كيفية حساب طول سلك نيتشروم

المعلومات الأساسية والعلامات التجارية من نيتشروم

يطلق على النيكل سبيكة من النيكل والكروم مع إضافة المنغنيز والسيليكون والحديد والألمنيوم. بالنسبة لهذه المادة ، تعتمد المعلمات على النسبة المحددة للمواد في السبيكة ، ولكن في المتوسط ​​تقع في النطاق:

• المقاومة الكهربائية - 1.05-1.4 أوم * مم²/ م (اعتمادًا على درجة السبائك) ؛
• معامل درجة حرارة المقاومة - (0.1-0.25) · 10⁻³ إلى⁻¹;
• درجة حرارة التشغيل - 1100 درجة مئوية ؛
• نقطة الانصهار - 1400 درجة مئوية ؛

في الجداول ، غالبًا ما يتم إعطاء المقاومة في hmOhm * m (أو 10^-6 أوم * م) - القيم العددية هي نفسها ، والفرق في البعد.

يوجد حاليًا نوعان من أكثر العلامات التجارية شيوعًا لسلك نيتشروم:

• X20H80. ويتكون من 74٪ نيكل و 23٪ كروم ، بالإضافة إلى 1٪ من الحديد والسيليكون والمنجنيز. يمكن استخدام موصلات هذه العلامة التجارية في درجات حرارة تصل إلى 1250 ^ᵒج ، نقطة انصهار - 1400 ^ᵒج. كما أن لديها مقاومة كهربائية عالية. يتم استخدام السبائك لتصنيع عناصر أجهزة التدفئة. المقاومة النوعية هي 1.03-1.18 hm أوم · م ؛
• X15H60. التركيب: 60٪ نيكل ، 25٪ حديد ، 15٪ كروم. درجة حرارة التشغيل لا تزيد عن 1150 ^ᵒنقطة الانصهار - 1390 ^ᵒيحتوي على المزيد من الحديد ، مما يزيد من الخصائص المغناطيسية للسبائك ويزيد من مقاومته للتآكل.

سوف تتعلم المزيد عن درجات وخصائص هذه السبائك من GOST 10994-74 و GOST 8803-89 و GOST 12766.1-90 وغيرها.

كما ذكرنا من قبل ، يتم استخدام سلك نيتشروم في كل مكان حيث هناك حاجة إلى عناصر التسخين. المقاومة العالية ونقطة الانصهار تجعل من الممكن استخدام نيتشروم كأساس لعناصر التسخين المختلفة ، من الغلاية أو مجفف الشعر إلى فرن الغطس.

طرق الحساب

بالمقاومة

دعونا نكتشف كيفية حساب طول سلك نيتشروم من حيث القوة والمقاومة. يبدأ الحساب بتحديد الطاقة المطلوبة. تخيل أننا بحاجة إلى خيط نيتشروم لمكواة لحام صغيرة بقوة 10 واط ، والتي ستعمل من مصدر طاقة 12 فولت. للقيام بذلك ، لدينا سلك بقطر 0.12 مم.

يتم إجراء أبسط حساب لطول نيتشروم في الطاقة دون مراعاة التدفئة على النحو التالي:

نحدد القوة الحالية:

P = واجهة المستخدم

I = P / U = 10/12 = 0.83 أ

يتم حساب مقاومة سلك نيتشروم بواسطة قانون أوم:

R = U / I = 12 / 0.83 = 14.5 أوم

طول السلك:

ل = ريال /ρ,

حيث S هي منطقة المقطع العرضي ، ρ – المقاومة النوعية.

أو وفقًا لهذه الصيغة:

ل = (Rπd2) / 4ρ

ولكن تحتاج أولاً إلى حساب المقاومة لسلك نيتشروم بقطر 0.12 مم. يعتمد ذلك على القطر - كلما كان أكبر ، كلما قلت المقاومة.

L = (14.5 * 3.14 * 0.12 ^ 2) / 4 * 1.1 = 0.149 م = 14.9 سم

يمكن أخذ الشيء نفسه من جدول GOST 12766.1-90. 8 ، حيث يشار إلى قيمة 95.6 أوم / م ، إذا قمت بحسابها ، فستحصل على نفس الشيء تقريبًا:

L = R_مطلوب/ ص_الجدول= 14.4 / 95.6 = 0.151 م = 15.1 سم

بالنسبة إلى سخان بقوة 10 واط يعمل بجهد 12 فولت ، تحتاج إلى 15.1 سم.

إذا كنت بحاجة إلى حساب عدد لفات اللولب لفه من سلك نيتشروم من هذا الطول ، فاستخدم الصيغ التالية:

طول دورة واحدة:

ل₁= π (D + d / 2) ،

عدد الدورات:

N = L / (π (D + d / 2)) ،

حيث L و d طول وقطر السلك ، D هو قطر القضيب الذي سيتم فيه إبرام اللولب.

لنفترض أننا سنقوم بلف سلك نيتشروم على قضيب بقطر 3 مم ، ثم يتم إجراء الحسابات بالملليمتر:

N = 151 / (3.14 (3 + 0.12 / 2)) = 15.71 دورة

ولكن في الوقت نفسه ، يجب على المرء أن يأخذ في الاعتبار ما إذا كان نيتشروم هذا المقطع العرضي يمكن أن يتحمل هذا التيار أم لا. ترد أدناه جداول تفصيلية لتحديد الحد الأقصى المسموح به للتيار عند درجة حرارة معينة لأقسام محددة. بكلمات بسيطة - يمكنك تحديد عدد درجات الحرارة التي يجب أن يسخن السلك بها وتحديد المقطع العرضي للتيار المقدر.

لاحظ أيضًا أنه إذا كان السخان داخل السائل ، فيمكن زيادة التيار بمقدار 1.2-1.5 مرة ، وإذا كان في مكان ضيق ، فإن العكس بالعكس - يتم تقليله.

حسب درجة الحرارة

مشكلة الحساب أعلاه هي أننا نعتبر مقاومة اللولب البارد على طول قطر خيط نيتشروم وطوله. لكنه يعتمد على درجة الحرارة ، في حين أنه من الضروري أيضًا التفكير في الظروف التي سيكون من الممكن تحقيقها. إذا كان هذا الحساب لا يزال قابلاً للتطبيق لقطع الرغوة أو للسخان ، فسيكون خشنًا جدًا لفرن الغطس.

نعطي مثالا لحسابات نيتشروم للفرن.

أولاً ، حدد حجمه ، دعنا نقول 50 لترًا ، ثم حدد القوة ، لذلك هناك قاعدة تجريبية:

• حتى 50 لترًا - 100 واط / لتر ؛
• 100-500 لتر - 50-70 واط / لتر.

ثم في حالتنا:

ع = ص_emp* V = 50 * 100 = 5 كيلو واط.

بعد ذلك ، نعتبر القوة والمقاومة الحالية:

لـ 220 فولت:

I = 5000/220 = 22.7 أمبير

R = 220 / 22.7 = 9.7 أوم

بالنسبة لـ 380 فولت عند توصيل اللوالب بنجم ، فسيكون الحساب على النحو التالي.

قسم السلطة إلى 3 مراحل:

Pf = 5/3 = 1.66 كيلو واط لكل مرحلة

عند توصيله بنجمة ، يتم تطبيق 220 فولت على كل فرع (جهد الطور ، قد يختلف اعتمادًا على التركيب الكهربائي) ، ثم التيار:

أنا = 1660/220 = 7.54 أ

مقاومة:

R = 220 / 7.54 = 29.1 أوم

بالنسبة لاتصال مثلث ، نحسب وفقًا لجهد خطي 380V:

أنا = 1660/380 = 4.36 أ

R = 380 / 4.36 = 87.1 أوم

لتحديد القطر ، يتم أخذ الطاقة السطحية المحددة للسخان في الاعتبار. نحسب الطول ، نأخذ المقاومة من الجدول. 8. GOST 12766.1-90 ، ولكن أولاً نحدد القطر.

لحساب الطاقة السطحية المحددة للفرن باستخدام الصيغة.

يتم اختيار الرهان (يعتمد على سطح امتصاص الحرارة) و (معامل كفاءة الإشعاع) وفقًا للجداول التالية.

لذا ، لتسخين الفرن إلى 1000 درجة ، خذ درجة الحرارة اللولبية 1100 درجة ، ثم وفقًا لجدول التحديد B_إيف اختر قيمة 4.3 واط / سم²، ووفقًا لجدول اختيار المعامل أ - 0.2.

في_إضافي= ب_إيف* أ = 4.3 * 0.2 = 0.86 واط / سم² = 0.86 * 10 ^ 4 واط / م²

يتم تحديد القطر بالصيغة:

ص_ر - يتم تحديد المقاومة المحددة لمادة السخان عند t معينة وفقًا لـ GOST 12766.1 ، الجدول 9 (كما هو موضح أدناه).

لنيكروم X80N20 - 1،025

ص_ر= ص₂₀* ص₁₀₀₀= 1.13 * 10 ^ 6 * 1.025 = 1.15 * 10 ^ 6 أوم / مم

ثم للاتصال بشبكة من ثلاث مراحل وفقًا لمخطط "Star":

د = 1.23 ملم

يتم حساب الطول بالصيغة:

الطول = 42 م

تحقق من القيم:

L = R / (ع * ك) = 29.1 / (0.82 * 1.033) = 34 م

تختلف القيم بسبب ارتفاع درجة حرارة اللولب ؛ لا يأخذ الشيك في الاعتبار عددًا من العوامل. لذلك ، نأخذ طول لولب واحد - 42 م ، ثم لثلاث حلزونات تحتاج إلى 126 مترًا من نيتشروم 1.3 مم.

استنتاج

وبالتالي ، يمكنك حساب طول السلك لولبية نيتشروم وتحديد القطر المطلوب حسب القوة والمقطع العرضي ودرجة الحرارة. من المهم مراعاة:

• الظروف البيئية؛
• ترتيب عناصر التدفئة ؛
• درجة حرارة لولبية
• درجة الحرارة التي يجب أن يسخن عليها السطح وعوامل أخرى.

حتى الحساب أعلاه ، على الرغم من تعقيده ، لا يمكن وصفه بالدقة الكافية. لأن حساب عناصر التسخين هو ديناميكا حرارية مستمرة ، ويمكن ذكر عدد من العوامل التي تؤثر على نتائجه ، على سبيل المثال ، العزل الحراري للفرن وما إلى ذلك.

من الناحية العملية ، بعد تقييم اللوالب ، يضيفون أو يزيلون ، اعتمادًا على النتيجة ، أو يستخدمون أجهزة استشعار درجة الحرارة والأجهزة لضبطها.

مواد ذات صلة:

• كيف تصنع غلاية تحريضية بنفسك
• حساب المقطع العرضي للكابل حسب القوة والتيار
• كيفية حساب مقاومة السلك