Elektriskie sildelementi tiek izmantoti mājsaimniecības un rūpniecības iekārtās. Dažādu sildītāju izmantošana ir zināma visiem. Tās ir dažāda dizaina elektriskās plītis, krāsnis un cepeškrāsnis, elektriskie kafijas automāti, elektriskās tējkannas un sildītāji.
Elektriskie ūdens sildītāji, kas biežāk tiek saukti par, satur arī sildelementus. Daudzu sildelementu pamatā ir stieple ar augstu elektrisko pretestību. Un visbiežāk šis vads ir izgatavots no nihroma.
Atvērta nihroma spirāle
Vecākais sildelements, iespējams, ir parastā nihroma spole. Kādreiz tika izmantotas paštaisītas elektriskās plītis, ūdens boileri un kazas sildītāji. Kad pa rokai bija nihroma stieple, kuru varēja “pieķert” ražošanā, nebija problēmu izveidot vajadzīgās jaudas spirāli.
Nepieciešamā garuma stieples galu ievieto uzgriežņu atslēgas griezumā, pati stieple tiek izlaista starp diviem koka blokiem. Skrūves ir jānostiprina tā, lai visa konstrukcija tiktu turēta, kā parādīts attēlā. Saspiedes spēkam jābūt tādam, lai stieple ar zināmu spēku izietu cauri stieņiem. Ja iespīlēšanas spēks ir liels, vads vienkārši pārtrūks.
1. attēls. Nihroma spirāles uztīšana
Pagriežot pogu, stieple tiek izvilkta cauri koka stieņiem un uzmanīgi, spole uz spoli, tiek novietota uz metāla stieņa. Elektriķu arsenālā bija vesels kloķu komplekts atšķirīgs diametrs no 1,5 līdz 10 mm, kas ļāva uztīt spirāles visiem gadījumiem.
Bija zināms, kāds ir stieples diametrs un kāds garums nepieciešams, lai uztītu vajadzīgās jaudas spirāli. Šīs burvju skaitļi joprojām var atrast internetā. 2. attēlā parādīta tabula, kurā parādīti dati par dažādas jaudas spirālēm pie 220 V barošanas sprieguma.
2. attēls. Elektriskās spirāles aprēķins sildelements(noklikšķiniet uz attēla, lai palielinātu)
Šeit viss ir vienkāršs un skaidrs. Pieprasot nepieciešamo jaudu un pie rokas pieejamās nihroma stieples diametru, atliek tikai nogriezt vajadzīgā garuma gabalu un uztīt to uz atbilstoša diametra serdeņa. Šajā gadījumā iegūtās spirāles garums ir norādīts tabulā. Bet ko darīt, ja ir vads, kura diametrs nav norādīts tabulā? Šajā gadījumā spirāle būs vienkārši jāaprēķina.
Ja nepieciešams, spirāles aprēķins ir diezgan vienkāršs. Piemēram, ir dots spirāles aprēķins, kas izgatavots no nihroma stieples ar diametru 0,45 mm (tabulā šāda diametra nav) ar jaudu 600 W pie sprieguma 220 V. Visi aprēķini tiek veikti saskaņā ar Oma likumu.
Kā pārveidot pastiprinātājus vatos un otrādi, vatus ampēros:
I = P/U = 600/220 = 2,72 A
Lai to izdarītu, pietiek ar doto jaudu dalīt ar spriegumu un iegūt strāvas daudzumu, kas iet caur spirāli. Jauda vatos, spriegums voltos, rezultāts ampēros. Viss pēc SI sistēmas.
Vadītāja R=ρ*L/S pretestības aprēķināšanas formula,
kur ρ ir vadītāja īpatnējā pretestība (nihromam 1,0÷1,2 Ohm.mm2/m), L ir vadītāja garums metros, S ir vadītāja šķērsgriezums kvadrātmilimetros. 0,45 mm diametra vadītājam šķērsgriezums būs 0,159 mm2.
Tādējādi L = S * R / ρ = 0,159 * 81 / 1,1 = 1170 mm jeb 11,7 m.
Kopumā izrādās, ka aprēķins nav tik sarežģīts. Jā, patiesībā spirāles izgatavošana nav tik sarežģīta, kas, bez šaubām, ir parasto nihroma spirāļu priekšrocība. Bet šo priekšrocību sedz daudzi trūkumi, kas raksturīgi atvērtām spirālēm.
Pirmkārt, tā ir diezgan augsta apkures temperatūra - 700 ... 800˚C. Apsildāmajai spolei ir vājš sarkans mirdzums, nejauša saskare ar to var izraisīt apdegumus. Turklāt var izraisīt elektriskās strāvas triecienu. Sarkanā spirāle izdedzina gaisa skābekli, piesaista putekļu daļiņas, kuras izdegušas rada ļoti nepatīkamu smaku.
Bet par galveno atvērto spirāļu trūkumu jāuzskata to augstā ugunsbīstamība. Tāpēc ugunsdzēsības dienests vienkārši aizliedz izmantot sildītājus ar atvērtu spoli. Šie sildītāji, pirmkārt, ietver tā saukto "kazu", kuras dizains ir parādīts 3. attēlā.
3. attēls. Pašdarināts sildītājs "kaza"
Lūk, tāda savvaļas "kaza" izrādījās: tā izgatavota apzināti neuzmanīgi, vienkārši, pat ļoti slikti. Ugunsgrēks ar šādu sildītāju nebūs ilgi jāgaida. Progresīvāks šāda sildītāja dizains ir parādīts 4. attēlā.
4. attēls. "Kaza" mājas
Ir labi redzēt, ka spirāle ir noslēgta ar metāla korpusu, tas neļauj pieskarties apsildāmajām strāvu nesošajām daļām. Šādas ierīces ugunsbīstamība ir daudz mazāka nekā iepriekšējā attēlā.
Savulaik PSRS tika ražoti reflektoru sildītāji. Niķelētā atstarotāja centrā bija keramiskā kārtridžs, kurā kā spuldzītei ar E27 pamatni bija ieskrūvēts 500W sildītājs. Arī šāda atstarotāja ugunsbīstamība ir ļoti augsta. Nu, kaut kā viņi tajos laikos nedomāja, pie kā varētu novest šādu sildītāju izmantošana.
5. attēls. Reflektora tipa sildītājs
Pilnīgi pašsaprotami, ka dažādus sildītājus ar atvērtu spirāli, pretēji ugunsdzēsības inspekcijas prasībām, var lietot tikai modrā uzraudzībā: izejiet no telpas - izslēdziet sildītāju! Vēl labāk, vienkārši pārtrauciet izmantot šāda veida sildītājus.
Slēgtie sildelementi
Lai atbrīvotos no atvērtās spoles, tika izgudroti cauruļveida elektriskie sildītāji - TEN. Sildīšanas elementa dizains parādīts 6. attēlā.
6. attēls. Sildīšanas elementa konstrukcija
Nihroma spirāle 1 ir paslēpta plānsienu metāla caurulē 2. Spirāle ir izolēta no caurules ar pildvielu 3 ar augstu siltumvadītspēju un augstu elektrisko pretestību. Visbiežāk izmantotā pildviela ir periklāze (magnija oksīda MgO kristālisks maisījums, dažreiz ar citu oksīdu piemaisījumiem).
Pēc iepildīšanas ar izolācijas savienojumu caurule tiek nospiesta, un zem augsta spiediena periklāze pārvēršas par monolītu. Pēc šādas operācijas spirāle ir stingri fiksēta, tāpēc elektriskais kontakts ar ķermeni - caurule ir pilnībā izslēgta. Konstrukcija ir tik izturīga, ka jebkuru sildelementu var saliekt, ja to prasa sildītāja konstrukcija. Dažiem sildelementiem ir ļoti dīvaina forma.
Spirāle ir savienota ar metāla spailēm 4, kas iziet caur izolatoriem 5. Vadu vadi tiek savienoti ar spaiļu 4 vītņotajiem galiem ar uzgriežņu un paplāksņu palīdzību 7. Sildelementi ir piestiprināti ierīces korpusā ar uzgriežņu un paplāksņu 6 palīdzību, nepieciešamības gadījumā nodrošinot savienojuma hermētiskumu.
Atkarībā no ekspluatācijas apstākļiem šāds dizains ir diezgan uzticams un izturīgs. Tas izraisīja ļoti plašu sildelementu izmantošanu dažādu mērķu un dizainu ierīcēs.
Atkarībā no darbības apstākļiem sildelementi ir sadalīti divās lielās grupās: gaiss un ūdens. Bet tas ir tikai vārds. Faktiski gaisa sildelementi ir paredzēti darbam dažādās gāzveida vidēs. Pat parasts atmosfēras gaiss ir vairāku gāzu maisījums: skābeklis, slāpeklis, oglekļa dioksīds, ir pat argona, neona, kriptona u.c.
Gaisa vide ir ļoti daudzveidīga. Tas var būt mierīgs atmosfēras gaiss vai gaisa straume, kas pārvietojas ar ātrumu līdz vairākiem metriem sekundē, piemēram, ventilatora sildītājos vai siltuma lielgabalos.
Sildelementa korpusa sildīšana var sasniegt 450 ˚C un pat vairāk. Tāpēc ārējā cauruļveida apvalka ražošanai dažādi materiāli. Tas var būt parasts oglekļa tērauds, nerūsējošais tērauds vai augstas temperatūras, karstumizturīgs tērauds. Viss ir atkarīgs no vides.
Lai uzlabotu siltuma pārnesi, daži sildelementi ir aprīkoti ar spurām uz caurulēm uztītas metāla lentes veidā. Šādus sildītājus sauc par spurainiem. Šādu elementu izmantošana ir vispiemērotākā kustīgā gaisa vidē, piemēram, ventilatora sildītājos un siltuma pistolēs.
Ūdens sildelementi arī ne vienmēr tiek izmantoti ūdenī, tas ir dažādu šķidro vielu vispārīgais nosaukums. Tā var būt eļļa, mazuts un pat dažādi agresīvi šķidrumi. Šķidruma sildelementi, destilācijas iekārtas, elektriskās atsāļošanas iekārtas jūras ūdens un vienkārši titānos dzeramā ūdens vārīšanai.
Ūdens siltumvadītspēja un siltumietilpība ir daudz augstāka nekā gaisa un citu gāzveida vielu, kas, salīdzinot ar gaisa vidi, nodrošina labāku, ātrāku siltuma noņemšanu no sildelementa. Tāpēc ar tādu pašu elektrisko jaudu ūdens sildītājam ir mazāki ģeometriskie izmēri.
Šeit jūs varat sniegt vienkāršu piemēru: vārot ūdeni parastā elektriskajā tējkannā, sildelements var sasilt un pēc tam izdegt līdz caurumiem. To pašu attēlu var novērot ar parastajiem katliem, kas paredzēti ūdens vārīšanai glāzē vai spainī.
Dotais piemērs skaidri parāda, ka ūdens sildītājus nekādā gadījumā nedrīkst izmantot darbam gaisa vidē. Ūdens sildīšanai var izmantot gaisa sildītājus, bet tikai ilgi jāgaida, līdz ūdens uzvārās.
Darbības laikā veidojas katlakmens slānis, kas nedos labumu ūdens sildelementiem. Svariem, kā likums, ir poraina struktūra, un tā siltumvadītspēja ir zema. Tāpēc spirāles radītais siltums slikti nonāk šķidrumā, bet pati spirāle sildītāja iekšpusē uzsilst līdz ļoti augstai temperatūrai, kas agri vai vēlu novedīs pie tās izdegšanas.
Lai tas nenotiktu, sildelementus vēlams periodiski tīrīt, izmantojot dažādas ķīmiskas vielas. Piemēram, TV reklāmas iesaka Calgon veļas mazgājamo mašīnu sildītāju aizsardzībai. Lai gan par šo rīku ir daudz dažādu viedokļu.
Kā atbrīvoties no katlakmens
Papildus ķīmiskajiem pretkaļķa līdzekļiem, dažādas ierīces. Pirmkārt, tie ir magnētiskie ūdens pārveidotāji. Spēcīgā magnētiskajā laukā "cieto" sāļu kristāli maina savu struktūru, pārvēršas pārslās, kļūst mazāki. No šādām pārslām katlakmens veidojas mazāk aktīvi, lielāko daļu pārslu vienkārši nomazgā ar ūdens strūklu. Tādā veidā tiek panākta sildītāju un cauruļvadu aizsardzība no katlakmens. Magnētiskos filtrus-pārveidotājus ražo daudzas ārvalstu firmas, tādas pastāv arī Krievijā. Šādi filtri ir pieejami kā iedobes un augšējā tipa filtri.
Elektroniskie ūdens mīkstinātāji
V Nesen elektroniskie ūdens mīkstinātāji kļūst arvien populārāki. Ārēji viss izskatās ļoti vienkārši. Uz caurules ir uzstādīta neliela kastīte, no kuras iziet antenas vadi. Vadi tiek apvilkti ap cauruli, pat nenoņemot krāsu. Ierīci var uzstādīt jebkurā pieejamā vietā, kā parādīts 7. attēlā.
7. attēls. Elektroniskais ūdens mīkstinātājs
Vienīgais, kas nepieciešams ierīces pievienošanai, ir 220 V kontaktligzda. Ierīce ir paredzēta ilgstošai ieslēgšanai, tā nav periodiski jāizslēdz, jo, to izslēdzot, ūdens atkal kļūs ciets, atkal veidosies katlakmens.
Ierīces darbības princips ir samazināts līdz svārstību emisijai ultraskaņas frekvenču diapazonā, kas var sasniegt līdz 50 kHz. Svārstību frekvenci regulē ierīces vadības panelis. Emisijas tiek ražotas paketēs vairākas reizes sekundē, kas tiek panākts, izmantojot iebūvēto mikrokontrolleri. Vibrācijas jauda ir maza, tāpēc šādas ierīces nerada nekādus draudus cilvēka veselībai.
Ir diezgan viegli noteikt šādu ierīču uzstādīšanas iespējamību. Tas viss ir atkarīgs no tā, cik grūti plūst ūdens ūdensvads. Šeit pat nav vajadzīgas nekādas “abstrāvas” ierīces: ja pēc mazgāšanas āda kļūst sausa, uz tās izplūst ūdens šļakatas. flīzes parādās balti traipi, tējkannā parādās katlakmens, veļas mašīna izdzēš lēnāk nekā darbības sākumā - no krāna noteikti tek ciets ūdens. Tas viss var izraisīt sildelementu un līdz ar to arī pašu tējkannu vai veļas mazgājamo mašīnu atteici.
Ciets ūdens nešķīst dažādi mazgāšanas līdzekļi- no parastajām ziepēm līdz moderniem veļas pulveriem. Rezultātā ir jāliek vairāk pulveru, taču tas neko daudz nepalīdz, jo audumos paliek cietības sāls kristāli, mazgāšanas kvalitāte atstāj daudz vēlamo. Visas uzskaitītās ūdens cietības pazīmes daiļrunīgi norāda uz nepieciešamību uzstādīt ūdens mīkstinātājus.
Sildelementu pievienošana un pārbaude
Pieslēdzot sildelementu, jāizmanto piemērota šķērsgriezuma vads. Tas viss ir atkarīgs no strāvas, kas plūst caur sildītāju. Visbiežāk ir zināmi divi parametri. Tā ir paša sildītāja jauda un barošanas spriegums. Lai noteiktu strāvu, pietiek ar jaudu dalīt ar barošanas spriegumu.
Vienkāršs piemērs. Lai ir sildelements ar jaudu 1 kW (1000 W) barošanas spriegumam 220 V. Šādam sildītājam izrādās, ka strāva būs
I \u003d P / U \u003d 1000/220 \u003d 4.545A.
Saskaņā ar tabulām, kas ievietotas PUE, šādu strāvu var nodrošināt vads ar šķērsgriezumu 0,5 mm2 (11A), bet, lai nodrošinātu mehānisko izturību, labāk ir izmantot vadu ar šķērsgriezumu plkst. vismaz 2,5 mm2. Tieši šādu vadu visbiežāk izmanto elektrības padevei rozetēs.
Taču pirms pieslēgšanas jāpārliecinās, vai darbojas pat jaunais, tikko iegādātais sildelements. Pirmkārt, ir nepieciešams izmērīt tā pretestību un pārbaudīt izolācijas integritāti. Sildīšanas elementa pretestību ir diezgan vienkārši aprēķināt. Lai to izdarītu, barošanas spriegums jāsadala kvadrātā un jādala ar jaudu. Piemēram, 1000 W sildītājam šis aprēķins izskatās šādi:
220*220/1000=48,4 omi.
Šādai pretestībai vajadzētu parādīt multimetru, kad tas ir savienots ar sildelementa spailēm. Ja spirāle ir salauzta, multimetrs, protams, parādīs pārtraukumu. Ja ņemat citas jaudas sildelementu, tad pretestība, protams, būs atšķirīga.
Lai pārbaudītu izolācijas integritāti, izmēra pretestību starp jebkuru no spailēm un sildelementa metāla korpusu. Pildvielas-izolatora pretestība ir tāda, ka pie jebkura mērījuma robežas multimetram vajadzētu parādīt pārtraukumu. Ja izrādās, ka pretestība ir nulle, tad spirālei ir kontakts ar sildītāja metāla korpusu. Tas var notikt pat ar jaunu, tikko nopirktu sildelementu.
Kopumā to izmanto, lai pārbaudītu izolāciju, bet ne vienmēr un ne visiem tas ir pie rokas. Tāpēc pārbaude ar parasto multimetru ir diezgan piemērota. Vismaz šāda pārbaude būtu jāveic.
Kā jau minēts, sildelementus var saliekt pat pēc uzpildīšanas ar izolatoru. Ir visdažādāko formu sildītāji: taisnas caurules formā, U-veida, satītas gredzenā, čūskā vai spirālē. Tas viss ir atkarīgs no sildīšanas ierīces, kurā paredzēts uzstādīt sildelementu. Piemēram, caurplūdes ūdens sildītājā veļas mašīna tiek izmantoti spirālē savīti sildelementi.
Dažiem sildelementiem ir aizsargelementi. Visvairāk vienkārša aizsardzība tas ir termiskais drošinātājs. Ja izdedzis, tad jāmaina viss sildelements, bet tas neaizdegsies. Ir arī sarežģītāka aizsardzības sistēma, kas ļauj izmantot sildelementu pēc tā iedarbināšanas.
Viens no šiem aizsardzības līdzekļiem ir aizsardzība, kuras pamatā ir bimetāla plāksne: pārkarsēta sildelementa siltums saliec bimetāla plāksni, kas atver kontaktu un atvieno sildelementu. Pēc tam, kad temperatūra pazeminās līdz pieņemamai vērtībai, bimetāla plāksne izliecas, kontakts aizveras un sildelements atkal ir gatavs darbam.
Sildelementi ar termostatu
Ja nav karstā ūdens padeves, jums ir jāizmanto katli. Katlu dizains ir diezgan vienkāršs. Šis metāla konteiners, paslēpts no siltumizolatora izgatavotā “kažokā”, kuram virsū ir dekoratīvs metāla korpuss. Korpusā ir iestrādāts termometrs, kas parāda ūdens temperatūru. Katla konstrukcija ir parādīta 8. attēlā.
Attēls 8. Uzglabāšanas tipa katls
Daži katli satur magnija anodu. Tās mērķis ir sildītāja un katla iekšējās tvertnes aizsardzība pret koroziju. Magnija anods ir patērējams, tas periodiski jāmaina, veicot apkures katla apkopi. Bet dažos katlos acīmredzot lēti cenu kategorija, šāda aizsardzība netiek nodrošināta.
Kā sildelements katlos tiek izmantots sildelements ar termostatu, viena no tiem dizains parādīts 9. attēlā.
Attēls 9. Sildelements ar termostatu
Plastmasas kastē atrodas mikroslēdzis, kuru iedarbina šķidruma temperatūras sensors (taisna caurule blakus sildelementam). Pati sildelementa forma var būt ļoti dažāda, attēlā parādīts vienkāršākais. Tas viss ir atkarīgs no katla jaudas un konstrukcijas. Sildīšanas pakāpi regulē mehāniskā kontakta stāvoklis, ko kontrolē balts apaļš rokturis, kas atrodas kastes apakšā. Šeit ir elektriskās strāvas padeves spailes. Sildītājs ir piestiprināts ar vītni.
Mitrie un sausie sildītāji
Šāds sildītājs ir tiešā saskarē ar ūdeni, tāpēc šādu sildelementu sauc par "slapju". "Slapjā" sildelementa kalpošanas laiks ir 2 ... 5 gadu robežās, pēc kura tas ir jāmaina. Kopumā kalpošanas laiks ir īss.
Lai palielinātu sildelementa un visa katla kalpošanas laiku, franču uzņēmums Atlantic pagājušā gadsimta 90. gados izstrādāja “sausā” sildelementa dizainu. Vienkārši sakot, sildītājs tika paslēpts metāla aizsargkolbā, kas izslēdz tiešu saskari ar ūdeni: kolbas iekšpusē tiek uzkarsēts sildelements, kas siltumu pārnes ūdenim.
Dabiski, ka kolbas temperatūra ir daudz zemāka par faktisko sildelementu, tāpēc katlakmens veidošanās pie tādas pašas ūdens cietības nav tik intensīva, ūdenim tiek nodots vairāk siltuma. Šādu sildītāju kalpošanas laiks sasniedz 10…15 gadus. Tas attiecas uz labiem darbības apstākļiem, jo īpaši uz barošanas sprieguma stabilitāti. Bet pat iekšā labi apstākļi Arī "sausie" sildelementi attīsta savu resursu, un tie ir jāmaina.
Šeit atklājas vēl viena "sauso" sildelementu tehnoloģijas priekšrocība: nomainot sildītāju, nav nepieciešams notecināt ūdeni no katla, kam tas būtu jāatvieno no cauruļvada. Vienkārši atskrūvējiet sildītāju un nomainiet to ar jaunu.
Atlantic, protams, patentēja savu izgudrojumu, pēc tam sāka to licencēt citām firmām. Šobrīd katlus ar "sauso" sildelementu ražo arī citi uzņēmumi, piemēram, Electrolux un Gorenje. Katla konstrukcija ar "sauso" sildelementu ir parādīta 10. attēlā.
10. attēls. Katls ar sauso sildītāju
Starp citu, attēlā redzams katls ar keramikas steatīta sildītāju. Šāda sildītāja ierīce ir parādīta 11. attēlā.
11. attēls. Keramikas sildītājs
Uz keramikas pamatnes ir uzstādīta parasta atvērta augstas pretestības stieples spirāle. Spirāles sildīšanas temperatūra sasniedz 800 grādus un tiek pārnesta uz vidi (gaiss zem aizsargapvalka) ar konvekcijas un siltuma starojumu. Protams, šāds sildītājs attiecībā uz katliem var darboties tikai aizsargapvalkā, gaisa vidē tiešs kontakts ar ūdeni ir vienkārši izslēgts.
Spirāli var uztīt vairākās sekcijās, par ko liecina vairāki savienojuma spailes. Tas ļauj mainīt sildītāja jaudu. Šādu sildītāju maksimālā īpatnējā jauda nepārsniedz 9 W/cm 2 .
Šāda sildītāja normālas darbības nosacījums ir mehānisku slodžu, līkumu un vibrāciju trūkums. Virsmai jābūt bez rūsas un eļļas traipiem. Un, protams, jo stabilāks ir barošanas spriegums, bez pārspriegumiem un pārspriegumiem, jo izturīgāks ir sildītāja darbība.
Bet elektrotehnika nestāv uz vietas. Tehnoloģijas attīstās un pilnveidojas, tāpēc līdztekus sildelementiem šobrīd ir izstrādāti un veiksmīgi izmantoti visdažādākie sildelementi. Tie ir keramikas sildelementi, oglekļa sildelementi, infrasarkanie sildelementi, bet tā būs cita raksta tēma.
Elektriskās krāsns stiepļu sildītāja aprēķins.
Šajā rakstā tiek atklāti lielākie elektrisko krāšņu projektēšanas noslēpumi – sildītāja aprēķinu noslēpumi.
Kā ir saistīts krāsns tilpums, jauda un sildīšanas ātrums.
Kā minēts citur, nav parasto krāsniņu. Tādā pašā veidā nav cepeškrāsns fajansa vai rotaļlietu, sarkanā māla vai krelles apdedzināšanai. Vienkārši ir krāsns (un šeit mēs runājam tikai par elektriskajām krāsnīm) ar noteiktu izmantojamo telpu, kas izgatavota no dažiem ugunsizturīgiem materiāliem. Šajā krāsnī var ielikt vienu lielu vai mazu vāzi apdedzināšanai vai arī veselu kaudzi šķīvju, uz kurām gulēs biezas šamota flīzes. Ir nepieciešams apdedzināt vāzi vai flīzes, varbūt 1000 o C, vai varbūt 1300 o C. Daudzu rūpniecisku vai sadzīves iemeslu dēļ apdedzināšanai vajadzētu ilgt 5-6 stundas vai 10-12.
Neviens nezina, kas jums nepieciešams no krāsns, labāk kā jūs pats. Tāpēc, pirms turpināt aprēķinu, jums ir jāprecizē visi šie jautājumi. Ja jau ir krāsns, bet tajā jāierīko sildītāji vai jāmaina vecie pret jauniem, projektēšana nav nepieciešama. Ja krāsns tiek būvēta no nulles, jāsāk ar kameras izmēru noskaidrošanu, tas ir, no garuma, dziļuma, platuma.
Pieņemsim, ka jūs jau zināt šīs vērtības. Pieņemsim, ka jums ir nepieciešama kamera ar augstumu 490 mm, platumu un dziļumu 350 mm. Tālāk tekstā krāsni ar šādu kameru sauksim par 60 litru. Paralēli projektēsim otru krāsni, lielāku, ar augstumu H=800mm, platumu D=500mm un dziļumu L=500mm. Mēs šo krāsni sauksim par 200 litru krāsni.
Krāsns tilpums litros = A x D x L,
kur H, D, L ir izteikti decimetros.
Ja jūs pareizi pārveidojat milimetrus decimetros, pirmās krāsns tilpumam jābūt 60 litriem, otrās - tiešām 200! Nedomājiet, ka autors ir sarkastisks: visizplatītākās kļūdas aprēķinos ir kļūdas izmēros!
Mēs pārejam pie nākamā jautājuma - no kā ir izgatavotas krāsns sienas. Gandrīz visas mūsdienu krāsnis ir izgatavotas no viegliem ugunsizturīgiem materiāliem ar zemu siltumvadītspēju un zemu siltuma jaudu. Ļoti vecas krāsnis ir izgatavotas no smagā šamota. Šādas krāsnis ir viegli atpazīstamas pēc masīvās oderes, kuras biezums ir gandrīz vienāds ar kameras platumu. Ja jums ir šis gadījums, jums nav paveicies: apdedzināšanas laikā 99% enerģijas tiks tērēti sienu, nevis izstrādājumu apsildīšanai. Mēs pieņemam, ka sienas ir izgatavotas no mūsdienīgiem materiāliem (MKRL-08, ShVP-350). Tad tikai 50-80% enerģijas tiks iztērēti sienu apsildīšanai.
Iekraušanas masa joprojām ir ļoti neskaidra. Lai gan tā parasti ir mazāka par krāsns ugunsizturīgo sienu (plus apakšas un jumta) masu, šī masa noteikti veicinās sildīšanas ātrumu.
Tagad par varu. Jauda ir tas, cik daudz siltuma sildītājs izdala 1 sekundē. Jaudas mērvienība ir vati (saīsināti W). Spilgtas kvēlspuldzes jauda ir 100 W, elektriskā tējkanna ir 1000 W jeb 1 kilovats (saīsināti 1 kW). Ja ieslēdz sildītāju ar jaudu 1 kW, tas ik sekundi izdalīs siltumu, kas saskaņā ar enerģijas nezūdamības likumu aizies sienu, izstrādājumu sildīšanai, aizlidos ar gaisu pa spraugām. Teorētiski, ja nav zudumu caur spraugām un sienām, 1 kW spēj uzsildīt jebko līdz bezgalīgai temperatūrai bezgalīgā laikā. Praksē ir zināmi reālie (aptuveni vidējie) siltuma zudumi krāsnīm, tāpēc ir šāds noteikums-ieteikums:
Normālai cepeškrāsns sildīšanas ātrumam 10-50 litri ir nepieciešama jauda
100 vati uz litru tilpuma.
Normālam krāsns sildīšanas ātrumam 100–500 litri ir nepieciešama jauda
50-70 W uz katru tilpuma litru.
Īpatnējās jaudas vērtība jānosaka ne tikai ņemot vērā krāsns tilpumu, bet arī oderes un slodzes masīvumu. Jo lielāka slodze, jo lielāka vērtība tev ir jāizvēlas. Pretējā gadījumā cepeškrāsns uzkarsīs, bet ilgāku laiku. Izvēlēsimies mūsu 60 litru īpatnējo jaudu 100 W/l, bet 200 litriem - 60 W/l. Attiecīgi iegūstam, ka 60 litru pudeles sildītāju jaudai jābūt 60 x 100 = 6000 W = 6 kW, bet 200 litru pudeles jaudai jābūt 200 x 60 = 12000 W = 12 kW. Skatiet, cik tas ir interesanti: skaļums ir palielinājies vairāk nekā 3 reizes, bet jauda - tikai par 2. Kāpēc? (Jautājums patstāvīgam darbam).
Gadās, ka dzīvoklī nav 6 kW kontaktligzdas, bet ir tikai 4. Bet vajag tieši 60 litru! Nu, jūs varat aprēķināt sildītāju uz 4 kilovatiem, bet samierināties ar faktu, ka sildīšanas posms apdedzināšanas laikā ilgs 10-12 stundas. Gadās, ka, gluži pretēji, apkure ir nepieciešama 5-6 stundas ļoti lielas slodzes. Tad jums būs jāiegulda 8 kW 60 litru krāsnī un nepievērš uzmanību karstai elektroinstalācijai ... Tālākai argumentācijai mēs aprobežosimies ar klasiskajām jaudām - attiecīgi 6 un 12 kW.
Jauda, ampēri, volti, fāzes.
Zinot jaudu, mēs zinām siltuma nepieciešamību apkurei. Saskaņā ar nepielūdzamo enerģijas nezūdamības likumu mums ir jāņem tāda pati jauda no elektrotīkla. Atcerieties formulu:
Sildītāja jauda (W) = sildītāja spriegums (V) x strāva (A)
vai P = U x I
Šajā formulā ir divas nozvejas. Pirmkārt: spriegums ir jāņem sildītāja galos, nevis kontaktligzdā. Spriegumu mēra voltos (saīsināti V). Otrkārt: mēs domājam strāvu, kas plūst caur šo sildītāju, nevis caur iekārtu. Strāvu mēra ampēros (saīsināti kā A).
Mums vienmēr tiek dots spriegums tīklā. Ja apakšstacija darbojas normāli un nav sastrēgumstundas, parastajā mājsaimniecības kontaktligzdā spriegums būs 220 V. Spriegums rūpnieciskajā trīsfāzu tīkls starp jebkuru fāzes un nulles vadu ir arī vienāds ar 220V, un spriegums starp jebkurām divām fāzēm- 380 V. Tātad mājsaimniecības vienfāzes tīkla gadījumā mums nav izvēles sprieguma ziņā - tikai 220 V. Trīsfāzu tīkla gadījumā ir izvēle, bet maza - vai nu 220 vai 380 V. Bet kā ar ampēriem? Tie tiks iegūti automātiski no sildītāja sprieguma un pretestības saskaņā ar lielo Ohma likumu:
Oma likums elektriskās ķēdes sadaļai:
Strāva (A) \u003d Spriegums sekcijā (V) / Sekcijas pretestība (Omi)
vai I=U/R
Lai no vienfāzes tīkla iegūtu 6 kW, nepieciešama strāva I=P/U= 6000/220 = 27,3 ampēri. Šī ir liela, bet reāla laba mājsaimniecības tīkla strāva. Piemēram, šāda strāva plūst elektriskajā plītī, kurā visi degļi tiek ieslēgti ar pilnu jaudu un arī cepeškrāsns. Lai iegūtu 12 kW vienfāzes tīklā 200 litriem, jums ir nepieciešams divreiz vairāk strāvas - 12000/220 = 54,5 ampēri! Tas ir nepieņemami jebkuram mājas tīklam. Labāk ir izmantot trīs fāzes, t.i. sadalīt strāvu trīs līnijās. 12000/3/220 = 18,2 ampēri plūdīs katrā fāzē.
Apskatīsim pēdējo aprēķinu. Šobrīd NEZINĀM, kādi sildītāji būs krāsnī, NEZINĀM, kāds spriegums (220 vai 380 V) tiks piegādāts sildītājiem. Bet mēs noteikti ZINĀM, ka no trīsfāzu tīkla ir jāņem 12 kW, slodze jāsadala vienmērīgi, t.i. 4 kW katrā mūsu tīkla fāzē, t.i. Katram krāsns ievades (kopējā) automāta fāzes vadam plūdīs 18,2A, un nemaz nav nepieciešams, lai šāda strāva plūst caur sildītāju. Starp citu, caur elektrības skaitītāju ies arī 18,2 A. (Un starp citu: trīsfāzu barošanas avota īpašību dēļ caur neitrālu vadu nebūs strāvas. Šīs īpašības šeit tiek ignorētas, jo mūs interesē tikai strāvas termiskais darbs). Ja jums ir kādi jautājumi šajā prezentācijas punktā, izlasiet to vēlreiz. Un padomājiet: ja krāsns tilpumā tiek atbrīvoti 12 kilovati, tad saskaņā ar enerģijas nezūdamības likumu tie paši 12 kilovati iziet cauri trim fāzēm, katra - 4 kW ...
Atgriezīsimies pie vienfāzes 60 litru plīts. Ir viegli konstatēt, ka krāsns sildītāja pretestībai jābūt R=U/I\u003d 220 V / 27,3 A \u003d 8,06 omi. Tāpēc pašā vispārējs skats krāsns elektroinstalācijas shēma izskatīsies šādi:
Sildītājam ar pretestību 8,06 omi jānes strāvai 27,3 A
Trīsfāzu krāsnī būs nepieciešami trīs identiski apkures loki: attēlā - visizplatītākā 200 litru elektriskā ķēde.
200 litru cepeškrāsns jauda ir vienmērīgi jāsadala 3 ķēdēs - A, B un C.
Bet katru sildītāju var ieslēgt vai nu starp fāzi un nulli, vai starp divām fāzēm. Pirmajā gadījumā katra apkures loka galos būs 220 volti, un tā pretestība būs R=U/I\u003d 220 V / 18,2 A \u003d 12,08 omi. Otrajā gadījumā katra apkures loka galos būs 380 volti. Lai iegūtu 4 kW jaudu, ir nepieciešams, lai strāva būtu I=P/U= 4000/380 = 10,5 ampēri, t.i. pretestībai jābūt R=U/I\u003d 380 V / 10,5 A \u003d 36,19 omi. Šīs savienojuma iespējas sauc par "zvaigznīti" un "delta". Kā redzams no vajadzīgās pretestības vērtībām, vienkārši nomainīt strāvas ķēdi no zvaigznītes (sildītāji 12,08 omi) uz trīsstūri (sildītāji 36,19 omi) nedarbosies - katrā gadījumā jūs nepieciešami savi sildītāji.
"Zvaigznes" shēmā katrs apkures loks
pārslēgts starp fāzi un nulli 220 voltu spriegumam. Caur katru sildītāju plūst strāva 18,2 A ar pretestību 12,08 Ohm. Caur N vadu strāva neplūst.
Shēmā "delta" katrs apkures loks
savienots starp divām fāzēm 380 voltu spriegumam. Katram sildītājam ar pretestību 36,19 omi plūst strāva 10,5 A. Caur vadu, kas savieno punktu A1 ar automātisko barošanas avotu (punkts A), plūst strāva 18,2 A, lai 380 x 10,5 \u003d 220 x 18,2 \ u003d 4 kilovati! Līdzīgi ar līnijām B1-B un C1-C.
Mājasdarbs. 200 litru pudelē bija zvaigzne. Katras ķēdes pretestība ir 12,08 omi. Kāda būs krāsns jauda, ja šie sildītāji ir savienoti ar trīsstūri?
Ierobežojiet stiepļu sildītāju slodzi (Kh23Yu5T).
Pilnīga uzvara! Mēs zinām sildītāja pretestību! Atliek tikai atritināt vajadzīgā garuma stieples gabalu. Nenogursim no aprēķiniem ar pretestību - viss jau sen ir aprēķināts ar pietiekamu precizitāti praktiskām vajadzībām.
| Diametrs, mm | Metri līdz 1 kg | Pretestība 1 metrs, omi |
| 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 |
60 litru cepeškrāsnij vajag 8,06 omi, mēs izvēlamies 1,5 un iegūstam, ka nepieciešamā pretestība dos tikai 10 metrus stieples, kas svērs tikai 140 gramus! Pārsteidzošs rezultāts! Pārbaudīsim vēlreiz: 10 metru stieples ar diametru 1,5 mm pretestība ir 10 x 0,815 = 8,15 omi. Strāva pie 220 voltiem būs 220/8,15 = 27 ampēri. Jauda būs 220 x 27 = 5940 vati = 5,9 kW. Mēs gribējām 6 kW. Viņi nekur nav kļūdījušies, vienīgais, kas satrauc, ir tas, ka šādu krāšņu nav ...
Vientuļš karsts sildītājs 60 litru krāsnī.
Sildītājs ir ļoti mazs. Tāda sajūta rodas, apsverot augšējo attēlu. Bet mēs nodarbojamies ar aprēķiniem, nevis filozofiju, tāpēc pāriesim no sajūtām uz skaitļiem. Skaitļi saka sekojošo: 10 lineāriem metriem stieples ar diametru 1,5 mm ir laukums S = L x d x pi = 1000 x 0,15 x 3,14 = 471 kv. cm.No šī laukuma (un kur vēl?) kurtuves tilpumā izstaro 5,9 kW, t.i. uz 1 kv. cm laukums veido 12,5 vatu izstarotā jauda. Izlaižot detaļas, mēs norādīsim, ka sildītājs ir jāuzsilda līdz milzīgai temperatūrai, pirms temperatūra krāsnī ievērojami paaugstinās.
Sildītāja pārkaršanu nosaka tā sauktās virsmas slodzes vērtība lpp, ko mēs aprēķinājām iepriekš. Praksē katram sildītāja veidam ir noteiktas robežvērtības lpp atkarībā no sildītāja materiāla, diametra un temperatūras. Ar labu tuvinājumu jebkura diametra (1,5–4 mm) stieplei no sadzīves sakausējuma X23Yu5T, temperatūrai 1200–1250 o C varat izmantot vērtību 1,4–1,6 W / cm 2.
Fiziski pārkaršana var būt saistīta ar temperatūras starpību stieples virsmā un iekšpusē. Siltums tiek atbrīvots visā tilpumā, tāpēc, jo lielāka būs virsmas slodze, jo vairāk šīs temperatūras atšķirsies. Kad virsmas temperatūra ir tuvu ierobežojošajai darba temperatūrai, temperatūra stieples serdē var pietuvoties kušanas temperatūrai.
Ja krāsns ir paredzēta zemām temperatūrām, var izvēlēties lielāku virsmas slodzi, piemēram, 2 - 2,5 W / cm 2 pie 1000 o C. Šeit var izteikt skumju piezīmi: īsts kantāls (tas ir oriģināls sakausējums, kura analogs ir krievu fechral X23Yu5T) ļauj lpp līdz 2,5 pie 1250 o C. Šo kantālu izgatavo zviedru uzņēmums Kanthal.
Atgriezīsimies pie mūsu 60 litru tvertnes un no galda izvēlēsimies biezāku stiepli - divkāršu. Skaidrs, ka divniekiem būs jāņem 8,06 omi / 0,459 omi / m = 17,6 metri, un tie jau svērs 440 gramus. Mēs ņemam vērā virsmas slodzi: lpp\u003d 6000 W / (1760 x 0,2 x 3,14) cm 2 \u003d 5,43 W / cm 2. Lot. Par stiepli ar diametru 2,5 mm, jūs saņemat 27,5 metrus un lpp= 2,78. Troikai - 39 metri, 2,2 kilogrami un lpp= 1,66. Beidzot.
Tagad mums būs jāvēdina 39 metri no trijotnes (ja plīsīs, sāciet tīt no jauna). Bet jūs varat izmantot DIVUS paralēli savienotus sildītājus. Protams, katra pretestībai vairs nevajadzētu būt 8,06 omi, bet gan divreiz lielākai. Tāpēc divkāršajam jūs saņemat divus sildītājus ar izmēru 17,6 x 2 = 35,2 m, katram no tiem būs 3 kW jauda, un virsmas slodze būs 3000 W / (3520 x 0,2 x 3,14) cm 2 = 1, 36 W/ cm2. Un svars ir 1,7 kg. Ietaupīja puskilogramu. Kopā saņēmām daudz apgriezienu, kurus var vienmērīgi sadalīt pa visām krāsns sienām.
Labi sadalīti sildītāji 60 litru krāsnī.
| Diametrs, mm | Pašreizējais ierobežojums lpp\u003d 2 W / cm 2 1000 o C temperatūrā | Pašreizējais ierobežojums lpp\u003d 1,6 W / cm 2 1200 o C temperatūrā |
| 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 |
Aprēķina piemērs 200 litru cepeškrāsnij.
Tagad, kad ir zināmi pamatprincipi, mēs parādīsim, kā tie tiek izmantoti īstas 200 litru krāsns aprēķinā. Visus aprēķina posmus, protams, var formalizēt un ierakstīt vienkāršā programmā, kas gandrīz visu izdarīs pati.
Uzzīmēsim savu krāsni "slaucot". Šķiet, ka mēs uz to skatāmies no augšas, centrā - apakšā, sienas malās. Mēs aprēķinām visu sienu laukumus, lai vēlāk proporcionāli platībai organizētu siltuma padevi.
"Scan" 200 litru krāsns.
Mēs jau zinām, ka, pieslēdzoties zvaigznei, katrā fāzē jāplūst 18,2A strāvai. No iepriekš esošās tabulas par strāvas ierobežojumiem var secināt, ka vadam ar diametru 2,5 mm var izmantot vienu sildelementu (robežstrāva 20,7 A), bet 2,0 mm stieplei ir jāizmanto divi savienoti elementi. paralēli (jo robežstrāva ir tikai 14,8A), kopā krāsnī būs 3 x 2 = 6.
Saskaņā ar Oma likumu mēs aprēķinām nepieciešamo sildītāju pretestību. Stieples diametram 2,5 mm R\u003d 220 / 18,2 \u003d 12,09 omi vai 12,09 / 0,294 \u003d 41,1 metri. Tas prasīs 3 šādus sildītājus, katrs aptuveni 480 apgriezienus, ja tie tiks uzvilkti uz 25 mm serdeņa. Kopējais stieples svars būs (41,1 x 3) / 25 = 4,9 kg.
2,0 mm stieplei katrā fāzē ir divi paralēli elementi, tāpēc katra pretestībai jābūt divreiz lielākai - 24,18 omi. Katra garums būs 24,18 / 0,459 = 52,7 metri. Katram elementam būs 610 apgriezieni ar tādu pašu tinumu. Kopējais visu 6 sildelementu svars (52,7 x 6) / 40 = 7,9 kg.
Nekas neliedz mums jebkuru spirāli sadalīt vairākos gabalos, kas pēc tam tiek savienoti virknē. Priekš kam? Pirmkārt, uzstādīšanas ērtībai. Otrkārt, ja ceturtā daļa sildītāja sabojājas, tikai šī ceturtdaļa būs jānomaina. Tādā pašā veidā neviens netraucē krāsnī iebāzt veselu spirāli. Tad durvīm būs nepieciešama atsevišķa spirāle, un mums, ja diametrs ir 2,5 mm, ir tikai trīs no tām ...
Mēs uzliekam vienu fāzi no 2,5 mm stieples. Sildītājs tika sadalīts 8 neatkarīgās īsās spoles, visas savienotas virknē.
Ja visas trīs fāzes ievietojam vienādi (skatiet attēlu zemāk), kļūst skaidrs. Mēs aizmirsām par podiņu! Un tas aizņem 13,5% no platības. Turklāt spirāles atrodas bīstamā elektriskā tuvumā viena otrai. Īpaši bīstams ir spirāļu tuvums kreisajā sienā, kur starp tām ir 220 voltu spriegums (fāze - nulle - fāze - nulle ...). Ja kaut kā dēļ kreisās sienas blakus esošās spirāles pieskaras viena otrai, nevar izvairīties no liela īssavienojuma. Piedāvājam patstāvīgi optimizēt spirāļu novietojumu un savienojumu.
Visas fāzes ir iestatītas.
Gadījumā, ja mēs nolemjam izmantot deuce, diagramma ir parādīta zemāk. Katrs 52,7 metrus garš elements ir sadalīts 4 secīgās spirālēs ar 610/4 = 152 apgriezieniem (uztīts uz 25 mm serdeņa).
Sildītāju izvietojuma iespēja 2,0 mm stieples gadījumā.
Tinumu, uzstādīšanas, darbības iezīmes.
Vads ir ērts ar to, ka to var uztīt spirālē, un tad spirāli var izstiept, kā tas ir ērti. Tiek uzskatīts, ka tinuma diametram jābūt lielākam par 6-8 stieples diametriem. Optimālais solis starp pagriezieniem ir 2-2,5 stieples diametri. Bet ir nepieciešams uztīt spoli uz spoli: izstiept spirāli ir ļoti viegli, saspiest to ir daudz grūtāk.
Tīšanas laikā var saplīst biezs vads. Īpaši sarūgtinoši, ja no 200 apgriezieniem paliek uztīt 5. Ideāli uztīt uz virpas ar ļoti lēnu serdeņa griešanās ātrumu. Kh23Yu5T sakausējums tiek ražots rūdīts un nerūdīts. Pēdējais pārsprāgst īpaši bieži, tāpēc, ja jums ir izvēle, noteikti iegādājieties tinumam atbrīvotu vadu.
Cik pagriezieni ir nepieciešami? Neskatoties uz jautājuma vienkāršību, atbilde nav acīmredzama. Pirmkārt, stieņa diametrs un līdz ar to arī viena apgrieziena diametrs nav precīzi zināms. Otrkārt, ir droši zināms, ka stieples diametrs visā garumā nedaudz mainās, tāpēc mainīsies arī spirāles pretestība. Treškārt, noteiktas kušanas sakausējuma pretestība var atšķirties no atsauces sakausējuma. Praksē spirāle tiek uztīta par 5-10 apgriezieniem vairāk nekā aprēķināts, tad tiek izmērīta tās pretestība - ar ĻOTI PRECĪZU ierīci, kurai var uzticēties, nevis ar ziepju trauku. Jo īpaši jums ir jāpārliecinās, ka ar īssavienotām zondēm ierīce rāda nulli vai skaitli 0,02 omi, kas būs jāatņem no izmērītās vērtības. Mērot pretestību, spirāle ir nedaudz izstiepta, lai novērstu starpposma īssavienojumu ietekmi. Papildu spoles nokož.
Vislabāk ir ievietot spirāli krāsnī uz mullīta-silīcija caurules (MKR). Tinuma diametram 25 mm ir piemērota caurule ar ārējo diametru 20 mm, tinuma diametram 35 mm - 30 - 32 mm.
Ir labi, ja cepeškrāsni vienmērīgi sakarsē no piecām pusēm (četras sienas + zem). Uz pavardu jākoncentrē ievērojama jauda, piemēram, 20 -25% no kopējās aprēķinātās krāsns jaudas. Tas kompensē aukstā gaisa ieplūdi no ārpuses.
Diemžēl absolūtu apkures vienmērīgumu joprojām nav iespējams panākt. Jūs varat tai tuvoties, izmantojot ventilācijas sistēmas ar LAZĀKU gaisa nosūkšanu no krāsns.
Pirmajā vai pat pirmajās divās vai trīs karsēšanas laikā uz stieples virsmas veidojas katlakmens. Nedrīkst aizmirst to noņemt gan no sildītājiem (ar otu), gan no plātņu, ķieģeļu u.c. virsmas. Mērogs ir īpaši bīstams, ja spirāle vienkārši atrodas uz ķieģeļiem: dzelzs oksīdi ar aluminosilikātiem augstā temperatūrā (sildītājs ir viens milimetrs!) Veido kūstošus savienojumus, kuru dēļ sildītājs var izdegt.
Jums būs nepieciešams
- Spirāle, suports, lineāls. Ir jāzina spirāles materiāls, strāvas I un sprieguma U vērtības, pie kurām spirāle darbosies, un no kāda materiāla tā ir izgatavota.
Instrukcija
Uzziniet, kādai pretestībai R jābūt jūsu spolei. Lai to izdarītu, izmantojiet Oma likumu un aizstājiet strāvas I vērtību ķēdē un spriegumu U spirāles galos ar formulu R = U / I.
Izmantojot atsauces grāmatu, nosakiet materiāla elektrisko pretestību ρ, no kura tiks izgatavota spirāle. ρ ir jāizsaka omi m. Ja atsauces grāmatā ρ vērtība ir norādīta omi mm² / m, tad reiziniet to ar 0,000001. Piemēram: vara pretestība ρ = 0,0175 Ohm mm² / m, pārvēršot SI, mēs iegūstam ρ = 0,0175 0,000001=0,0000000175 omi m.
Atrodiet stieples garumu, izmantojot formulu: Lₒ=R S/ρ.
Izmēriet patvaļīgu garumu l uz spirāles ar lineālu (piemēram: l \u003d 10cm \u003d 0,1m). Saskaitiet pagriezienu skaitu n, kas sasniedz šo garumu. Nosakiet spirāles soli H=l/n vai izmēriet to ar suportu.
Atrast, cik apgriezienus N var izdarīt no stieples ar garumu Lₒ: N= Lₒ/(πD+H).
Atrodiet pašas spirāles garumu, izmantojot formulu: L \u003d Lₒ / N.
Spirālveida šalli sauc arī par boa šalli, viļņa šalli. Šeit galvenais nepavisam nav dzijas veids, nevis adīšanas modelis un nevis gatavā izstrādājuma krāsas, bet gan izpildes tehnika un modeļa oriģinalitāte. Spirālveida šalle iemieso svinīgumu, krāšņumu, svinīgumu. Tas izskatās kā elegants mežģīņu jabots, eksotiska boa un parasta, bet ļoti oriģināla šalle.
Kā adīt spirālveida šalli ar adāmadatas
Lai adītu spirālveida šalli, uz adāmadatas sastādiet 24 cilpas un ada 1. rindu:
- 1 malas cilpa;
- 11 sejas;
- 12 čalot cilpas.
Šī spirālveida šalles raksta dzijas kvalitāte un krāsa ir jūsu ziņā.
1. rinda: vispirms 1 malas cilpa, tad 1 dzija pāri, tad 1 priekšējā cilpa, tad 1 dzija pāri un 8 priekšējās cilpas. Noņemiet vienu no labās adāmadatas kā čalotu, pavelciet diegu starp adāmadatas uz priekšu. Atgrieziet noņemto cilpu uz kreiso adāmadatas, pavelciet diegu starp adāmadatas atpakaļ (šajā gadījumā cilpa izrādīsies iesaiņots pavediens). Pagrieziet darbu un ada 12 čalot šuves.
2. rinda: vispirms adīt 1 apakšmalas st, tad 1 dziju, tad 3, 1 dziju un adīt 6. Noņemiet vienu no labās adāmadatas kā čalotu, pavelciet diegu starp adāmadatas uz priekšu. Pēc tam atgrieziet cilpu pie kreisās adāmadatas, pavelciet atpakaļ diegu starp adāmadatas, pēc tam pagrieziet darbu un adajiet 12 čalot cilpas.
3. rinda: adīt 1 malas cilpu, pēc tam adīt 2 kopā, tad adīt 1, tad adīt 2 kopā un adīt 4. Uzvelciet vienu uz labās adatas kā čalotu, pavelciet diegu starp adatām uz priekšu, atgrieziet cilpu uz kreiso adatu un pēc tam velciet diegu starp adatām atpakaļ. Pēc tam pagrieziet darbu un adīt 8 čalot cilpas.
4. rinda: ada 1 apakšmalu, tad 3 kopā, tad ada 4, *noņem no apakšas ietinušos st un ada kopā ar nākamo adījumu, ada 1* (atkārto no * līdz * 3 reizes). Negriežot darbu, piesiet nepareizās cilpas.
Šādā veidā ada spirālveida šalli vēlamajā garumā blokos no šīm 4 rindām.
Gandrīz visas sievietes saskaras ar kontracepcijas problēmu. Viena no uzticamām un pārbaudītām metodēm ir intrauterīnā ierīce, kas joprojām ir pieprasīta šodien.
Spirāļu veidi
Intrauterīnās ierīces ir izgatavotas no plastmasas un ir divu veidu: vara saturošas (sudraba) ierīces un hormonus saturošas ierīces. To izmērs ir 3X4 cm.. Kontracepcijas metodes un pašas spirāles izvēle notiek vizītē pie ginekologa. Jums nevajadzētu to darīt saviem spēkiem. Intrauterīnās ierīces uzstādīšanu veic ginekologs menstruāciju laikā. Tas ir maza izmēra un atgādina burta T formu.
Vara spirāle ir izgatavota no vara stieples. Tās iezīme ir spēja iedarboties uz dzemdi tā, ka olšūna nevar tai piestiprināties. To veicina divas vara antenas.
Hormonu spirālē ir konteiners, kurā ir progestīns. Šis hormons novērš ovulācijas sākšanos. Lietojot hormonālo intrauterīnā ierīce spermatozoīdi nevar apaugļot olu. Kā atzīmē sievietes, izmantojot šādu spirāli, menstruācijas kļūst retākas un mazāk sāpīgas. Tomēr tas nekaitē, jo tas ir saistīts ar hormonu darbību, kas atrodas spirāles iekšpusē. Sievietēm, kuras cieš no sāpīgām mēnešreizēm, ginekologi iesaka uzstādīt hormonālo spirāli.
Spirālveida atlase
Ginekoloģiskās intrauterīnās ierīces ir dažādu zīmolu, gan vietējo, gan ārvalstu. Turklāt to izmaksas var svārstīties no 250 rubļiem līdz vairākiem tūkstošiem. To ietekmē daudzi faktori.
Juno Bio spirāle ir diezgan populāra krievu sieviešu vidū. Tas piesaista, pirmkārt, zemas izmaksas. Tomēr šīs spirāles zemā efektivitāte rada lielu grūtniecības risku.
Mirena intrauterīnā ierīce ir sevi pierādījusi labi, taču tā ir viena no dārgākajām savā sērijā. Tajā pašā laikā intrauterīnās ierīces lietošana tiek uzskatīta par lētāko un pieejamāko kontracepcijas veidu.
Šis hormonālā spirāle. Tās ražotāji sola, ka Mirena spirālei ir mazāka iespēja nobīdīties dzemdē vai izkrist. Proti, tas noved pie grūtniecības iestāšanās, tāpēc pacientiem ieteicams regulāri pārbaudīt intrauterīnās kontracepcijas līdzekļa esamību pareizajā vietā.
Standarta spriegums mājsaimniecības barošanas blokā U=220V. Strāvas stiprumu ierobežo drošinātāji elektriskajā panelī, un tas parasti ir vienāds ar I \u003d 16A.
Avoti:
- Fizikālo lielumu tabulas, I.K. Kikoins, 1976. gads
- spirāles garuma formula
Elektriskais lodāmurs ir rokas instruments, kas paredzēts detaļu savienošanai kopā, izmantojot mīkstlodmetālus, uzsildot lodmetālu līdz šķidram stāvoklim un ar to aizpildot spraugu starp lodētajām daļām.
Elektriskie lodāmuri ir pieejami 12, 24, 36, 42 un 220 V tīkla spriegumam, un tam ir iemesli. Galvenais ir cilvēku drošība, otrs ir tīkla sprieguma vietā tiek veikti lodēšanas darbi. Ražošanā, kur visas iekārtas ir iezemētas un ir augsts mitrums, atļauts izmantot lodāmurus ar spriegumu ne lielāku par 36 V, savukārt lodāmura korpusam jābūt iezemētam. Motocikla borta tīkla līdzstrāvas spriegums ir 6 V, vieglās automašīnas - 12 V, kravas automašīnas - 24 V. Aviācijā tiek izmantots tīkls ar frekvenci 400 Hz un spriegumu 27 V. Ir arī konstrukcijas ierobežojumi, piemēram, ir grūti izgatavot 12 W lodāmuru pie barošanas sprieguma 220 V, jo spirāli vajadzēs uztīt no ļoti plānas stieples un tāpēc tiks uztīti daudzi slāņi, lodāmurs griezīsies ir liels, nav ērts maziem darbiem. Tā kā lodāmura tinums ir uztīts no nihroma stieples, to var darbināt gan ar mainīgu, gan pastāvīgu spriegumu. Galvenais, lai barošanas spriegums atbilstu spriegumam, kuram ir paredzēts lodāmurs.
Jaudas elektriskie lodāmuri ir 12, 20, 40, 60, 100 W un vairāk. Un arī tas nav nejauši. Lai lodēšana lodēšanas laikā labi izplatītos pa lodējamo detaļu virsmām, tās jāuzsilda līdz temperatūrai, kas ir nedaudz augstāka par lodēšanas kušanas temperatūru. Saskaroties ar detaļu, siltums tiek pārnests no gala uz daļu un uzgaļa temperatūra pazeminās. Ja lodāmura uzgaļa diametrs nav pietiekams vai sildelementa jauda ir maza, tad, izdalot siltumu, uzgalis nespēs uzkarst līdz iestatītajai temperatūrai un nebūs iespējams lodēt. Labākajā gadījumā jūs iegūstat vaļīgu un neizturīgu lodmetālu. Ar jaudīgāku lodāmuru var pielodēt mazas detaļas, taču ir problēma ar lodēšanas punkta nepieejamību. Kā, piemēram, ielodēt mikroshēmu ar kājas soli 1,25 mm iespiedshēmas platē ar 5 mm lodāmura galu? Tiesa, ir izeja, uz šāda dzēliena tiek uzvilkti vairāki vara stieples apgriezieni ar diametru 1 mm un pielodēti ar šī stieples galu. Bet lodāmura apjomīgums padara darbu gandrīz neiespējamu. Ir vēl viens ierobežojums. Ar lielu jaudu lodāmurs ātri uzsildīs elementu, un daudzi radio komponenti neļauj uzkarst virs 70 ° C, un tāpēc pieļaujamais lodēšanas laiks nav ilgāks par 3 sekundēm. Tās ir diodes, tranzistori, mikroshēmas.
Lodāmura ierīce
Lodāmurs ir sarkans vara stienis, kas tiek uzkarsēts ar nihroma spirāli līdz lodēšanas kušanas temperatūrai. Lodāmura stienis ir izgatavots no vara, pateicoties tā augstajai siltumvadītspējai. Galu galā, veicot lodēšanu, jums ātri jāpārnes siltums uz lodāmura galu no sildelementa. Stieņa galam ir ķīļa forma, tas ir lodāmura darba daļa un tiek saukts par dzēlienu. Stienis tiek ievietots tērauda caurulē, kas ietīts vizlā vai stiklšķiedrā. Vizla ir uztīta ar nihroma stiepli, kas kalpo kā sildelements.
Virs nihroma tiek uztīts vizlas vai azbesta slānis, kas kalpo, lai samazinātu siltuma zudumus un nihroma spirāles elektrisko izolāciju no lodāmura metāla korpusa.
Nihroma spirāles galus savieno ar elektrības vada vara vadītājiem ar spraudni galā. Lai nodrošinātu šī savienojuma uzticamību, nihroma spirāles gali ir saliekti un salocīti uz pusēm, kas samazina sildīšanu savienojuma vietā ar vara stieple. Turklāt savienojums ir gofrēts ar metāla plāksni, vislabāk ir presēt ar alumīnija plāksni, kurai ir augsta siltumvadītspēja un kas efektīvāk noņems siltumu no savienojuma vietas. Elektroizolācijai uz krustojuma tiek uzliktas caurules, kas izgatavotas no karstumizturīga izolācijas materiāla, stikla šķiedras vai vizlas.
Vara stienis un nihroma spirāle ir noslēgti ar metāla korpusu, kas sastāv no divām pusēm vai cietas caurules, kā fotoattēlā. Lodāmura korpuss uz caurules ir fiksēts ar vāciņu gredzeniem. Lai aizsargātu cilvēka roku no apdegumiem, uz caurules tiek uzstādīts rokturis, kas izgatavots no materiāla, kas slikti redz siltumu, koka vai karstumizturīgas plastmasas.
Kad lodāmura spraudnis tiek ievietots kontaktligzdā, elektriskā strāva plūst uz nihroma sildelementu, kas uzsilst un pārnes siltumu uz vara stieni. Lodāmurs ir gatavs lodēšanai.
Mazjaudas tranzistori, diodes, rezistori, kondensatori, mikroshēmas un plānas stieples Lodēt ar 12W lodāmuru. Lodāmuri 40 un 60 W tiek izmantoti jaudīgu un lielu radio komponentu, resnu vadu un sīku detaļu lodēšanai. Lielu detaļu, piemēram, gāzes kolonnu siltummaiņu lodēšanai jums būs nepieciešams lodāmurs ar jaudu simts vai vairāk vatu.
Kā redzams zīmējumā, lodāmura elektriskā ķēde ir ļoti vienkārša un sastāv tikai no trim elementiem: kontaktdakšas, elastīga elektrības vada un nihroma spirāles.
Kā redzams no diagrammas, lodāmuram nav iespēju regulēt uzgaļa sildīšanas temperatūru. Un pat ja lodāmura jauda ir pareizi izvēlēta, joprojām nav fakts, ka lodēšanai būs nepieciešama uzgaļa temperatūra, jo uzgaļa garums ar laiku samazinās tā pastāvīgās uzpildīšanas dēļ, arī lodmetāliem ir dažādi kušanas temperatūras. Tāpēc, lai uzturētu lodēšanas uzgaļa optimālo temperatūru, tas ir jāpievieno caur tiristoru jaudas regulatoriem ar manuālu regulēšanu un automātisku lodēšanas uzgaļa iestatītās temperatūras uzturēšanu.
Lodāmura sildīšanas tinuma aprēķins un remonts
Remontējot vai patstāvīgi izgatavojot elektrisko lodāmuru vai jebkuru citu sildīšanas ierīci, apkures tinums ir jāaptin no nihroma stieples. Sākotnējie dati stieples aprēķināšanai un izvēlei ir lodāmura vai sildītāja tinuma pretestība, ko nosaka, pamatojoties uz tā barošanas un barošanas spriegumu. Varat aprēķināt, kādai jābūt lodāmura vai sildītāja tinuma pretestībai, izmantojot tabulu.
Remontējot vai pašražošana elektrisko lodāmuru vai jebkuru citu sildīšanas ierīci, jums ir jāuztin apkures tinums, kas izgatavots no nihroma stieples. Sākotnējie dati stieples aprēķināšanai un izvēlei ir lodāmura vai sildītāja tinuma pretestība, ko nosaka, pamatojoties uz tā barošanas un barošanas spriegumu. Varat aprēķināt, kādai jābūt lodāmura vai sildītāja tinuma pretestībai, izmantojot tabulu.
Zinot barošanas spriegumu un pretestības mērīšana jebkura apkures iekārta, piemēram, lodāmurs, vai elektrisko gludekli, varat uzzināt šīs sadzīves tehnikas enerģijas patēriņu. b. Piemēram, 1,5 kW elektriskās tējkannas pretestība būs 32,2 omi.
| Tabula nihroma spoles pretestības noteikšanai atkarībā no jaudas un barošanas sprieguma elektroierīces, Ohm | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Elektrības patēriņš lodāmurs, W | Lodāmura barošanas spriegums, 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 |
Apskatīsim piemēru, kā izmantot tabulu. Pieņemsim, ka jums ir nepieciešams pārtīt 60 W lodāmuru, kas paredzēts 220 V barošanas spriegumam. Tabulas kreisajā kolonnā atlasiet 60 W. Augšējā horizontālajā līnijā izvēlieties 220 V. Aprēķina rezultātā izrādās, ka lodāmura tinuma pretestībai neatkarīgi no tinuma materiāla jābūt vienādai ar 806 omi.
Ja vajadzēja izgatavot lodāmuru ar jaudu 60 W, kas paredzēts 220 V spriegumam, lodāmuru barošanai no 36 V tīkla, tad jaunā tinuma pretestībai jau vajadzētu būt 22 omi. Izmantojot tiešsaistes kalkulatoru, varat patstāvīgi aprēķināt jebkura elektriskā sildītāja tinuma pretestību.
Pēc lodāmura tinuma vajadzīgās pretestības vērtības noteikšanas no zemāk esošās tabulas tiek izvēlēts atbilstošs nihroma stieples diametrs, pamatojoties uz tinuma ģeometriskajiem izmēriem. Nihroma stieple ir hroma-niķeļa sakausējums, kas var izturēt karsēšanas temperatūru līdz 1000 ° C un ir marķēts ar Kh20N80. Tas nozīmē, ka sakausējums satur 20% hroma un 80% niķeļa.
Lai uztītu lodāmura spirāli ar pretestību 806 omi no iepriekš minētā piemēra, jums būs nepieciešami 5,75 metri nihroma stieples ar diametru 0,1 mm (jums ir jāsadala 806 ar 140) vai 25,4 m stieple ar diametru 0,2 mm un tā tālāk.
Uztinot lodāmura spirāli, vijumi tiek sakrauti tuvu viens otram. Sildot, nihroma stieples sarkanā virsma oksidējas un veido izolācijas virsmu. Ja visā garumā stieple neder uz piedurknes vienā kārtā, tad uztītais slānis tiek pārklāts ar vizlu un uztīts otrais.
Sildelementa tinuma elektriskajai un siltumizolācijai labākie materiāli ir vizla, stikla šķiedras audums un azbests. Azbestam ir interesants īpašums, to var mērcēt ar ūdeni un tas kļūst mīksts, ļauj tai piešķirt jebkādu formu, un pēc žāvēšanas tai ir pietiekama mehāniskā izturība. Izolējot lodāmura tinumu ar slapjo azbestu, jāņem vērā, ka mitrais azbests labi vada eklektisko strāvu un lodāmuru elektrotīklā varēs ieslēgt tikai pēc tam, kad azbests būs pilnībā izžuvis.
Nihroma spole ir sildelements stieples veidā, kas satīts ar skrūvi kompaktai novietošanai. Vads ir izgatavots no nihroms- precīzs sakausējums, kura galvenās sastāvdaļas ir niķelis un hroms. Šī sakausējuma "klasiskais" sastāvs ir 80% niķeļa, 20% hroma. Šo metālu nosaukumu sastāvs veidoja nosaukumu, kas apzīmē hroma-niķeļa sakausējumu grupu - "nihroms".
Slavenākais nihroma zīmoli - Х20Н80 un Х15Н60. Pirmā no tām ir tuva "klasikai". Tas satur 72-73% niķeļa un 20-23% hroma. Otrais ir paredzēts, lai samazinātu izmaksas un uzlabotu stieples apstrādājamību. Niķeļa un hroma saturs tajā ir samazināts - attiecīgi līdz 61% un līdz 18%. Bet dzelzs daudzums ir palielināts - 17-29% pret 1,5 X20H80.
Pamatojoties uz šiem sakausējumiem, to modifikācijas ar augstāku izturību un izturību pret oksidēšanu zem paaugstināta temperatūra. Tie ir zīmoli Kh20N80-N (-N-VI) un Kh15N60 (-N-VI). Tos izmanto sildelementiem, kas saskaras ar gaisu. Ieteicamā maksimālā darba temperatūra ir no 1100 līdz 1220 °C
Nihroma stieples izmantošana
Galvenā nihroma kvalitāte ir tā augstā izturība pret elektrisko strāvu. Tas nosaka sakausējuma darbības jomu. Nihroma spirāle to izmanto divās kvalitātēs - kā sildelementu vai kā materiālu elektriskajām pretestībām elektriskās ķēdes.
Izmanto sildītājiem elektriskā spirāle no Kh20N80-N un Kh15N60-N sakausējumiem. Lietojumprogrammu piemēri:
- mājsaimniecības siltuma atstarotāji un ventilatora sildītāji;
- Sildelementi mājsaimniecības apkures ierīcēm un elektriskā apkure;
- sildītāji rūpnieciskajām krāsnīm un siltuma iekārtām.
Sakausējumi Kh15N60-N-VI un Kh20N80-N-VI iegūti vakuumā indukcijas krāsnis, lietots rūpnieciskās iekārtas paaugstināta uzticamība.
Nihroma spirāle pakāpes Х15Н60, Х20Н80, Kh20N80-VI atšķiras ar to, ka tā elektriskā pretestība nedaudz mainās atkarībā no temperatūras. No tā izgatavoti rezistori, elektronisko shēmu savienotāji, vakuuma ierīču kritiskās daļas.
Kā uztīt spirāli no nihroma
pretestības vai apkures spole var pagatavot mājās. Lai to izdarītu, jums ir nepieciešams piemērota zīmola nihroma stieple un pareizs vajadzīgā garuma aprēķins.
Dažās mājsaimniecības apkures ierīcēs joprojām tiek izmantota nihroma stieple. Tam ir augsta karstumizturība, kas raksturīga niķeļa un hroma sakausējumam. Šim materiālam ir laba elastība, augsta elektriskā pretestība un zems temperatūras pretestības koeficients. Tāpēc, aprēķinot nihroma vadu sildītājam, šie parametri ir jāņem vērā. Pretējā gadījumā aprēķinu rezultāti būs neprecīzi un nedos vēlamo rezultātu.
Tiešsaistes kalkulatora izmantošana aprēķinos
Ātrus aprēķinus var veikt, izmantojot tiešsaistes kalkulatoru. Ar to jūs varat aprēķināt un aptuveni iestatīt vēlamo nihroma stieples garumu. Parasti tiek ņemti vērā zīmoli, kurus visplašāk izmanto apkures ierīcēs - Kh20N80, Kh20N80-N, Kh15N60.
Aprēķinu veikšanai nepieciešami obligāti sākotnējie dati. Pirmkārt, tā ir sildītāja jaudas vērtība, ko plānots iegūt, nihroma stieples diametrs un tīkla barošanas sprieguma vērtība.
Aprēķini tiek veikti šādi. Pirmkārt, jums ir jāinstalē saskaņā ar norādītajiem parametriem pēc formulas: I = P / U. Pēc tam tiek aprēķināta pretestība visam sildelementam. Tālāk jums ir nepieciešama noteiktas markas nihroma stieples elektriskā pretestība. Šī vērtība būs nepieciešama, lai iestatītu optimālāko sildelementa garumu, izmantojot citu formulu: l = SR/ρ. Pareiza izvēle garums nodrošinās sildītāja R pretestību vēlamajā vērtībā.
Pēc aprēķinu veikšanas ieteicams pārbaudīt iegūtos datus, izmantojot tabulu, un pārliecināties, vai aprēķinātā strāva atbilst pieļaujamajai vērtībai. Ja nominālā strāva pārsniedz pieļaujamās robežas, jāveic atkārtoti aprēķini, palielinot nihroma stieples diametru vai samazinot paša sildelementa jaudu. Jāņem vērā faktors, ka visi tabulās norādītie parametri ir aprēķināti sildītājiem, kas atrodas horizontālā stāvoklī un darbojas gaisa vidē.
Ja nihroma spirāli plānots izmantot ievietotu šķidrumā, pieļaujamās strāvas vērtība jāreizina ar koeficientu 1,1-1,5. Kad spirāle ir aizvērta, gluži pretēji, tā jāsamazina 1,2-1,5 reizes.
