220 volt için ne kadar nikrom gereklidir. Nikrom telin gücünü hesaplayın

Elektrikli ısıtma elemanları ev ve endüstriyel cihazlarda kullanılmaktadır. Çeşitli ısıtıcıların kullanımı herkes tarafından bilinmektedir. Bunlar elektrikli sobalar, fırınlar ve fırınlar, elektrikli kahve makineleri, elektrikli su ısıtıcıları ve her türlü ısıtma cihazlarıdır.

Daha yaygın olarak anılan elektrikli su ısıtıcıları, ısıtma elemanları da içerir. Birçok ısıtma elemanı, yüksek elektrik dirençli tellere dayanmaktadır. Ve çoğu zaman bu tel nikromdan yapılır.

Açık nikrom spiral

En eski ısıtma elemanı, belki de sıradan bir nikrom bobindir. Bir zamanlar ev yapımı elektrikli sobalar, su kazanları ve "keçi" ısıtıcıları kullanılıyordu. Üretimde "tutabilen" bir nikrom telin elinizde olması, gerekli gücün bir spiralini yapmak herhangi bir sorun yaratmadı.

Gerekli uzunluktaki telin ucu topuzun kesimine sokulur, telin kendisi iki tahta blok arasından geçirilir. Mengene, şekilde gösterildiği gibi tüm yapı tutulacak şekilde sıkıştırılmalıdır. Sıkıştırma kuvveti, telin biraz çaba sarf ederek çubuklardan geçeceği şekilde olmalıdır. Sıkıştırma kuvveti büyükse, tel basitçe kırılacaktır.

Şekil 1. Sargı nikrom spirali

Düğmeyi çevirerek, tel ahşap çubuklardan çekilir ve düzgün bir şekilde sırayla metal bir çubuk üzerine serilir. Elektrikçilerin cephaneliğinde bir dizi krank vardı çeşitli çaplarda 1,5 ila 10 mm arasında, bu da tüm durumlar için spiralleri sarmayı mümkün kıldı.

Telin çapının ne kadar olduğu ve gerekli güçte bir spiral sarmanın ne kadar sürdüğü biliniyordu. Bunlar sihirli sayılar hala internette bulunabilir. Şekil 2, 220V'luk bir besleme voltajında ​​​​çeşitli güçlerdeki spiraller hakkındaki verileri gösteren bir tabloyu göstermektedir.

Şekil 2. Elektrik spiralinin hesaplanması Isıtma elemanı(büyütmek için resme tıklayın)

Burada her şey basit ve net. Eldeki mevcut nikrom telin gerekli gücünü ve çapını ayarladıktan sonra, sadece gerekli uzunlukta bir parça kesmek ve onu karşılık gelen çaptaki bir mandrel üzerine sarmak kalır. Bu durumda, tablo ortaya çıkan spiralin uzunluğunu gösterir. Peki ya tabloda belirtilmeyen bir çapa sahip bir tel varsa? Bu durumda, spiralin basitçe hesaplanması gerekecektir.

Gerekirse, spirali hesaplamak oldukça basittir. Örnek olarak, 220V voltaj için 600W gücünde 0,45 mm çapında (tabloda böyle bir çap yoktur) nikrom telden yapılmış bir spiralin hesaplanması verilmiştir. Tüm hesaplamalar Ohm yasasına göre yapılır.

Amperin watt'a ve tersine watt'ın amper'e nasıl dönüştürüleceği hakkında:

ben = P / U = 600/220 = 2.72 A

Bunun için verilen gücü gerilime bölmek ve spiralden geçen akımın değerini almak yeterlidir. Watt cinsinden güç, volt cinsinden voltaj, amper ile sonuçlanır. Her şey SI sistemine göre.

Bir iletkenin direncini hesaplama formülü R = ρ * L / S,

ρ iletkenin özgül direncidir (nikrom 1.0 ÷ 1.2 Ohm.mm2 / m için), L iletkenin metre cinsinden uzunluğu, S iletkenin milimetre kare cinsinden kesitidir. 0,45 mm çapında bir iletken için kesit 0,159 mm2 olacaktır.

Dolayısıyla L = S * R / ρ = 0.159 * 81 / 1.1 = 1170 mm veya 11,7 m.

Genel olarak, hesaplamanın çok zor olmadığı ortaya çıkıyor. Evet, aslında, bir spiralin üretimi o kadar zor değil, ki bu şüphesiz sıradan nikrom spirallerin avantajı. Ancak bu avantaj, açık spirallerin doğasında bulunan birçok dezavantaj tarafından geçersiz kılınmıştır.

Her şeyden önce, oldukça yüksek bir ısıtma sıcaklığıdır - 700… 800˚C. Isıtılmış bobin soluk kırmızı bir parıltıya sahiptir, yanlışlıkla dokunulması yanıklara neden olabilir. Ek olarak, elektrik çarpması mümkündür. Kırmızı-sıcak bir spiral havadaki oksijeni yakar, yandığında çok hoş olmayan bir aroma veren toz parçacıklarını çeker.

Ancak açık spirallerin ana dezavantajı, yüksek yangın tehlikesidir. Bu nedenle, itfaiye sadece açık serpantinli ısıtıcıların kullanımını yasaklar. Bu ısıtıcılar, her şeyden önce, tasarımı Şekil 3'te gösterilen "keçi" olarak adlandırılır.

Şekil 3. Ev yapımı ısıtıcı "keçi"

İşte böyle vahşi bir "keçi": kasıtlı olarak dikkatsizce, basitçe, hatta çok kötü bir şekilde yapıldı. Böyle bir ısıtıcıya sahip bir yangının uzun süre beklemesi gerekmeyecektir. Böyle bir ısıtıcının daha mükemmel bir tasarımı Şekil 4'te gösterilmektedir.

Şekil 4. "Keçi" evi

Spiralin metal bir kasa ile kapatıldığını görmek kolaydır, bu, ısıtılan canlı parçalara dokunmayı engelleyen şeydir. Böyle bir cihazın yangın tehlikesi, önceki şekilde gösterilenden çok daha azdır.

Bir zamanlar SSCB'de reflektörlü ısıtıcılar üretildi. Nikel kaplı reflektörün ortasında, E27 tabanlı bir ampul gibi, 500W'lık bir ısıtıcının vidalandığı seramik bir kartuş vardı. Böyle bir reflektörün yangın tehlikesi de çok yüksektir. Eh, bir şekilde o günlerde bu tür ısıtıcıların kullanımının neye yol açabileceğini düşünmediler.

Şekil 5. Refleks ısıtıcı

Yangın müfettişliğinin gerekliliklerinin aksine, çeşitli açık serpantinli ısıtıcıları yalnızca dikkatli gözetim altında kullanmanın mümkün olduğu oldukça açıktır: odadan ayrılırsanız ısıtıcıyı kapatın! Daha da iyisi, bu tür ısıtıcıyı kullanmayı reddetmeniz yeterlidir.

Kapalı bobin ısıtma elemanları

Açık spiralden kurtulmak için Borulu Elektrikli Isıtıcılar - Borulu Isıtma Elemanları - icat edildi. Isıtma elemanının tasarımı Şekil 6'da gösterilmektedir.

Şekil 6. Isıtma elemanının tasarımı

Nikrom spiral 1, ince duvarlı metal bir borunun 2 içine gizlenmiştir. Spiral, yüksek ısı iletkenliği ve yüksek elektrik direnci ile dolgu 3 ile borudan yalıtılmıştır. Periklaz çoğunlukla dolgu maddesi olarak kullanılır (bazen diğer oksitlerin safsızlıkları ile magnezyum oksit MgO'nun kristalli bir karışımı).

Yalıtkan bir bileşik ile doldurulduktan sonra tüp basınçlandırılır ve yüksek basınç altında periklaz monolite dönüşür. Böyle bir işlemden sonra, spiral sert bir şekilde sabitlenir, bu nedenle gövde ile elektrik teması - tüp tamamen hariç tutulur. Tasarım o kadar güçlüdür ki, ısıtıcının tasarımı gereği herhangi bir ısıtma elemanı bükülebilir. Bazı ısıtma elemanları çok tuhaf bir şekle sahiptir.

Spiral, yalıtkanlardan 5 çıkan metal uçlara 4 bağlanır. Kurşun teller, somunlar ve rondelalar 7 kullanılarak uçların 4 dişli uçlarına bağlanır. Isıtma elemanları, somun ve rondelalar 6 kullanılarak cihaz kasasına sabitlenir; gerekirse, bağlantının sıkılığını sağlayın.

Çalışma koşullarına bağlı olarak, böyle bir tasarım oldukça güvenilir ve dayanıklıdır. Bu, çeşitli amaçlar ve tasarımlar için cihazlarda ısıtma elemanlarının çok yaygın kullanımına yol açmıştır.

Çalışma koşullarına göre ısıtma elemanları iki büyük gruba ayrılır: hava ve su. Ama bu sadece adı. Aslında hava ısıtma elemanları çeşitli gaz ortamlarında çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Sıradan atmosferik hava bile birkaç gazın bir karışımıdır: oksijen, nitrojen, karbon dioksit, hatta argon, neon, kripton vb. safsızlıkları vardır.

Hava ortamı çok çeşitlidir. Fanlı ısıtıcılarda veya ısı tabancalarında olduğu gibi, sakin atmosferik hava veya saniyede birkaç metreye kadar hızla hareket eden bir hava akımı olabilir.

Isıtma elemanı kabuğunun ısıtılması 450 ˚C'ye ve hatta daha fazlasına ulaşabilir. Bu nedenle, dış boru şeklindeki kabuğun üretimi için kullanılır çeşitli malzemeler... Normal karbon çeliği, paslanmaz çelik veya yüksek sıcaklığa, ısıya dayanıklı çelik olabilir. Her şey çevreye bağlı.

Isı transferini iyileştirmek için, bazı ısıtma elemanları, sarılmış metal bant şeklinde tüpler üzerinde nervürlerle donatılmıştır. Bu ısıtıcılara kanatlı ısıtıcılar denir. Bu tür elemanların kullanımı, örneğin fanlı ısıtıcılar ve ısı tabancaları gibi hareketli bir hava ortamında en uygundur.

Su ısıtma elemanları da mutlaka suda kullanılmaz, bu çeşitli sıvı ortamların genel adıdır. Yağ, akaryakıt ve hatta çeşitli agresif sıvılar olabilir. Sıvı ısıtma elemanları, damıtıcılar, elektrikli tuzdan arındırma tesisleri deniz suyu ve sadece içme suyunu kaynatmak için titanyum.

Suyun ısıl iletkenliği ve ısı kapasitesi, hava ortamına kıyasla, ısıtma elemanından daha iyi, daha hızlı ısı tahliyesi sağlayan hava ve diğer gazlı ortamlardan çok daha yüksektir. Bu nedenle, aynı elektrik gücü ile şofben daha küçük geometrik boyutlara sahiptir.

Burada basit bir örnek verebilirsiniz: Sıradan bir elektrikli su ısıtıcısında su kaynadığında, ısıtma elemanı kızararak ısınabilir ve ardından deliklere kadar yanabilir. Aynı resim, bir bardakta veya kovada su kaynatmak için tasarlanmış geleneksel kazanlarda da görülebilir.

Verilen örnek, su ısıtma elemanlarının hiçbir durumda hava ortamında çalışmak için kullanılmaması gerektiğini açıkça göstermektedir. Hava ısıtma elemanları suyu ısıtmak için kullanılabilir ancak suyun kaynaması için uzun süre beklemeniz gerekecektir.

Çalışma sırasında oluşan kireç tabakası da su ısıtma elemanlarına fayda sağlamayacaktır. Ölçek, kural olarak, gözenekli bir yapıya sahiptir ve termal iletkenliği düşüktür. Bu nedenle, spiral tarafından salınan ısı sıvıya zayıf bir şekilde girer, ancak ısıtıcının içindeki spiralin kendisi çok yüksek bir sıcaklığa kadar ısınır, bu da er ya da geç yanmasına neden olur.

Bunun olmasını önlemek için, çeşitli kimyasallar kullanarak ısıtma elemanlarının periyodik olarak temizlenmesi tavsiye edilir. Örneğin televizyon reklamlarında çamaşır makinelerinin ısıtıcılarını korumak için Calgon tavsiye edilir. Bu araç hakkında çok farklı görüşler olmasına rağmen.

Kireçten nasıl kurtulur

Kireçten korunmak için kullanılan kimyasallara ek olarak çeşitli cihazlar... Her şeyden önce, bunlar manyetik su dönüştürücülerdir. Güçlü bir manyetik alanda, "sert" tuzların kristalleri yapılarını değiştirir, pullara dönüşür ve küçülür. Ölçek, bu tür pullardan daha az aktif olarak oluşur; pulların çoğu basitçe bir su akışı ile yıkanır. Isıtıcılar ve boru hatları kireçten bu şekilde korunur. Manyetik filtre dönüştürücüler birçok yabancı firma tarafından üretiliyor, bu firmalar Rusya'da da var. Bu tür filtreler hem sıralı hem de baş üstü tipte mevcuttur.

Elektronik su yumuşatıcılar

V Son zamanlarda elektronik su yumuşatıcılar giderek daha popüler hale geliyor. Dıştan, her şey çok basit görünüyor. Anten kablolarının çıktığı boruya küçük bir kutu yerleştirilmiştir. Teller, boyayı soymaya bile gerek kalmadan borunun etrafına sarılır. Cihaz, Şekil 7'de gösterildiği gibi erişilebilir herhangi bir yere kurulabilir.

Şekil 7. Elektronik su yumuşatıcı

Cihazı bağlamak için gerekli olan tek şey 220V prizdir. Cihaz uzun süre açık kalacak şekilde tasarlanmıştır, periyodik olarak kapatılmasına gerek yoktur, çünkü cihazın kapatılması suyun tekrar sertleşmesine ve tekrar kireç oluşmasına neden olur.

Cihazın çalışma prensibi, 50 kHz'e kadar ulaşabilen ultrasonik frekans aralığındaki titreşimlerin emisyonuna indirgenmiştir. Salınım frekansı, cihazın kontrol paneli kullanılarak düzenlenir. Radyasyonlar, entegre bir mikro denetleyici kullanılarak elde edilen, saniyede birkaç kez paketler halinde üretilir. Titreşimlerin gücü küçüktür, bu nedenle bu tür cihazlar insan sağlığı için herhangi bir tehdit oluşturmaz.

Bu tür cihazları kurmanın uygunluğunun belirlenmesi kolaydır. Her şey suyun ne kadar sert aktığını belirlemekle ilgili. su borusu... Burada herhangi bir "kararsız" cihaza bile ihtiyacınız yok: yıkadıktan sonra cildiniz kurursa, su sıçramasından kiremit beyaz çizgiler beliriyor, su ısıtıcısında kireç beliriyor, çamaşır makinesi işlemin başlangıcından daha yavaş yıkıyor - musluktan açıkça sert su akıyor. Bütün bunlar, ısıtma elemanlarının ve dolayısıyla su ısıtıcılarının veya çamaşır makinelerinin arızalanmasına yol açabilir.

Sert su çeşitli çözmez deterjanlar- sıradan sabunlardan süper moda çamaşır tozlarına. Sonuç olarak, daha fazla toz koymanız gerekir, ancak bu pek yardımcı olmaz, çünkü kumaşlarda sertlik tuzları kristalleri tutulur, yıkama kalitesi arzulanandan çok daha fazlasını bırakır. Listelenen tüm su sertliği belirtileri, su yumuşatıcıları kurma ihtiyacı hakkında çok şey söyler.

Isıtma elemanlarının bağlanması ve kontrol edilmesi

Isıtma elemanını bağlarken uygun kesitli bir tel kullanılmalıdır. Her şey ısıtma elemanından geçen akıma bağlıdır. En yaygın olarak bilinen iki parametre vardır. Bunlar ısıtıcının kendi gücü ve besleme gerilimidir. Akımı belirlemek için gücü besleme gerilimine bölmek yeterlidir.

Basit bir örnek. 220V besleme gerilimi için 1 kW (1000W) gücünde bir ısıtma elemanı olsun. Böyle bir ısıtıcı için akımın olacağı ortaya çıktı.

Ben = P / U = 1000/220 = 4.545A.

PUE'deki tablolara göre, böyle bir akım 0,5 mm2 (11A) kesitli bir tel sağlayabilir, ancak mekanik mukavemeti sağlamak için en az 2,5 mm2 kesitli bir tel kullanmak daha iyidir. . Böyle bir tel ile elektrik en çok prizlere verilir.

Ancak bağlantıyı yapmadan önce, yeni satın alınan bir ısıtma elemanının bile iyi çalışır durumda olduğundan emin olmalısınız. Her şeyden önce, direncini ölçmeniz ve yalıtımın bütünlüğünü kontrol etmeniz gerekir. Isıtma elemanının direncini hesaplamak yeterince kolaydır. Bunu yapmak için, besleme voltajının karesi alınmalı ve güce bölünmelidir. Örneğin, 1000W'lık bir ısıtıcı için bu hesaplama şöyle görünür:

220 * 220/1000 = 48,4 Ohm.

Bu direnç, ısıtma elemanının terminallerine bağlandığında bir multimetre ile gösterilmelidir. Spiral kırılırsa, elbette, multimetre bir kırılma gösterecektir. Farklı bir güce sahip bir ısıtma elemanı alırsanız, direnç elbette farklı olacaktır.

Yalıtımın bütünlüğünü kontrol etmek için, terminallerden herhangi biri ile ısıtma elemanının metal kasası arasındaki direnci ölçmelisiniz. Yalıtkan dolgunun direnci, herhangi bir ölçüm sınırında multimetrenin açık devre göstermesini sağlayacak şekildedir. Direncin sıfır olduğu ortaya çıkarsa, bobin ısıtıcının metal gövdesi ile temas halindedir. Bu, yeni, yeni satın alınan bir ısıtma elemanı ile bile olabilir.

Genel olarak, yalıtımı kontrol etmek için kullanılır, ancak her zaman değil ve herkesin elinde değildir. Bu yüzden sıradan bir multimetre ile kontrol etmek iyidir. En azından böyle bir kontrol yapılmalıdır.

Daha önce de belirtildiği gibi, ısıtma elemanları bir yalıtkanla doldurulduktan sonra bile bükülebilir. Isıtıcılar çok çeşitli şekillerde mevcuttur: düz boru, U-şekilli, sarmal, yılan veya spiral. Her şey, ısıtma elemanının monte edilmesi gereken ısıtma cihazının cihazına bağlıdır. Örneğin, bir ani su ısıtıcısında çamaşır makinesi spiral şeklinde bükülmüş ısıtma elemanları kullanılır.

Bazı ısıtma elemanlarında koruma elemanları bulunur. en basit koruma bu bir termik sigortadır. Yanarsa, tüm ısıtma elemanını değiştirmeniz gerekir, ancak yanmaz. Isıtma elemanını tetiklendikten sonra kullanmanıza izin veren daha karmaşık bir koruma sistemi de vardır.

Bu korumalardan biri, bimetal plakaya dayalı bir korumadır: aşırı ısınmış bir ısıtma elemanından gelen ısı, kontağı açan ve ısıtma elemanının enerjisini kesen bimetal plakayı büker. Sıcaklık izin verilen değere düştükten sonra bimetal plaka bükülür, kontak kapanır ve ısıtma elemanı tekrar çalışmaya hazır hale gelir.

Termostatlı ısıtma elemanları

Sıcak su temini olmadığında, kazanları kullanmanız gerekir. Kazanların tasarımı oldukça basittir. Bu metal kap, üzerinde dekoratif bir metal kasa bulunan, ısı yalıtkanından yapılmış bir "kürk manto" içine gizlenmiştir. Suyun sıcaklığını gösteren bir termometre gövdeye gömülüdür. Kazan tasarımı Şekil 8'de gösterilmektedir.

Şekil 8. Depolama tipi kazan

Bazı kazanlar bir magnezyum anot içerir. Amacı, ısıtıcıyı ve kazanın iç tankını korozyona karşı korumaktır. Magnezyum anot sarf malzemesi, kombi bakımı yapılırken periyodik olarak değiştirilmelidir. Ancak bazı kazanlarda görünüşe göre ucuz fiyat kategorisi, böyle bir koruma sağlanmaz.

Kazanlarda ısıtma elemanı olarak termostatlı bir ısıtma elemanı kullanılır, bunlardan birinin tasarımı Şekil 9'da gösterilmiştir.

Şekil 9. Termostatlı ısıtma elemanı

Plastik kutu, bir sıvı sıcaklık sensörü (ısıtma elemanının yanındaki düz boru) tarafından tetiklenen bir mikro anahtar içerir. Isıtma elemanının şekli çok çeşitli olabilir, şekil en basitini göstermektedir. Her şey kazanın gücüne ve tasarımına bağlıdır. Isıtma derecesi, kutunun altında bulunan beyaz yuvarlak bir tutamak tarafından kontrol edilen mekanik bir kontağın konumu ile düzenlenir. Elektrik akımı sağlamak için terminaller de vardır. Isıtıcı bir iplikle sabitlenir.

Islak ve kuru ısıtma elemanları

Böyle bir ısıtıcı suyla doğrudan temas halindedir, bu nedenle böyle bir ısıtma elemanına "ıslak" denir. "Islak" ısıtma elemanının hizmet ömrü 2 ... 5 yıldır, bundan sonra değiştirilmesi gerekir. Genel olarak hizmet ömrü kısadır.

Isıtma elemanının ve bir bütün olarak kazanın hizmet ömrünü artırmak için, geçen yüzyılın 90'lı yıllarında Fransız şirketi Atlantic, "kuru" bir ısıtma elemanının tasarımını geliştirdi. Basitçe söylemek gerekirse, ısıtıcı, suyla doğrudan teması engelleyen metal bir koruyucu şişeye gizlenmiştir: ısıtma elemanı, ısıyı suya aktaran şişenin içinde ısıtılır.

Doğal olarak, şişenin sıcaklığı, ısıtma elemanınınkinden çok daha düşüktür, bu nedenle, aynı su sertliğinde kireç oluşumu çok yoğun değildir, suya daha fazla ısı aktarılır. Bu tür ısıtıcıların hizmet ömrü 10 ... 15 yıla ulaşır. Yukarıdakiler, iyi çalışma koşulları, özellikle besleme geriliminin kararlılığı için geçerlidir. Ama içinde bile iyi koşullar"Kuru" ısıtma elemanları da kaynaklarını tüketir ve değiştirilmeleri gerekir.

İşte "kuru" ısıtma elemanı teknolojisinin bir başka avantajı: ısıtıcıyı değiştirirken, boru hattından ayrılması gereken suyu kazandan boşaltmaya gerek yoktur. Sadece ısıtıcıyı sökün ve yenisiyle değiştirin.

Atlantic, elbette buluşunun patentini aldı ve ardından lisansı diğer firmalara satmaya başladı. Şu anda, "kuru" ısıtma elemanlı kazanlar, örneğin Electrolux ve Gorenje gibi diğer şirketler tarafından üretilmektedir. "Kuru" ısıtma elemanlı bir kazanın tasarımı Şekil 10'da gösterilmektedir.

Şekil 10. "Kuru" ısıtıcılı kazan

Bu arada, resim seramik steatit ısıtıcılı bir kazanı gösteriyor. Böyle bir ısıtıcının tasarımı Şekil 11'de gösterilmektedir.

Şekil 11. Seramik ısıtıcı

Seramik taban üzerinde, yüksek dirençli telden yapılmış sıradan bir açık spiral vardır. Bobinin ısıtma sıcaklığı 800 dereceye ulaşır ve konveksiyon ve ısı radyasyonu ile ortama (koruyucu kabuğun altındaki hava) aktarılır. Doğal olarak, kazanlara uygulanan böyle bir ısıtıcı, yalnızca koruyucu bir kabukta, hava ortamında çalışabilir, suyla doğrudan temas basitçe hariç tutulur.

Spiral, bağlantı için birkaç terminalin varlığının kanıtladığı gibi, birkaç bölüme sarılabilir. Bu, ısıtıcının gücünün değiştirilmesine izin verir. Bu tür ısıtıcıların maksimum özgül gücü 9W / cm2'yi geçmez.

Böyle bir ısıtıcının normal çalışması için koşul, mekanik stres, bükülme ve titreşim olmamasıdır. Yüzey pas ve yağ lekelerinden arındırılmış olmalıdır. Ve elbette, besleme voltajı dalgalanmalar ve dalgalanmalar olmadan ne kadar kararlı olursa, ısıtıcı o kadar dayanıklı çalışır.

Ancak elektrik mühendisliği hala ayakta değil. Teknolojiler gelişiyor, gelişiyor, bu nedenle, ısıtma elemanlarına ek olarak, şimdi çok çeşitli ısıtma elemanları geliştirildi ve başarıyla kullanıldı. Bunlar seramik ısıtıcılar, karbon ısıtıcılar, kızılötesi ısıtıcılar ama bu başka bir yazının konusu olacak.

Elektrikli fırın için tel ısıtıcının hesaplanması.

Bu makale, elektrikli fırın tasarımının en büyük sırlarını - ısıtıcıları hesaplamanın sırlarını ortaya koymaktadır.

Fırının hacmi, gücü ve ısıtma hızı nasıl ilişkilidir.

Başka bir yerde tartışıldığı gibi, geleneksel fırınlar yoktur. Aynı şekilde, çanak çömlek veya oyuncak, kırmızı kil veya boncuk pişirmek için soba yoktur. Bazı refrakterlerden yapılmış belirli bir hacimde faydalı alana sahip sadece bir fırın (ve burada sadece elektrikli fırınlardan bahsediyoruz) olur. Bu fırına pişirmek için büyük veya küçük bir vazo koyabilirsiniz veya üzerine kalın şamot karoların uzanacağı bir yığın levha koyabilirsiniz. Bir vazo ya da fayans yakmanız gerekiyor, belki 1000 o C, belki de 1300 o C'de. Pek çok endüstriyel veya evsel nedenden dolayı pişim 5-6 saat veya 10-12 saat sürmelidir.

Sobadan neye ihtiyacın olduğunu senden daha iyi kimse bilemez. Bu nedenle, hesaplamaya devam etmeden önce, tüm bu soruları kendiniz netleştirmeniz gerekir. Fırın zaten mevcutsa, ancak içine ısıtıcıların takılması veya eskilerinin yenileriyle değiştirilmesi gerekiyorsa, inşaata gerek yoktur. Fırın sıfırdan yapılıyorsa, odanın boyutlarını, yani boyundan, derinliğinden, genişliğinden öğrenerek başlamak gerekir.

Bu değerleri zaten bildiğinizi varsayalım. 490 mm yüksekliğinde, 350 mm genişliğinde ve derinliğinde bir kamera istediğinizi varsayalım. Metinde ayrıca, 60 litrelik böyle bir odaya sahip bir soba diyeceğiz. Aynı zamanda H = 800 mm yüksekliğinde, D = 500 mm genişliğinde ve L = 500 mm derinliğinde ikinci, daha büyük bir fırın tasarlayacağız. Bu fırına 200 litre fırın diyeceğiz.

Fırın hacmi litre olarak = H x D x L,
burada H, D, L desimetre cinsinden ifade edilir.

Milimetreyi doğru bir şekilde desimetreye dönüştürdüyseniz, ilk fırının hacmi 60 litre, ikincisinin hacmi - gerçekten 200 olmalıdır! Yazarın alay ettiğini düşünmeyin: hesaplamalarda en yaygın hatalar boyutlardaki hatalardır!

Bir sonraki soruya geçiyoruz - fırının duvarları nelerden yapılmıştır? Hemen hemen tüm modern fırınlar, düşük ısı iletkenliği ve düşük ısı kapasitesine sahip hafif refrakterlerden yapılmıştır. Çok eski sobalar ağır havai fişekten yapılır. Bu tür fırınlar, kalınlığı neredeyse odanın genişliğine eşit olan büyük kaplamalarıyla kolayca tanınır. Bu durumda, şansınız kalmadı: ateşleme sırasında, enerjinin% 99'u ürünleri değil duvarları ısıtmak için harcanacak. Duvarların modern malzemelerden yapıldığını varsayıyoruz (MKRL-08, ShVP-350). O zaman enerjinin sadece %50-80'i duvarları ısıtmak için harcanacaktır.

İndirmenin büyük kısmı belirsizliğini koruyor. Genellikle fırının refrakter duvarlarının (artı ocak ve çatı) kütlesinden daha az olmasına rağmen, bu kütle elbette ısıtma hızına katkıda bulunacaktır.

Şimdi güç hakkında. Güç, ısıtıcının 1 saniyede ne kadar ısı ürettiğidir. Güç için ölçü birimi watt'tır (W olarak kısaltılır). Parlak bir akkor ampul 100 W, elektrikli su ısıtıcısı 1000 W veya 1 kilovattır (1 kW olarak kısaltılır). 1 kW'lık bir ısıtıcıyı açarsanız, enerjinin korunumu yasasına göre duvarları, ürünleri ısıtmaya gidecek ve yuvalardan hava ile uçup gidecek olan her saniye ısı yayar. Teorik olarak, yuvalardan ve duvarlardan herhangi bir kayıp olmazsa, 1 kW, sonsuz bir zamanda sonsuz bir sıcaklığa kadar her şeyi ısıtabilir. Pratikte, fırınlar için gerçek (yaklaşık ortalama) ısı kayıpları bilinmektedir, bu nedenle aşağıdaki tavsiye kuralı vardır:

10-50 litrelik bir fırının normal ısıtma hızı için güce ihtiyaç vardır
Hacim litresi başına 100 watt.

100-500 litrelik bir fırının normal ısıtma hızı için güç gereklidir
Her litre hacim için 50-70 W.

Spesifik gücün değeri, yalnızca fırının hacmi dikkate alınarak değil, aynı zamanda astarın ve yüklemenin büyüklüğü de dikkate alınarak belirlenmelidir. Yük ne kadar büyükse, o kadar fazla daha büyük önem seçmek zorundasın. Aksi takdirde, fırın ısınır, ancak daha uzun süre. 60 litre için 100 W / l ve 200 litre için 60 W / l belirli bir güç seçelim. Buna göre 60 litrelik ısıtıcıların gücünün 60 x 100 = 6000 W = 6 kW, 200 litrelik ısıtıcıların - 200 x 60 = 12000 W = 12 kW olması gerektiğini alıyoruz. Bakın ne kadar ilginç: hacim 3 kattan fazla arttı ve kapasite - sadece 2. Neden? (Bağımsız çalışma için soru).

Dairede 6 kW priz yok, ancak sadece 4 kW var ama tam olarak 60 litreye ihtiyacınız var! Isıtıcıyı 4 kilovat olarak sayabilirsiniz, ancak ateşleme sırasındaki ısıtma aşamasının 10-12 saat süreceği gerçeğini kabul edin. Aksine, 5-6 saatlik çok büyük bir yük için ısıtma gereklidir. O zaman 60 litrelik bir sobaya 8 kW yatırım yapmanız ve kırmızı-sıcak kablolamaya dikkat etmemeniz gerekecek ... Daha fazla akıl yürütme için kendimizi klasik güçlerle sınırlayacağız - sırasıyla 6 ve 12 kW.

Güç, amper, volt, fazlar.

Gücü bilerek, ısıtma için ısı talebini biliyoruz. Amansız enerjinin korunumu yasasına göre, aynı gücü elektrik şebekesinden almalıyız. Size formülü hatırlatıyoruz:

Isıtıcı gücü (W) = Isıtıcı voltajı (V) x Akım (A)
veya P = U x I

Bu formülün iki püf noktası var. Birincisi: voltaj, genel olarak çıkışta değil, ısıtıcının uçlarında alınmalıdır. Voltaj, volt cinsinden ölçülür (kısaltılmış V). İkincisi: Genel olarak makineden değil, tam olarak bu ısıtıcıdan geçen akımı kastediyorum. Akım amper cinsinden ölçülür (kısaltılmış A).

Her zaman ağdaki voltaj bize verilir. Trafo merkezi normal çalışıyorsa ve yoğun saat değilse, sıradan bir ev prizindeki voltaj 220 V olacaktır. üç fazlı ağ herhangi bir faz ve nötr tel arasında ayrıca 220V'a eşittir ve voltaj herhangi iki aşama arasında- 380 V. Bu nedenle, ev tipi, tek fazlı bir ağ durumunda, voltaj seçeneğimiz yok - sadece 220 V. Üç fazlı bir ağ durumunda, bir seçenek var, ancak küçük bir tane - 220 veya 380 V. Peki ya amper? Büyük Ohm yasasına göre ısıtıcının voltajından ve direncinden otomatik olarak elde edilecektir:

Bir elektrik devresinin bir bölümü için Ohm yasası:
Akım (A) = Hat Gerilimi (V) / Hat Direnci (Ohm)
veya ben = U / R

Tek fazlı bir şebekeden 6 kW almak için akıma ihtiyaç vardır. ben = P / U= 6000/220 = 27,3 amper. Bu, iyi bir ev ağının büyük ama gerçek bir akımıdır. Örneğin, böyle bir akım, tüm brülörlerin tam güçte ve fırının da açıldığı bir elektrikli ocakta akar. 200 litrelik tek fazlı bir ağda 12 kW elde etmek için iki kat daha fazla akıma ihtiyacınız olacak - 12000/220 = 54,5 amper! Bu, herhangi bir ev ağı için kabul edilemez. Üç faz kullanmak daha iyidir, yani. gücü üç hatta dağıtın. Her fazda 12000/3/220 = 18.2 amper akacaktır.

Son hesaplamaya dikkat edin. Şu anda fırında ne tür ısıtıcılar olacağını BİLMİYORUZ, ısıtıcılara hangi voltajın (220 veya 380 V) uygulanacağını BİLMİYORUZ. Ancak üç fazlı ağdan 12 kW alınması gerektiğini, yükün eşit olarak dağıtılması gerektiğini, yani. Şebekemizin her aşamasında 4 kW, yani. 18.2A, fırının giriş (ortak) otomatik makinesinin her faz telinden akacaktır ve böyle bir akımın ısıtıcıdan akması hiç gerekli değildir. Bu arada elektrik sayacından da 18.2 A geçecektir. (Ve bu arada: üç fazlı güç kaynağının özelliklerinden dolayı sıfır tel üzerinden akım olmayacaktır. Biz sadece akımın termal çalışmasıyla ilgilendiğimiz için bu özellikler burada göz ardı edilmiştir). Sunumun bu noktasında sorularınız varsa, hepsini tekrar okuyun. Ve düşünün: fırının hacminde 12 kilovat serbest bırakılırsa, o zaman enerjinin korunumu yasasına göre, aynı 12 kilovat, her biri - 4 kW olan üç fazdan geçer ...

Tek fazlı 60 litrelik sobaya geri dönelim. Fırın ısıtıcısının direncinin olması gerektiğini bulmak kolaydır. R = U / ben= 220 V / 27,3 A = 8,06 Ohm. Bu nedenle, çok Genel görünüm fırının elektrik şeması şöyle görünecektir:

8.06 Ohm dirençli bir ısıtıcı 27,3 A akım vermelidir.

Üç fazlı bir fırın için üç özdeş ısıtma devresi gereklidir: şekilde - 200 litrelik en genel elektrik devresi.

200 litrelik bir fırının gücü 3 devreye - A, B ve C - eşit olarak dağıtılmalıdır.

Ancak her ısıtıcı, bir faz ile sıfır arasında veya iki faz arasında açılabilir. İlk durumda, her ısıtma devresinin uçlarında 220 volt olacak ve direnci R = U / ben= 220 V / 18.2 A = 12.08 Ohm. İkinci durumda, her ısıtma devresinin uçlarında 380 volt olacaktır. 4 kW'lık bir güç elde etmek için akım ben = P / U= 4000/380 = 10,5 amper, yani. direnç olmalı R = U / ben= 380 V / 10,5 A = 36,19 Ohm. Bu bağlantı seçeneklerine "yıldız" ve "delta" adı verilir. Gerekli direnç değerlerinden görülebileceği gibi, güç kaynağı devresini bir yıldızdan (12.08 Ohm ısıtıcılar) bir üçgene (36.19 Ohm ısıtıcılar) değiştirmek işe yaramaz - her durumda kendinize ihtiyacınız var ısıtıcılar.

Bir yıldız devresinde, her ısıtma devresi
220 voltluk bir voltaj için faz ve sıfır arasına bağlanır. 12.08 Ohm dirençli her ısıtıcıdan 18.2 A akım geçer N telinden akım geçmez.

Bir delta devresinde, her ısıtma devresi
380 voltluk bir voltaj için iki faz arasında açılır. 36,19 Ohm dirençli her ısıtıcıdan 10,5 A akım akar 18,2 A akım kablo bağlantı noktası A1 üzerinden güç anahtarına (A noktası) akar, yani 380 x 10.5 = 220 x 18.2 = 4 kilowatt! Aynı şekilde B1 - B ve C1 - C hatları ile.

Ev ödevi. 200 litrede bir yıldız vardı. Her devrenin direnci 12.08 Ohm'dur. Bu ısıtıcılar üçgen ile açılırsa fırının gücü ne olur?

Tel ısıtıcıların (Х23Ю5Т) yüklerinin sınırlandırılması.

Tam zafer! Isıtıcının direncini biliyoruz! Geriye kalan tek şey, gerekli uzunlukta bir tel parçasını geri sarmak. Dirençli hesaplamalardan bıkmayalım - her şey uzun zamandır pratik ihtiyaçlar için yeterli bir doğrulukla hesaplandı.

çap, mm 1 kg'da metre 1 metre direnç, 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

60 litrelik bir soba için 8.06 Ohm gereklidir, bir buçuk seçin ve gerekli direncin sadece 140 gram ağırlığında sadece 10 metre tel ile verileceğini alın! Harika bir sonuç! Tekrar kontrol edelim: 10 metre 1,5 mm telin direnci 10 x 0,815 = 8,15 Ohm. 220 volttaki akım 220/8,15 = 27 amper olacaktır. Güç 220 x 27 = 5940 W = 5,9 kW olacaktır. 6 kW istedik. Hiçbir yerde yanılmadık, tek endişe verici şey böyle fırınların olmaması ...

60 litrelik bir fırında yalnız bir kırmızı-sıcak ısıtıcı.

Isıtıcı çok küçük falan. Yukarıdaki resme baktığınızda hissettiğiniz duygu budur. Ama biz felsefe değil, hesaplama yapıyoruz, o yüzden duygulardan sayılara geçelim. Rakamlar şunları söylüyor: 1,5 mm çapında 10 metrelik telin bir alanı var S = U x d x pi = 1000 x 0.15 x 3.14 = 471 metrekare cm Bu alandan (başka nerede?), 5,9 kW fırın hacmine, yani. 1 metrekare için cm'lik alan 12,5 watt'lık bir ışıma gücüne sahiptir. Ayrıntıları atlayarak, fırının içindeki sıcaklık önemli ölçüde yükselmeden önce ısıtıcının çok büyük bir sıcaklığa ısıtılması gerektiğine dikkat çekiyoruz.

Isıtıcının aşırı ısınması, sözde yüzey yükünün değeri ile belirlenir. P, yukarıda hesapladık. Uygulamada her ısıtıcı tipi için sınır değerler bulunmaktadır. Pısıtıcı malzeme, çap ve sıcaklığa bağlı olarak. Herhangi bir çapta (1.5-4 mm) yerli alaşım Kh23Yu5T'den yapılmış bir tel için iyi bir yaklaşımla, 1200-1250 o C sıcaklık için 1.4-1.6 W / cm2 değeri kullanılabilir.

Fiziksel olarak aşırı ısınma, telin yüzeyindeki ve içindeki sıcaklık farkıyla ilişkilendirilebilir. Isı, tüm hacim boyunca serbest bırakılır, bu nedenle, yüzey yükü ne kadar yüksek olursa, bu sıcaklıklar o kadar farklı olacaktır. Çalışma sıcaklığı sınırına yakın yüzey sıcaklıklarında tel çekirdeğindeki sıcaklık erime sıcaklığına yaklaşabilir.

Fırın düşük sıcaklıklar için tasarlanmışsa, yüzey yükü daha fazla seçilebilir, örneğin 1000 o C için 2 - 2,5 W / cm2. Burada üzücü bir açıklama yapabilirsiniz: gerçek canthal (bu orijinal bir alaşımdır, analogu Rus fechral Kh23Yu5T olan) izin verir P 1250 o C'de 2,5'e kadar. Bu tür kantal, İsveçli Kantal şirketi tarafından yapılır.

60 litremize geri dönelim ve tablodan daha kalın bir tel seçelim - iki. İkililerin 8.06 Ohm / 0.459 Ohm / m = 17,6 metre alması gerektiği ve zaten 440 gram ağırlığında olacakları açıktır. Yüzey yükünü dikkate alıyoruz: P= 6000 W / (1760 x 0,2 x 3,14) cm 2 = 5,43 W / cm 2. Çok güzelsin. 2,5 mm çapında bir tel için 27,5 metre ve P= 2.78. Troyka için - 39 metre, 2,2 kilogram ve P= 1.66. Nihayet.

Şimdi troykanın 39 metresini sarmamız gerekiyor (patlarsa yeniden sarmaya başlayın). Ancak paralel bağlı İKİ ısıtıcı kullanabilirsiniz. Doğal olarak, her birinin direnci artık 8.06 Ohm değil, iki katı olmalıdır. Bu nedenle, iki için, her biri 17,6 x 2 = 35,2 m olan iki ısıtıcı çıkacak, her biri 3 kW güce sahip olacak ve yüzey yükü 3000 W / (3520 x 0,2 x 3,14) cm 2 = 1, 36 olacaktır. G / cm2. Ve ağırlık 1,7 kg. Yarım kilo kurtardı. Fırının tüm duvarlarına eşit olarak dağıtılabilen toplam birçok dönüş elde edildi.

60 litrelik bir fırında iyi dağıtılmış ısıtıcılar.

çap, mm için sınırlama akımı P= 1000 o C'de 2 W / cm 2 için sınırlama akımı P= 1,6 W / cm2 1200 o C'de
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

200 litrelik bir fırının hesaplanmasına bir örnek.

Artık temel ilkeler bilindiğine göre, gerçek bir 200 litrelik fırını hesaplamak için nasıl kullanıldığını göstereceğiz. Elbette, hesaplamanın tüm aşamaları resmileştirilebilir ve hemen hemen her şeyi kendi başına yapacak basit bir programa yazılabilir.

Fırınımızı "bir taramada" çizelim. Ona yukarıdan bakıyor gibiyiz, merkezden - duvarın yanlarından altından. Tüm duvarların alanını hesaplayacağız, böylece alanla orantılı olarak doğru şekilde ısı tedarikini organize edeceğiz.

200 litrelik bir fırının "Süpürme".

Bir yıldızla bağlandığında, her fazda 18.2A'lık bir akımın akması gerektiğini zaten biliyoruz. Sınırlama akımları için yukarıdaki tablodan, 2,5 mm çapında bir tel için bir ısıtma elemanının kullanılabileceği (sınır akımı 20.7A) ve 2.0 mm'lik bir tel için paralel bağlanmış iki elemanın kullanılması gerektiği sonucuna varılır. (sınırlama akımı 14.8A olduğu için) fırında toplamda 3 x 2 = 6 olacaktır.

Ohm kanununa göre ısıtıcıların gerekli direncini hesaplıyoruz. 2,5 mm çapında tel için r= 220 / 18.2 = 12.09 ohm veya 12.09 / 0.294 = 41,1 metre. 25 mm'lik bir mandrel üzerine sarılırsa, her biri yaklaşık 480 dönüş olan bu tür 3 ısıtıcıya ihtiyacınız olacaktır. Telin toplam ağırlığı (41,1 x 3) / 25 = 4,9 kg olacaktır.

2.0 mm'lik bir tel için, her fazda iki paralel eleman vardır, bu nedenle her birinin direnci iki kat daha fazla olmalıdır - 24.18 Ohm. Her birinin uzunluğu 24.18 / 0.459 = 52,7 metre olacaktır. Her elemanın aynı sargı ile 610 dönüşü olacaktır. 6 ısıtma elemanının tümünün toplam ağırlığı (52.7 x 6) / 40 = 7,9 kg.

Herhangi bir spirali daha sonra seri olarak bağlanan birkaç parçaya bölmemizi hiçbir şey engelleyemez. Ne için? İlk olarak, kurulum kolaylığı için. İkincisi, ısıtıcının dörtte biri arızalanırsa, yalnızca bu çeyreğin değiştirilmesi gerekecektir. Aynı şekilde, kimse bütün bir spirali fırına sokma zahmetine girmez. O zaman kapı için ayrı bir spiral gerekli olacak, ancak 2,5 mm çapında olması durumunda bunlardan sadece üç tane var ...

2,5 mm telin bir fazını koyduk. Isıtıcı, tümü seri olarak bağlanmış 8 bağımsız kısa bobine bölünmüştür.

Her üç fazı da aynı şekilde koyduğumuzda (aşağıdaki şekle bakınız), aşağıdaki netlik kazanmaktadır. Pod'u unuttuk! Ve alanın% 13,5'ini kaplar. Ek olarak, spiraller birbirine tehlikeli elektriksel yakınlık içindedir. Aralarında 220 Volt'luk bir voltajın olduğu sol duvardaki spirallerin yakınlığı özellikle tehlikelidir (faz - sıfır - faz - sıfır ...). Bir şey nedeniyle, sol duvarın komşu spiralleri birbirine temas ederse, büyük bir kısa devre önlenemez. Spirallerin düzenini ve bağlantısını bağımsız olarak optimize etmeyi öneriyoruz.

Tüm aşamaları koyduk.

İki tane kullanmaya karar verirsek, şema aşağıda gösterilmiştir. 52.7 metre uzunluğundaki her eleman, 610/4 = 152 dönüşlük (25 mm'lik bir mandrel üzerine sarma) 4 ardışık spirale bölünmüştür.

2,0 mm tel için ısıtıcı düzenleme seçeneği.

Sarma, kurulum, çalıştırma özellikleri.

Tel, spiral şeklinde sarılabileceği için uygundur ve daha sonra spiral uygun olduğu gibi gerilebilir. Sargı çapının 6-8 tel çapından fazla olması gerektiğine inanılmaktadır. Dönüşler arasındaki en uygun adım 2-2,5 tel çapıdır. Ancak bobini bobine sarmak gerekir: Spirali germek çok kolaydır, sıkmak çok daha zordur.

Sarma sırasında kalın tel kırılabilir. Özellikle 200 turdan 5'inin rüzgara bırakılması hayal kırıklığı yaratıyor.Malanın çok yavaş dönüş hızında bir torna tezgahında sarmak ideal. Alaşım Kh23Yu5T temperli olarak üretilir ve dispense edilmez. İkincisi özellikle sık sık patlar, bu nedenle, eğer bir seçeneğiniz varsa, sarım için serbest bırakılan teli satın aldığınızdan emin olun.

Kaç dönüşe ihtiyacınız var? Sorunun basitliğine rağmen, cevap açık değil. İlk olarak, mandrelin çapı tam olarak bilinmemektedir ve dolayısıyla bir dönüşün çapıdır. İkincisi, telin çapının uzunluk boyunca hafifçe yürüdüğü kesin olarak bilinir, bu nedenle spiralin direnci de yürüyecektir. Üçüncüsü, belirli bir kaynağın alaşımının özgül direnci referanstan farklı olabilir. Pratikte, spiral hesaplamadan 5-10 tur daha fazla sarılır, daha sonra direnci ölçülür - bir sabunluk ile değil, güvenebileceğiniz ÇOK DOĞRU bir cihazla. Özellikle, kısa devre probları ile cihazın sıfır veya 0,02 Ohm mertebesinde bir sayı gösterdiğinden ve ölçülen değerden çıkarılması gereken bir sayı gösterdiğinden emin olmanız gerekir. Direnci ölçerken, dönüşler arası kısa devrelerin etkisini ortadan kaldırmak için spiral hafifçe gerilir. Ekstra dönüşler ısırılır.

Bobini bir mullit-silika tüp (MCR) üzerindeki bir fırına yerleştirmek en iyisidir. 25 mm'lik bir sarım çapı için, 35 mm - 30 - 32 mm'lik bir sarım çapı için 20 mm'lik bir dış çapa sahip bir boru uygundur.

Sobanın beş taraftan (dört duvar + altı) eşit olarak ısıtılması iyidir. Ocakta önemli bir güce, örneğin fırının tüm tasarım kapasitesinin %20-25'ine konsantre olmak gerekir. Bu, dışarıdan gelen soğuk havayı telafi eder.

Ne yazık ki, ısıtmanın mutlak homojenliğini elde etmek hala imkansızdır. Fırından LOWER HAVA GİRİŞİ olan havalandırma sistemlerini kullanarak yakınlaşabilirsiniz.

İlk ısıtma sırasında, hatta ilk iki veya üç ısıtma sırasında telin yüzeyinde cüruf oluşur. Hem ısıtıcılardan (fırça ile) hem de levha, tuğla vb. yüzeylerden çıkarmayı unutmamalıyız. Bobin sadece tuğlaların üzerindeyse cüruf özellikle tehlikelidir: yüksek sıcaklıklarda alüminosilikatlı demir oksitler (bir milimetrede bir ısıtıcı!) Isıtıcının yanabileceği düşük erime noktalı bileşikler oluşturur.

İhtiyacın olacak

  • Spiral, kumpas, cetvel. Spiralin malzemesini, spiralin çalışacağı I akımının ve U geriliminin değerini ve hangi malzemeden yapıldığını bilmek gerekir.

Talimatlar

Bobininizin ne kadar R direncine sahip olması gerektiğini öğrenin. Bunu yapmak için, Ohm yasasını kullanın ve devredeki I akımının değerini ve spiralin uçlarındaki U voltajının değerini R = U / I formülünde değiştirin.

Referans kitabını kullanarak, spiralin yapılacağı ρ malzemesinin spesifik elektrik direncini belirleyin. ρ Ohm m olarak ifade edilmelidir.Referans kitabındaki ρ değeri Ohm mm² / m olarak verilmişse, 0,00001 ile çarpın. ρ = 0 , 0175 0.000001 = 0.0000000175 Ohm m var.

Telin uzunluğunu formülle bulun: Lₒ = R S / ρ.

Spiral üzerinde bir cetvelle isteğe bağlı bir uzunluk l ölçün (örneğin: l = 10cm = 0.1m). Bu uzunluk boyunca gelen ilmek sayısını sayın. Helis adımını H = l / n belirleyin veya bir kumpas ile ölçün.

Lₒ uzunluğundaki bir telden N kaç dönüş yapılabileceğini bulun: N = Lₒ / (πD + H).

Spiralin uzunluğunu aşağıdaki formülle bulun: L = Lₒ / N.

Spiral atkıya boa atkı, dalga atkı da denir. Buradaki ana şey, ipliğin türü, örgü deseni veya bitmiş ürünün rengi değil, uygulama tekniği ve modelin özgünlüğüdür. Spiral eşarp şenliği, ihtişamı, ciddiyeti kişileştirir. Zarif bir dantel fırfır, egzotik bir boa ve sıradan ama çok orijinal bir fular gibi görünüyor.

Örgü iğneleri ile spiral bir eşarp nasıl örülür

Spiral bir atkı örmek için iğnelere 24 ilmek atın ve 1. sırayı örün:
- 1 kenar döngüsü;
- 11 yüz;
- 12 ters döngü.

Bu spiral atkı için ipin kalitesi ve rengi size kalmış.

1. sıra: önce 1 kenar ilmek, sonra 1 üst ilmek, sonra 1 ön ilmek, sonra 1 üst ilmek ve 8 ön ilmek. Sağdaki örgü iğnesinden birini ters olarak çıkarın, örgü iğnelerinin arasındaki ipliği öne doğru çekin. Çıkarılan ilmeği sol örgü iğnesine geri getirin, ipliği örgü iğneleri arasında geri çekin (bu durumda, ilmek sarılmış bir iplik olacaktır). İşi ters çevirin ve 12 ters ilmek örün.

2.sıra: önce 1 kenar ilmek, sonra 1 üst ilmek, ardından 3 ön ilmek, 1 üst ilmek ve 6 ön ilmek örülür. Sağdaki örgü iğnesinden birini ters olarak çıkarın, örgü iğnelerinin arasındaki ipliği öne doğru çekin. Ardından, ilmeği sol örgü iğnesine geri döndürün, ipliği örgü iğneleri arasında geri çekin, ardından işi çevirin ve 12 ters ilmek örün.

3. sıra: 1 kenar dikişi örün, ardından 2 ilmeği birlikte örün, ardından 1 örün, ardından 2 ve 4 ilmeği birlikte örün. Sağdaki örgü iğnesinden birini ters olarak çıkarın, iğnelerin arasındaki ipliği öne doğru çekin, ilmeği sol örgü iğnesine geri döndürün, ardından iğnelerin arasındaki ipliği geri çekin. Bundan sonra, işi çevirin ve 8 ters ilmek örün.

4. sıra: 1 etek örün, ardından ön ile birlikte 3 ilmek, ardından 4 ön ilmek, * sarılı ilmeği alttan alın ve bir sonraki ön ile birlikte örün, 1 ön * (örgü * ile * 3 kez tekrarlayın) . İşi ters çevirmeden ters ilmekleri bağlayın.

Böylece dolanan atkıyı bu 4 sıranın blokları halinde gerekli uzunlukta örün.

Hemen hemen tüm kadınlar doğum kontrolü sorunu ile karşı karşıyadır. Güvenilir ve kanıtlanmış yöntemlerden biri, günümüzde hala talep gören rahim içi cihazdır.

Spiral türleri

Rahim içi cihazlar plastikten yapılır ve iki tiptir: bakır (gümüş) içeren spiraller ve hormon içeren spiraller. Boyutları 3X4 cm'dir.Kontrasepsiyon yönteminin seçimi ve bobinin kendisi jinekoloğun resepsiyonunda gerçekleşir. Bunu kendi başınıza yapmamalısınız. Rahim içi cihaz, adet sırasında bir jinekolog tarafından kurulur. Boyut olarak küçüktür ve T harfinin şeklini andırır.

Bakır spiral bakır telden yapılmıştır. Özelliği, yumurtanın ona tutunamayacağı şekilde rahim üzerinde hareket etme yeteneğidir. Bu, iki bakır dal tarafından kolaylaştırılmıştır.

Hormon bobini, progestin içeren bir kaba sahiptir. Bu hormon yumurtlamanın başlamasını engeller. Hormon kullanılması durumunda rahim içi araç sperm yumurtayı dölleyemez. Kadınların belirttiği gibi, böyle bir spiral kullanırken adet kanaması daha zayıf ve daha az ağrılı hale gelir. Bununla birlikte, bu, spiral içindeki hormonların etkisiyle ilişkili olduğu için zarar vermez. Jinekologlar, ağrılı dönemlerden muzdarip kadınların hormonal bir bobin takmasını tavsiye eder.

Spiral seçimi

Jinekolojik rahim içi cihazlar hem yerli hem de yabancı farklı markalardadır. Ek olarak, maliyetleri 250 ruble ile birkaç bin arasında değişebilir. Bu birçok faktörden etkilenir.

Juno Bio spirali Rus kadınları arasında oldukça popüler. Her şeyden önce düşük maliyeti ile çekiyor. Bununla birlikte, bu bobinin etkisinin düşük etkinliği, yüksek bir hamilelik riski taşır.
Mirena rahim içi cihazı kendini iyi kanıtlamıştır, ancak serisindeki en pahalılardan biridir. Aynı zamanda, bir intrauterin cihazın kullanımı, en ucuz ve en uygun doğum kontrol yöntemi olarak kabul edilir.

Bu hormon bobini... Üreticileri, Mirena spiralinin uterusta kayma veya düşme olasılığının daha düşük olduğuna söz veriyor. Yani, bu hamileliğin başlangıcına yol açar, bu nedenle hastalara doğru yerde intrauterin kontraseptif varlığını düzenli olarak kontrol etmeleri önerilir.

Ev elektrik şebekesindeki standart voltaj U = 220V'dir. Akım gücü, panodaki sigortalarla sınırlıdır ve kural olarak I = 16A'ya eşittir.

Kaynaklar:

  • Fiziksel büyüklük tabloları, I.K. Kikoin, 1976
  • spiral uzunluk formülü

Elektrikli havya, lehimi sıvı hale getirerek ve lehimlenecek parçalar arasındaki boşluğu onunla doldurarak yumuşak lehimler vasıtasıyla parçaları birbirine tutturmak için tasarlanmış bir el aletidir.

12, 24, 36, 42 ve 220 V besleme gerilimleri için elektrikli havyalar mevcuttur ve bunun nedenleri vardır. Ana şey insan güvenliği, ikincisi ise lehimleme işinin yapıldığı yerdeki şebeke voltajıdır. Tüm ekipmanın topraklandığı ve yüksek nemin olduğu üretimde, havya gövdesinin topraklanması gerekirken, voltajı 36 V'tan fazla olmayan havya kullanılmasına izin verilir. Bir motosikletin yerleşik ağı, 6 V DC voltajına, araba - 12 V, kamyon - 24 V'a sahiptir. Havacılık, 400 Hz frekanslı ve 27 V voltajlı bir ağ kullanır. Tasarım kısıtlamaları da vardır. , örneğin, 220 V besleme voltajı için 12 W'lık bir havya yapmak zordur, çünkü spiralin çok ince bir telden sarılması gerekecek ve bu nedenle birçok katman sarılacaktır, havya büyük olacaktır, küçük işler için uygun değil. Havyanın sargısı nikrom telden sarıldığı için hem alternatif hem de doğrudan voltajla çalıştırılabilir. Ana şey, besleme voltajının havyanın tasarlandığı voltajla eşleşmesidir.

Elektrikli havyaların gücü 12, 20, 40, 60, 100 W ve daha fazladır. Ve bu aynı zamanda tesadüf değil. Lehim yapılacak parçaların yüzeylerine lehimleme sırasında lehimin iyi yayılması için lehimin erime sıcaklığından biraz daha yüksek bir sıcaklığa ısıtılmaları gerekir. İş parçası ile temas halinde, uçtan iş parçasına ısı aktarılır ve ucun sıcaklığı düşer. Havya ucunun çapı yeterli değilse veya ısıtma elemanının gücü küçükse, ısı verdikten sonra uç ayarlanan sıcaklığa kadar ısınamayacak ve lehimlenmesi imkansız olacaktır. En iyi durumda, gevşek ve güçlü olmayan bir lehim elde edersiniz. Küçük parçaları lehimlemek için daha güçlü bir havya kullanılabilir, ancak lehim noktasına erişilememesi sorunu vardır. Örneğin, bir mikro devre, 5 mm boyutunda bir havya ucu ile 1.25 mm ayak aralığına sahip bir baskılı devre kartına nasıl lehimlenebilir? Doğru, bir çıkış yolu var, 1 mm çapında birkaç tur bakır tel böyle bir iğneye sarılır ve bu telin ucu zaten lehimlenmiştir. Ancak havyanın hantallığı işi neredeyse imkansız hale getiriyor. Bir sınırlama daha var. Yüksek güçte, havya elemanı hızlı bir şekilde ısıtır ve birçok radyo bileşeni 70˚С'nin üzerinde ısınmaya izin vermez ve bu nedenle lehimlemeleri için izin verilen süre 3 saniyeden fazla değildir. Bunlar diyotlar, transistörler, mikro devrelerdir.

Havya cihazı

Havya, lehimin erime noktasına kadar bir nikrom spiral tarafından ısıtılan kırmızı bir bakır çubuktur. Havya çubuğu, yüksek ısı iletkenliği nedeniyle bakırdan yapılmıştır. Sonuçta, lehimleme sırasında, havya ucunu ısıtma elemanından ısıya hızlı bir şekilde aktarmanız gerekir. Çubuğun ucu kama şeklindedir, havyanın çalışan kısmıdır ve uç olarak adlandırılır. Çubuk, mika veya fiberglasa sarılmış çelik bir boruya yerleştirilir. Bir ısıtma elemanı görevi gören mika üzerine bir nikrom tel sarılır.

Nikromun üzerine bir mika veya asbest tabakası sarılır, bu da havyanın metal gövdesinden nikrom spiralin ısı kaybını ve elektrik yalıtımını azaltmaya yarar.

Nikrom spiralin uçları, elektrik kablosunun bakır iletkenlerine ucunda bir fiş ile bağlanır. Bu bağlantının güvenilirliğini sağlamak için, nikrom spiralin uçları bükülür ve ikiye katlanır, bu da bağlantıdaki ısınmayı azaltır. bakır kablo... Ek olarak, bağlantı metal bir plaka ile kıvrılır, kıvrımı yüksek ısı iletkenliğine sahip olan ve bağlantıdan ısıyı daha verimli bir şekilde çıkaracak bir alüminyum plakadan yapmak en iyisidir. Elektrik yalıtımı için ısıya dayanıklı yalıtım malzemesinden, cam elyafından veya mikadan yapılmış borular birleşim yerine konur.

Bir bakır çubuk ve bir nikrom spiral, fotoğraftaki gibi iki yarıdan veya katı bir borudan oluşan metal bir kasa ile kapatılır. Havya gövdesi, kapak halkaları ile boruya sabitlenmiştir. Bir kişinin elini yanıklardan korumak için, ahşap veya ısıya dayanıklı plastik gibi ısıyı iyi sağlamayan bir malzemeden yapılmış borunun üzerine bir sap yerleştirilir.

Havyanın fişini prize taktığınızda, elektrik akımı ısınan ve ısıyı bakır çubuğa aktaran nikrom ısıtma elemanına akar. Havya lehimleme için hazırdır.

Düşük güçlü transistörler, diyotlar, dirençler, kapasitörler, mikro devreler ve ince teller 12 W havya ile lehimlenmiştir. 40 ve 60 W havyalar, güçlü ve büyük boyutlu radyo bileşenlerini, kalın telleri ve küçük parçaları lehimlemek için kullanılır. Büyük parçaların, örneğin gaz kolonlu ısı eşanjörlerinin lehimlenmesi için, yüz veya daha fazla watt gücünde bir havyaya ihtiyacınız olacaktır.

Çizimde görebileceğiniz gibi, havyanın elektrik devresi çok basittir ve sadece üç elemandan oluşur: bir fiş, esnek bir elektrik teli ve bir nikrom spiral.

Şemadan da görebileceğiniz gibi, havya, ucun ısıtma sıcaklığını ayarlama özelliğine sahip değildir. Ve havyanın gücü doğru seçilse bile, lehimleme için ucun sıcaklığının gerekli olacağı hala bir gerçek değildir, çünkü sürekli yakıt ikmali nedeniyle ucun uzunluğu zamanla azaldığından, lehimlerin de farklı özellikleri vardır. erime sıcaklıkları. Bu nedenle, havya ucunun optimum sıcaklığını korumak için, havya ucunun ayarlanan sıcaklığının manuel olarak ayarlanması ve otomatik bakımı ile tristör güç regülatörleri aracılığıyla bağlanması gerekir.

Bir havyanın ısıtma sargısının hesaplanması ve onarımı

Elektrikli havya veya başka bir ısıtma cihazını kendi başınıza tamir ederken veya yaparken, nikrom telden yapılmış bir ısıtma sargısı sarmanız gerekir. Bir teli hesaplamak ve seçmek için ilk veriler, güç ve besleme voltajına göre belirlenen bir havya veya bir ısıtma cihazının sargı direncidir. Bir havya veya ısıtma cihazının sargı direncinin ne olması gerektiğini hesaplamak için tabloyu kullanabilirsiniz.

Tamir ederken veya kendi kendine üretim bir elektrikli havya veya başka bir ısıtma cihazı, nikrom telden bir ısıtma sargısı sarmanız gerekir. Bir teli hesaplamak ve seçmek için ilk veriler, güç ve besleme voltajına göre belirlenen bir havya veya bir ısıtma cihazının sargı direncidir. Bir havya veya ısıtma cihazının sargı direncinin ne olması gerektiğini hesaplamak için tabloyu kullanabilirsiniz.

Besleme voltajını bilmek ve direnç ölçümü havya gibi herhangi bir ısıtma cihazı, veya bir elektrikli ütü, bu elektrikli ev aletinin tükettiği gücü öğrenebilirsiniz. B. Örneğin, 1,5 kW'lık bir elektrikli su ısıtıcısının direnci 32,2 ohm olacaktır.

Güç ve besleme voltajına bağlı olarak nikrom spiralinin direncini belirleme tablosu elektrikli ev aletleri, Ohm
Güç tüketimi
havya, W
Havya besleme gerilimi, 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

Tablonun nasıl kullanılacağına dair bir örneğe bakalım. Diyelim ki 220 V besleme gerilimi için tasarlanmış 60 W'lık bir havyayı geri sarmanız gerekiyor.Tablonun en sol sütunundan 60 W'ı seçin. Üst yatay çizgide 220 V seçin. Hesaplama sonucunda, sargı malzemesinden bağımsız olarak havya sargısının direncinin 806 ohm'a eşit olması gerektiği ortaya çıktı.

220 V'luk bir voltaj için tasarlanmış 60 W'lık bir havyadan 36 V'luk bir ağdan beslenmek için bir havya yapmanız gerekiyorsa, yeni sargının direnci zaten 22 Ohm olmalıdır. Çevrimiçi bir hesap makinesi kullanarak herhangi bir elektrikli ısıtma cihazının sargı direncini bağımsız olarak hesaplayabilirsiniz.

Havya sargısının gerekli direnç değeri belirlendikten sonra, sargının geometrik boyutlarına göre nikrom telin çapı aşağıdaki tablodan seçilir. Nikrom tel, 1000˚C'ye kadar ısıtma sıcaklıklarına dayanabilen ve Х20Н80 ile işaretlenmiş bir krom-nikel alaşımıdır. Bu, alaşımın %20 krom ve %80 nikel içerdiği anlamına gelir.

Yukarıdaki örnekten 806 ohm dirençli bir havya spiralini sarmak için, 0,1 mm çapında (806'yı 140'a bölmeniz gerekir) veya çapı 25,4 m olan 5,75 metre nikrom teline ihtiyacınız olacaktır. 0,2 mm vb.

Bir havya spiralini sararken, dönüşler birbirine yakın istiflenir. Nikrom telin kızgın yüzeyi ısıtıldığında oksitlenir ve yalıtkan bir yüzey oluşturur. Telin tüm uzunluğu tek bir katmanda manşona uymuyorsa, yara katmanı mika ile kaplanır ve ikincisi sarılır.

Isıtma elemanı sargısının elektrik ve ısı yalıtımı için en iyi malzemeler mika, fiberglas kumaş ve asbesttir. Asbest sahip ilginç mülk, su ile ıslatılıp yumuşar, istediğiniz şekli vermenizi sağlar ve kuruduktan sonra yeterli mekanik mukavemete sahiptir. Bir havya sarımını ıslak asbest ile yalıtırken, ıslak asbestin eklektik bir akımı iyi ilettiği ve havyayı ancak asbest tamamen kuruduktan sonra elektrik şebekesine açmanın mümkün olacağı dikkate alınmalıdır.

Nikrom bobin, kompakt yerleştirme için tel sargılı bir ısıtma elemanıdır. Tel yapılır nikrom- ana bileşenleri nikel ve krom olan hassas bir alaşım. Bu alaşımın "klasik" bileşimi %80 nikel, %20 kromdur. Bu metallerin adlarının bileşimi, krom-nikel alaşımları grubunu belirleyen adı oluşturdu - "nikrom".

En ünlü nikrom kaliteleri - Х20Н80 ve Х15Н60... Birincisi "klasiklere" yakın. %72-73 nikel ve %20-23 krom içerir. İkincisi, maliyeti azaltmak ve telin işlenebilirliğini geliştirmek için tasarlanmıştır. İçindeki nikel ve krom içeriği azalır - sırasıyla %61'e ve %18'e kadar. Ancak demir miktarı arttı - X20H80 için 1.5'e karşı %17-29.

Bu alaşımlara dayanarak, daha yüksek bir beka kabiliyeti ve oksidasyona karşı direnç ile modifikasyonları elde edildi. Yüksek sıcaklık... Bunlar X20N80-N (-N-VI) ve Kh15N60 (-N-VI) markalarıdır. Hava ile temas halinde olan ısıtma elemanları için kullanılırlar. Önerilen maksimum çalışma sıcaklığı - 1100 ila 1220 ° С arası

Nikrom tel uygulaması

Nikromun ana kalitesi, elektrik akımına karşı yüksek direncidir. Alaşımın uygulama alanlarını tanımlar. nikrom sarmal iki kalitede kullanılır - bir ısıtma elemanı olarak veya elektrik direnci için bir malzeme olarak elektrik devreleri.

Isıtıcılar için kullanılır elektrik spiraliХ20Н80-Н ve Х15Н60-Н alaşımlarından. Uygulama örnekleri:

  • ev tipi termoreflektörler ve fanlı ısıtıcılar;
  • Ev ısıtma cihazları ve elektrikli ısıtma için ısıtma elemanları;
  • endüstriyel fırınlar ve termal ekipman için ısıtıcılar.

Vakumda elde edilen Kh15N60-N-VI ve Kh20N80-N-VI alaşımları indüksiyon fırınları kullanılan endüstriyel ekipman artan güvenilirlik.

nikrom sarmal Х15H60, Х20H80 kaliteleri, Kh20N80-VI, elektrik direncinin sıcaklıkla çok az değişmesiyle farklılık gösterir. Dirençler, elektronik devreler için konektörler, vakum cihazlarının kritik parçaları ondan yapılır.

Nikrom spiral nasıl sarılır

dirençli veya ısıtma bobini evde yapılabilir. Bunu yapmak için uygun bir markanın nikrom teline ve gerekli uzunluğun doğru hesaplanmasına ihtiyacınız var.

Bazı ev ısıtma cihazları hala nikrom tel kullanır. Nikel-krom alaşımının yüksek ısı direnci özelliğine sahiptir. Bu malzeme iyi plastisiteye, yüksek elektrik direncine ve düşük sıcaklık direnç katsayısına sahiptir. Bu nedenle, bir ısıtıcı için bir nikrom teli hesaplanırken bu parametreler dikkate alınmalıdır. Aksi takdirde hesaplama sonuçları hatalı olacak ve istenilen sonucu vermeyecektir.

Hesaplamalarda çevrimiçi hesap makinesini kullanma

Çevrimiçi bir hesap makinesi kullanılarak hızlı hesaplamalar yapılabilir. Yardımı ile gerekli nikrom tel uzunluğunu hesaplayabilir ve yaklaşık olarak ayarlayabilirsiniz. Kural olarak, ısıtma cihazlarında en yaygın kullanılan markalar - Х20Н80, Х20Н80-Н, Х15Н60 olarak kabul edilir.

Hesaplamaları gerçekleştirmek için gerekli giriş verileri gereklidir. Her şeyden önce bu, elde edilmesi planlanan ısıtıcının güç miktarı, nikrom telin çapı ve şebekenin besleme voltajının değeridir.

Hesaplamalar aşağıdaki gibi yapılır. Her şeyden önce, aşağıdaki formüle göre belirtilen parametrelere göre ayarlamanız gerekir: I = P / U. Bundan sonra, tüm ısıtma elemanının direnci hesaplanır. Ardından, belirli bir nikrom tel markası için belirli bir elektrik direncine ihtiyacınız var. Farklı bir formül kullanarak ısıtma elemanının en uygun uzunluğunu oluşturmak için bu değere ihtiyaç duyulacaktır: l = SR / ρ. Doğru seçim uzunluk, ısıtıcı direnci R'yi istenen değere getirecektir.

Hesaplamalar yapıldıktan sonra, tablo kullanılarak elde edilen verilerin kontrol edilmesi ve nominal akımın izin verilen değere karşılık geldiğinden emin olunması önerilir. Hesaplanan akım izin verilen sınırları aşarsa, nikrom telin çapını artırarak veya ısıtma elemanının gücünü azaltarak yeniden hesaplamalar yapılmalıdır. Tablolarda verilen tüm parametrelerin yatay konumda bulunan ve hava ortamında çalışan ısıtıcılar için hesaplandığını dikkate almak gerekir.

Nikrom spiralin bir sıvıya yerleştirilmesi planlanıyorsa, izin verilen akımın değeri 1.1-1.5 faktörü ile çarpılmalıdır. Spiral kapandığında ise tam tersine 1,2-1,5 kat küçültülmelidir.