dalam SI kita memiliki = 0, 0175 0,000001 = 0,0000000175 Ohm m.
Cari panjang kawat dengan rumus: Lₒ = R S / .
Ukur panjang l sewenang-wenang dengan penggaris pada spiral (misalnya: l = 10cm = 0,1m). Hitung jumlah loop n sepanjang ini. Tentukan pitch helix H = l / n atau ukur dengan jangka sorong.
Temukan berapa banyak lilitan N yang dapat dibuat dari kawat dengan panjang Lₒ: N = Lₒ / (πD + H).
Temukan panjang spiral itu sendiri dengan rumus: L = Lₒ / N.
Syal spiral juga disebut syal boa, syal gelombang. Yang utama di sini bukanlah jenis benang, bukan pola rajutan dan bukan warna produk jadi, tetapi teknik pengerjaan dan orisinalitas model. Syal spiral melambangkan kemeriahan, kemegahan, kekhidmatan. Itu terlihat seperti embel-embel renda yang elegan, boa eksotis, dan syal biasa, tetapi sangat asli.
Cara merajut syal spiral dengan jarum rajut
Untuk merajut syal spiral, masukkan 24 loop pada jarum dan rajut baris pertama:
- 1 lingkaran tepi;
- 11 wajah;
- 12 loop purl.
Kualitas dan warna benang untuk syal spiral ini terserah Anda.
Baris pertama: pertama 1 loop tepi, lalu 1 benang di atas, lalu 1 loop depan, lalu 1 benang di atas dan 8 loop depan. Lepaskan satu di jarum rajut kanan sebagai purl, tarik benang di antara jarum rajut ke depan. Kembalikan loop yang dilepas ke jarum rajut kiri, tarik benang di antara jarum rajut ke belakang (dalam hal ini, loop akan berubah menjadi benang yang dibungkus). Balikkan pekerjaan dan rajut 12 jahitan purl.
Baris ke-2: pertama rajut 1 loop tepi, lalu 1 benang di atas, lalu rajut 3 loop depan, 1 benang di atas dan 6 loop depan. Lepaskan satu di jarum rajut kanan sebagai purl, tarik benang di antara jarum rajut ke depan. Selanjutnya, kembalikan loop ke jarum rajut kiri, tarik benang kembali di antara jarum rajut, lalu putar pekerjaan dan rajut 12 loop purl.
Baris ke-3: rajut 1 loop tepi, lalu 2 loop bersama dengan loop depan, lalu 1 loop, lalu 2 loop bersama dengan loop depan dan 4 loop depan. Lepaskan satu di jarum rajut kanan sebagai purl, tarik benang di antara jarum ke depan, kembalikan loop ke jarum rajut kiri, lalu tarik benang di antara jarum ke belakang. Setelah itu, putar pekerjaan dan rajut 8 loop purl.
Baris ke-4: rajut 1 keliman, lalu 3 loop bersama dengan yang depan, lalu 4 loop depan, * dapatkan loop yang dibungkus dari bawah dan rajut bersama dengan yang depan berikutnya, 1 depan * (ulangi rajutan dari * ke * 3 kali) . Tanpa membalik pekerjaan, ikat loop purl.
Jadi, rajut syal melingkar dengan panjang yang dibutuhkan dalam blok dari 4 baris ini.
Hampir semua wanita menghadapi masalah kontrasepsi. Salah satu metode yang andal dan terbukti adalah alat kontrasepsi dalam rahim, yang masih diminati hingga saat ini.
Jenis spiral
Perangkat intrauterin terbuat dari plastik dan terdiri dari dua jenis: spiral yang mengandung tembaga (perak) dan spiral yang mengandung hormon. Ukurannya 3X4 cm Pilihan metode kontrasepsi dan koil itu sendiri terjadi di resepsi ginekolog. Anda tidak harus melakukan ini sendiri. Alat kontrasepsi dalam rahim dipasang oleh dokter kandungan selama menstruasi. Ukurannya kecil dan menyerupai bentuk huruf T.
Spiral tembaga terbuat dari kawat tembaga. Cirinya adalah kemampuan untuk bertindak pada rahim sedemikian rupa sehingga telur tidak dapat menempel padanya. Ini difasilitasi oleh dua sulur tembaga.
Kumparan hormon memiliki wadah yang berisi progestin. Hormon ini mencegah terjadinya ovulasi. Dalam hal menggunakan hormonal alat intrauterin sperma tidak dapat membuahi sel telur. Seperti yang dicatat oleh wanita, saat menggunakan spiral seperti itu, menstruasi menjadi lebih ramping dan tidak terlalu menyakitkan. Namun, ini tidak membahayakan, karena terkait dengan aksi hormon di dalam spiral. Ginekolog merekomendasikan agar wanita yang menderita periode menyakitkan memasang koil hormonal.
Pilihan spiral
Perangkat intrauterin ginekologi memiliki merek yang berbeda, baik dalam maupun luar negeri. Selain itu, biayanya dapat bervariasi dari 250 rubel hingga beberapa ribu. Hal ini dipengaruhi oleh banyak faktor.
Spiral Juno Bio cukup populer di kalangan wanita Rusia. Ini menarik, pertama-tama, dengan biaya rendah. Namun, efisiensi yang rendah dari aksi koil ini menyebabkan risiko kehamilan yang tinggi.
Perangkat intrauterine Mirena telah membuktikan dirinya dengan baik, tetapi ini adalah salah satu yang paling mahal dalam serinya. Pada saat yang sama, penggunaan alat kontrasepsi dianggap sebagai bentuk kontrasepsi termurah dan paling terjangkau.
Ini kumparan hormonal... Produsennya berjanji bahwa spiral Mirena cenderung bergeser di dalam rahim atau rontok. Yaitu, ini mengarah pada permulaan kehamilan, oleh karena itu, pasien disarankan untuk secara teratur memeriksa keberadaan kontrasepsi intrauterin di tempat yang tepat.
Standar tegangan pada jaringan listrik rumah tangga adalah U = 220V. Kekuatan arus dibatasi oleh sekering di switchboard dan, sebagai aturan, sama dengan I = 16A.
Sumber:
- Tabel besaran fisis, I.K. Kikoin, 1976
- rumus panjang spiral
Besi solder listrik adalah alat tangan yang dirancang untuk mengikat bagian-bagian bersama-sama melalui solder lunak, dengan memanaskan solder ke keadaan cair dan mengisi celah antara bagian-bagian yang akan disolder dengan itu.
Setrika solder listrik tersedia untuk tegangan suplai 12, 24, 36, 42 dan 220 V, dan ada alasan untuk ini. Hal utama adalah keselamatan manusia, yang kedua adalah tegangan listrik di tempat pekerjaan penyolderan dilakukan. Dalam produksi di mana semua peralatan diarde dan memiliki kelembaban tinggi, diperbolehkan menggunakan besi solder dengan tegangan tidak lebih dari 36 V, sedangkan badan besi solder harus diarde. Jaringan on-board sepeda motor memiliki tegangan DC 6 V, mobil - 12 V, truk - 24 V. Penerbangan menggunakan jaringan dengan frekuensi 400 Hz dan tegangan 27 V. Ada juga batasan desain , misalnya, besi solder 12 W sulit dibuat untuk tegangan suplai 220 V, karena spiral perlu dililit dari kawat yang sangat tipis dan oleh karena itu banyak lapisan dililit, besi solder akan menjadi besar, tidak nyaman untuk pekerjaan kecil. Karena belitan besi solder dililit dari kawat nichrome, ia dapat ditenagai oleh tegangan bolak-balik dan langsung. Hal utama adalah bahwa tegangan suplai cocok dengan tegangan yang dirancang untuk besi solder.
Kekuatan besi solder listrik adalah 12, 20, 40, 60, 100 W dan banyak lagi. Dan ini juga bukan kebetulan. Agar solder menyebar dengan baik selama penyolderan di atas permukaan bagian yang akan disolder, mereka harus dipanaskan hingga suhu yang sedikit lebih tinggi dari suhu leleh solder. Pada kontak dengan benda kerja, panas dipindahkan dari ujung ke benda kerja dan suhu ujung turun. Jika diameter ujung besi solder tidak mencukupi atau kekuatan elemen pemanas kecil, maka setelah mengeluarkan panas, ujungnya tidak akan dapat memanas hingga suhu yang ditentukan, dan tidak mungkin untuk menyolder. Dalam kasus terbaik, Anda akan mendapatkan solder yang longgar dan tidak kuat. Besi solder yang lebih kuat dapat digunakan untuk menyolder bagian-bagian kecil, tetapi ada masalah tidak dapat diaksesnya titik solder. Bagaimana, misalnya, sirkuit mikro dapat disolder ke papan sirkuit tercetak dengan jarak kaki 1,25 mm dengan ujung besi solder berukuran 5 mm? Benar, ada jalan keluar, beberapa lilitan kawat tembaga dengan diameter 1 mm dililitkan pada sengatan seperti itu dan ujung kawat ini sudah disolder. Tetapi kerumitan besi solder membuat pekerjaan itu hampir mustahil. Ada satu batasan lagi. Pada daya tinggi, besi solder akan dengan cepat menghangatkan elemen, dan banyak komponen radio tidak memungkinkan pemanasan di atas 70˚С, dan oleh karena itu, waktu yang diizinkan untuk menyoldernya tidak lebih dari 3 detik. Ini adalah dioda, transistor, sirkuit mikro.
Perangkat besi solder
Besi solder adalah batang tembaga merah yang dipanaskan oleh spiral nikrom ke titik leleh solder. Batang besi solder terbuat dari tembaga karena konduktivitas termal yang tinggi. Lagi pula, saat menyolder, Anda harus dengan cepat memindahkan ujung besi solder dari elemen pemanas ke panas. Ujung batang memiliki bentuk baji, merupakan bagian kerja dari besi solder dan disebut tip. Batang dimasukkan ke dalam tabung baja yang dibungkus mika atau fiberglass. Kawat nichrome dililitkan pada mika, yang berfungsi sebagai elemen pemanas.
Lapisan mika atau asbes dililitkan di atas nichrome, yang berfungsi untuk mengurangi kehilangan panas dan isolasi listrik spiral nichrome dari badan logam besi solder.
Ujung spiral nichrome terhubung ke konduktor tembaga kabel listrik dengan steker di ujungnya. Untuk memastikan keandalan koneksi ini, ujung spiral nichrome ditekuk dan dilipat menjadi dua, yang mengurangi pemanasan di persimpangan dengan kawat tembaga... Selain itu, sambungan dikerutkan dengan pelat logam, yang terbaik adalah membuat lipatan dari pelat aluminium, yang memiliki konduktivitas termal tinggi dan akan lebih efisien menghilangkan panas dari sambungan. Untuk isolasi listrik, tabung yang terbuat dari bahan isolasi tahan panas, fiberglass atau mika diletakkan di persimpangan.
Batang tembaga dan spiral nichrome ditutup oleh kasing logam, yang terdiri dari dua bagian atau tabung padat, seperti pada foto. Badan besi solder dipasang pada tabung dengan cincin tutup. Untuk melindungi tangan seseorang dari luka bakar, sebuah pegangan ditempatkan pada tabung yang terbuat dari bahan yang tidak memberikan panas dengan baik, seperti kayu atau plastik tahan panas.
Saat Anda memasukkan steker besi solder ke stopkontak, arus listrik mengalir ke elemen pemanas nikrom, yang memanas dan mentransfer panas ke batang tembaga. Besi solder siap untuk disolder.
Transistor daya rendah, dioda, resistor, kapasitor, sirkuit mikro, dan kabel tipis disolder dengan besi solder 12 W. Setrika solder 40 dan 60 W digunakan untuk menyolder komponen radio yang kuat dan berukuran besar, kabel tebal dan bagian kecil. Untuk menyolder bagian besar, misalnya, penukar panas kolom gas, Anda memerlukan besi solder dengan daya seratus watt atau lebih.
Seperti yang Anda lihat pada gambar, rangkaian listrik dari besi solder sangat sederhana, dan hanya terdiri dari tiga elemen: steker, kabel listrik fleksibel, dan spiral nichrome.
Seperti yang Anda lihat dari diagram, besi solder tidak memiliki kemampuan untuk mengatur suhu pemanasan ujungnya. Dan bahkan jika kekuatan besi solder dipilih dengan benar, itu masih bukan fakta bahwa suhu ujung akan diperlukan untuk penyolderan, karena panjang ujungnya berkurang seiring waktu karena pengisian bahan bakar yang konstan, solder juga memiliki perbedaan suhu leleh. Oleh karena itu, untuk menjaga suhu optimal ujung besi solder, perlu untuk menghubungkannya melalui regulator daya thyristor dengan penyesuaian manual dan pemeliharaan otomatis suhu yang disetel dari ujung besi solder.
Perhitungan dan perbaikan belitan pemanas dari besi solder
Saat memperbaiki atau membuat besi solder listrik atau perangkat pemanas lainnya sendiri, Anda harus melilitkan gulungan pemanas yang terbuat dari kawat nichrome. Data awal untuk menghitung dan memilih kawat adalah hambatan belitan dari besi solder atau alat pemanas, yang ditentukan berdasarkan daya dan tegangan suplainya. Anda dapat menggunakan tabel untuk menghitung berapa hambatan belitan besi solder atau alat pemanas.
Saat memperbaiki atau produksi sendiri besi solder listrik atau perangkat pemanas lainnya, Anda harus melilitkan gulungan pemanas dari kawat nichrome. Data awal untuk menghitung dan memilih kawat adalah hambatan belitan dari besi solder atau alat pemanas, yang ditentukan berdasarkan daya dan tegangan suplainya. Anda dapat menggunakan tabel untuk menghitung berapa hambatan belitan besi solder atau alat pemanas.
Mengetahui tegangan suplai dan mengukur resistansi setiap alat pemanas, seperti besi solder, atau setrika listrik, Anda dapat mengetahui daya yang dikonsumsi oleh alat listrik rumah tangga ini. B. Misalnya, resistansi ketel listrik 1,5 kW akan menjadi 32,2 ohm.
| Tabel untuk menentukan resistansi spiral nichrome, tergantung pada daya dan tegangan suplai peralatan listrik, Ohm | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Konsumsi daya besi solder, W | Tegangan suplai besi solder, 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 |
Mari kita lihat contoh cara menggunakan tabel. Katakanlah Anda perlu memundurkan besi solder 60 W yang dirancang untuk tegangan suplai 220 V. Pilih 60 W dari kolom paling kiri tabel. Pada garis horizontal atas, pilih 220 V. Sebagai hasil perhitungan, ternyata resistansi belitan besi solder, terlepas dari bahan belitannya, harus sama dengan 806 ohm.
Jika Anda perlu membuat besi solder dari besi solder 60 W, dirancang untuk tegangan 220 V, untuk ditenagai dari jaringan 36 V, maka resistansi belitan baru harus sudah sama dengan 22 Ohm. Anda dapat secara mandiri menghitung hambatan belitan perangkat pemanas listrik apa pun menggunakan kalkulator online.
Setelah menentukan nilai resistansi yang diperlukan dari belitan besi solder, diameter kawat nikrom dipilih dari tabel di bawah ini, berdasarkan dimensi geometris belitan. Kawat nikrom adalah paduan kromium-nikel yang dapat menahan suhu pemanasan hingga 1000˚C dan ditandai dengan 20Н80. Ini berarti paduan tersebut mengandung 20% kromium dan 80% nikel.
Untuk melilitkan spiral besi solder dengan hambatan 806 ohm dari contoh di atas, Anda membutuhkan 5,75 meter kawat nikrom dengan diameter 0,1 mm (Anda perlu membagi 806 dengan 140), atau 25,4 m kawat dengan diameter 0,2 mm, dan seterusnya.
Saat melilitkan spiral besi solder, belokan ditumpuk berdekatan satu sama lain. Saat dipanaskan, permukaan merah-panas dari kawat nikrom teroksidasi dan membentuk permukaan isolasi. Jika seluruh panjang kawat tidak muat pada selongsong dalam satu lapisan, maka lapisan luka ditutup dengan mika dan yang kedua dililit.
Untuk isolasi listrik dan termal dari belitan elemen pemanas bahan terbaik adalah mika, kain fiberglass dan asbes. Asbes memiliki properti menarik, dapat direndam dengan air dan menjadi lunak, memungkinkan Anda untuk memberikan bentuk apa pun, dan setelah pengeringan memiliki kekuatan mekanik yang cukup. Saat mengisolasi belitan besi solder dengan asbes basah, harus diperhitungkan bahwa asbes basah mengalirkan arus eklektik dengan baik dan dimungkinkan untuk menyalakan besi solder ke jaringan listrik hanya setelah asbes benar-benar kering.
Kumparan nichrome adalah elemen pemanas luka kawat untuk penempatan yang ringkas. Kawat terbuat dari nichrome- paduan presisi, komponen utamanya adalah nikel dan kromium. Komposisi "klasik" dari paduan ini adalah 80% nikel, 20% kromium. Komposisi nama-nama logam ini membentuk nama, yang menunjukkan kelompok paduan kromium-nikel - "nikrom".
Yang paling terkenal nilai nichrome - 20Н80 dan 15Н60... Yang pertama dekat dengan "klasik". Ini mengandung 72-73% nikel dan 20-23% kromium. Yang kedua dirancang untuk mengurangi biaya dan meningkatkan kemampuan mesin kawat. Kandungan nikel dan kromium di dalamnya berkurang - masing-masing hingga 61% dan hingga 18%. Tapi jumlah besi meningkat - 17-29% versus 1,5 untuk X20H80.
Atas dasar paduan ini, modifikasi mereka diperoleh dengan kemampuan bertahan yang lebih tinggi dan ketahanan terhadap oksidasi pada suhu tinggi... Ini adalah merek X20N80-N (-N-VI) dan Kh15N60 (-N-VI). Mereka digunakan untuk elemen pemanas yang bersentuhan dengan udara. Suhu pengoperasian maksimum yang disarankan - dari 1100 hingga 1220 °
Aplikasi kawat nichrome
Kualitas utama nichrome adalah ketahanannya yang tinggi terhadap arus listrik. Ini mendefinisikan area aplikasi paduan. spiral nikrom itu digunakan dalam dua kualitas - sebagai elemen pemanas atau sebagai bahan untuk hambatan listrik rangkaian listrik.
Digunakan untuk pemanas spiral listrik dari paduan 20Н80-Н dan 15Н60-Н. Contoh aplikasi:
- termoreflektor rumah tangga dan pemanas kipas;
- Elemen pemanas untuk perangkat pemanas rumah tangga dan pemanas listrik;
- pemanas untuk tungku industri dan peralatan termal.
Paduan Kh15N60-N-VI dan Kh20N80-N-VI, diperoleh dalam vakum tungku induksi Digunakan dalam peralatan Industri peningkatan keandalan.
spiral nikrom nilai 15Н60, 20Н80, Kh20N80-VI berbeda karena hambatan listriknya berubah sedikit dengan suhu. Resistor, konektor untuk sirkuit elektronik, bagian penting dari perangkat vakum dibuat darinya.
Cara memutar spiral nichrome
Resistif atau koil pemanas bisa dibuat di rumah. Untuk melakukan ini, Anda memerlukan kawat nichrome dari merek yang sesuai dan perhitungan yang benar dari panjang yang dibutuhkan.
Beberapa alat pemanas rumah tangga masih menggunakan kawat nichrome. Ini memiliki karakteristik tahan panas tinggi dari paduan nikel-kromium. Bahan ini memiliki plastisitas yang baik, resistivitas listrik yang tinggi dan koefisien resistansi suhu rendah. Karena itu, ketika menghitung kawat nichrome untuk pemanas, parameter ini harus diperhitungkan. Jika tidak, hasil perhitungan tidak akan akurat dan tidak akan memberikan hasil yang diinginkan.
Menggunakan kalkulator online dalam perhitungan
Perhitungan cepat dapat dilakukan dengan menggunakan kalkulator online. Dengan bantuannya, Anda dapat menghitung dan kira-kira mengatur panjang kabel nichrome yang diperlukan. Sebagai aturan, merek yang paling banyak digunakan dalam perangkat pemanas dianggap - 20Н80, 20Н80-Н, 15Н60.
Untuk melakukan perhitungan, diperlukan input data yang diperlukan. Pertama-tama, ini adalah jumlah daya pemanas yang direncanakan untuk diperoleh, diameter kabel nikrom dan nilai tegangan suplai jaringan.
Perhitungan dilakukan sebagai berikut. Pertama-tama, Anda perlu mengatur sesuai dengan parameter yang ditentukan, sesuai dengan rumus: I = P / U. Setelah itu, resistansi untuk seluruh elemen pemanas dihitung. Selanjutnya, Anda memerlukan hambatan listrik khusus untuk merek kawat nikrom tertentu. Nilai ini akan diperlukan untuk menentukan panjang elemen pemanas yang paling optimal menggunakan rumus yang berbeda: l = SR / . Pilihan tepat panjang akan membawa resistansi pemanas R ke nilai yang diinginkan.
Setelah melakukan perhitungan, disarankan untuk memeriksa data yang diperoleh menggunakan tabel dan memastikan bahwa arus pengenal sesuai dengan nilai yang diizinkan. Jika arus yang dihitung melebihi batas yang diizinkan, perhitungan ulang harus dilakukan dengan meningkatkan diameter kawat nichrome atau mengurangi kekuatan elemen pemanas itu sendiri. Penting untuk mempertimbangkan fakta bahwa semua parameter yang diberikan dalam tabel dihitung untuk pemanas yang terletak pada posisi horizontal dan beroperasi di lingkungan udara.
Jika spiral nichrome direncanakan untuk digunakan ditempatkan dalam cairan, nilai arus yang diizinkan harus dikalikan dengan faktor 1,1-1,5. Ketika spiral ditutup, sebaliknya, itu harus dikurangi 1,2-1,5 kali.
