Quelle quantité de nichrome est nécessaire pour un fer à souder de 220 volts. Calcul et réparation du bobinage chauffant d'un fer à souder. Calculateur de la puissance du four à moufle et du courant traversant le réchauffeur
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Calcul d'une spirale nichrome. Nous sommes prêts à réaliser pour vous une spirale nichrome
Lors de l'enroulement d'une spirale nichrome pour éléments chauffants, l'opération est souvent effectuée par essais et erreurs, puis une tension est appliquée à la spirale et après avoir chauffé le fil nichrome, les fils sélectionnent le nombre de tours requis.
En règle générale, une telle procédure prend beaucoup de temps et le nichrome perd ses caractéristiques avec de multiples courbures, ce qui entraîne une combustion rapide aux endroits de déformation. Dans le pire des cas, le nichrome commercial se transforme en déchets de nichrome.
Avec son aide, vous pouvez déterminer avec précision la longueur du tour d'enroulement à tourner. En fonction du Ø du fil nichrome et du Ø de la tige sur laquelle est enroulée la spirale nichrome. Il n'est pas difficile de recalculer la longueur d'une spirale en nichrome à une tension différente en utilisant une simple proportion mathématique.
|
Ø nichrome 0,2 mm |
Ø nichrome 0,3 mm | nichrome 0,4 mm | Ø nichrome 0,5 mm | Ø nichrome 0,6 mm | Ø nichrome 0,7 mm | ||||||
| Ø tige, mm | longueur de la spirale, cm |
tige, mm |
longueur de la spirale, cm |
tige, mm |
longueur de la spirale, cm |
tige, mm |
longueur de la spirale, cm |
tige, mm |
longueur de la spirale, cm |
tige, mm |
longueur de la spirale, cm |
| 1,5 | 49 | 1,5 | 59 | 1,5 | 77 | 2 | 64 | 2 | 76 | 2 | 84 |
| 2 | 30 | 2 | 43 | 2 | 68 | 3 | 46 | 3 | 53 | 3 | 64 |
| 3 | 21 | 3 | 30 | 3 | 40 | 4 | 36 | 4 | 40 | 4 | 49 |
| 4 | 16 | 4 | 22 | 4 | 28 | 5 | 30 | 5 | 33 | 5 | 40 |
| 5 | 13 | 5 | 18 | 5 | 24 | 6 | 26 | 6 | 30 | 6 | 34 |
| 6 | 20 | 8 | 22 | 8 | 26 | ||||||
Par exemple, il faut déterminer la longueur d'une spirale nichrome pour une tension de 380 V à partir d'un fil Ø 0,3 mm, d'une tige d'enroulement Ø 4 mm. Le tableau montre que la longueur d’une telle spirale à une tension de 220 V sera égale à 22 cm. Faisons un rapport simple :
220 V - 22 cm
380 V - X cm
X = 380 22 / 220 = 38 cm
Calcul des éléments chauffants électriques en fil nichrome
La longueur du fil nichrome pour réaliser une spirale est déterminée en fonction de puissance requise.
Exemple : Déterminer la longueur du fil nichrome pour un élément chauffant en carrelage d'une puissance de P = 600 W à Unréseau = 220 V.
1) I = P/U = 600/220 = 2,72 A
2) R = U/I = 220/2,72 = 81 ohms
3) Sur la base de ces données (voir tableau 1), nous sélectionnons d = 0,45 ; S=0,159
puis la longueur du nichrome
l = SR / ρ = 0,159 81 /1,1 = 11,6 m
où l est la longueur du fil (m)
S - section du fil (mm2)
R - résistance du fil (Ohm)
ρ - résistivité (pour le nichrome ρ=1,0÷1,2 Ohm mm2/m)
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Calcul de la spirale nichrome | Utile
Le calcul d’une spirale nichrome est en effet très complexe. processus important. Très souvent, dans les usines, les usines, les usines, cela est négligé et les calculs sont effectués « à l'œil nu », après quoi ils connectent la spirale au réseau, puis sélectionnent quantité requise tourne en fonction de l'échauffement du fil nichrome. Cette procédure est peut-être très simple, mais elle prend beaucoup de temps et une partie du nichrome est tout simplement gaspillée.
Cependant, cette procédure peut être effectuée de manière beaucoup plus précise, plus simple et plus rapide. Afin de rationaliser votre travail, pour calculer une spirale nichrome pour une tension de 220 Volts, vous pouvez utiliser le tableau ci-dessous. A partir du calcul que la résistivité du nichrome est égale à (Ohm mm2 / m)C, on peut calculer rapidement la longueur de spire à spire en fonction du diamètre de la tige sur laquelle le fil nichrome est enroulé, et directement de l'épaisseur. du fil nichrome lui-même. Et en utilisant une simple proportion mathématique, vous pouvez facilement calculer la longueur de la spirale pour une tension différente.
Par exemple, vous devez déterminer la longueur d'une spirale nichrome pour une tension de 127 Volts à partir d'un fil dont l'épaisseur est de 0,3 mm et la tige d'enroulement a un diamètre de 4 mm. En regardant le tableau, vous pouvez voir que la longueur de cette spirale à une tension de 220 Volts sera de 22 cm. Nous faisons un rapport simple : 220 V - 22 cm 127 V - X cm alors : X = 127 22 / 220 = 12,7 cm
Après avoir enroulé la spirale nichrome, connectez-la soigneusement, sans la couper, à la source de tension et assurez-vous de vos calculs, ou plutôt des calculs de l'exactitude du bobinage. Et il convient de rappeler que pour les spirales fermées, la longueur d'enroulement est augmentée d'un tiers de la valeur indiquée dans ce tableau.
Fil de nichrome, calcul du poids du nichrome, utilisation du nichrome
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Spirale nichrome
Tout le monde sait ce qu'est une spirale nichrome. Ce un élément chauffant sous forme de fil enroulé avec une vis pour placement compact.
Ce fil est fabriqué à partir de nichrome, un alliage de précision dont les principaux composants sont le nickel et le chrome.
La composition « classique » de cet alliage est de 80 % de nickel, 20 % de chrome.
La composition des noms de ces métaux a formé le nom qui désigne le groupe d'alliages chrome-nickel - "nichrome".
Les marques de nichrome les plus connues sont X20N80 et X15N60. Le premier d'entre eux est proche des « classiques ». Il contient 72 à 73 % de nickel et 20 à 23 % de chrome.
La seconde est conçue pour réduire le coût et augmenter l’usinabilité du fil.
Sur la base de ces alliages, des modifications avec une capacité de survie et une résistance à l'oxydation plus élevées à haute température.
Il s'agit des marques X20N80-N (-N-VI) et X15N60 (-N-VI). Ils sont utilisés pour chauffer des éléments en contact avec l'air. Recommandé Température maximale fonctionnement – de 1100 à 1220 °C
Application de fil nichrome
La principale qualité du nichrome est sa haute résistance au courant électrique. Il détermine les applications de l'alliage.
La spirale nichrome est utilisée sous deux qualités : comme élément chauffant ou comme matériau pour la résistance électrique des circuits électriques.
Utilisé pour les radiateurs spirale électriqueà partir des alliages X20N80-N et X15N60-N.
Exemples d'applications :
- thermoréflecteurs et radiateurs soufflants domestiques;
- Éléments chauffants pour appareils de chauffage domestiques et chauffage électrique;
- radiateurs pour fours industriels et équipements thermiques.
Alliages Kh15N60-N-VI et Kh20N80-N-VI, produits sous vide fours à induction, utilisé dans équipement industriel fiabilité accrue.
Une spirale constituée de nuances de nichrome Х15Н60, Х20Н80, Х20Н80-VI, N80ХУД-VI se distingue par le fait que sa résistance électrique change peu avec les changements de température.
Il est utilisé pour fabriquer des résistances, des connecteurs pour circuits électroniques et des pièces critiques des appareils à vide.
Comment enrouler une spirale en nichrome
Un serpentin résistif ou chauffant peut être réalisé à la maison. Pour cela vous avez besoin de fil nichrome marque appropriée et calcul correct de la longueur requise.
Le calcul d'une spirale nichrome est basé sur la résistivité du fil et la puissance ou la résistance requise, en fonction de la destination de la spirale. Lors du calcul de la puissance, vous devez prendre en compte le courant maximum autorisé auquel la bobine chauffe jusqu'à une certaine température.
Comptabilité de la température
Par exemple, un fil d'un diamètre de 0,3 mm sous un courant de 2,7 A chauffera jusqu'à 700 °C, et un courant de 3,4 A le chauffera jusqu'à 900 °C.
Il existe des tableaux de référence pour calculer la température et le courant. Mais il faut aussi prendre en compte les conditions de fonctionnement du radiateur.
Lorsqu'il est immergé dans l'eau, le transfert de chaleur augmente, le courant maximum peut alors être augmenté jusqu'à 50 % de celui calculé.
Au contraire, un radiateur tubulaire fermé altère la dissipation de la chaleur. Dans ce cas, le courant admissible doit être réduit de 10 à 50 %.
L'intensité de l'évacuation de la chaleur, et donc la température du radiateur, est affectée par le pas de l'enroulement en spirale.
Les serpentins densément espacés génèrent plus de chaleur, tandis qu'un pas plus grand augmente le refroidissement.
Il convient de garder à l'esprit que tous les calculs tabulaires sont donnés pour un appareil de chauffage situé horizontalement. Lorsque l'angle par rapport à l'horizon change, les conditions d'évacuation de la chaleur se détériorent.
Calcul de la résistance d'une spirale nichrome et de sa longueur
Après avoir décidé de la puissance, nous procédons au calcul de la résistance requise.
Si le paramètre déterminant est la puissance, nous trouvons d’abord le courant requis à l’aide de la formule I=P/U.
Ayant la force actuelle, nous déterminons la résistance requise. Pour ce faire, nous utilisons la loi d'Ohm : R=U/I.
Les notations ici sont généralement acceptées :
- P – puissance allouée ;
- U est la tension aux extrémités de la spirale ;
- R – résistance en spirale ;
- I – force actuelle.
Le calcul de la résistance du fil nichrome est prêt.
Déterminons maintenant la longueur dont nous avons besoin. Cela dépend de la résistivité et du diamètre du fil.
Vous pouvez faire un calcul basé sur la résistivité du nichrome : L=(Rπd2)/4ρ.
- L – longueur requise ;
- R – résistance du fil ;
- d – diamètre du fil ;
- ρ – résistivité du nichrome ;
- π – constante 3.14.
Mais il est plus facile de prendre la résistance linéaire toute faite dans les tableaux GOST 12766.1-90. Vous pouvez également y apporter des corrections de température si vous devez prendre en compte les changements de résistance lors du chauffage.
Dans ce cas, le calcul ressemblera à ceci : L=R/ρld, où ρld est la résistance d'un mètre de fil de diamètre d.
Enroulement en spirale
Nous allons maintenant faire un calcul géométrique de la spirale nichrome. Nous avons sélectionné le diamètre du fil d, la longueur requise L a été déterminée et nous avons une tige de diamètre D pour l'enroulement. Combien de tours faut-il faire ? La longueur d'un tour est : π(D+d/2). Nombre de tours – N=L/(π(D+d/2)). Le calcul est terminé.
Dans la pratique, il est rare que quelqu'un enroule son propre fil pour une résistance ou un élément chauffant.
Il est plus facile d'acheter une spirale nichrome avec les paramètres requis et, si nécessaire, d'en séparer le nombre de tours requis.
Pour ce faire, contactez la société PARTAL, qui est depuis 1995 un fournisseur majeur d'alliages de précision, notamment de fils nichrome, de rubans et de spirales pour radiateurs.
Notre entreprise est en mesure de supprimer complètement la question de savoir où acheter une spirale nichrome, puisque nous sommes prêts à la fabriquer sur commande selon des croquis et spécifications techniques client.
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Calcul et réparation du bobinage chauffant d'un fer à souder
Lors de réparations ou autoproduction fer à souder électrique ou tout autre appareil de chauffage, il faut enrouler un bobinage chauffant en fil nichrome. Les données initiales pour calculer et sélectionner le fil sont la résistance d'enroulement d'un fer à souder ou d'un appareil de chauffage, qui est déterminée en fonction de sa puissance et de sa tension d'alimentation. Vous pouvez calculer la résistance d'enroulement d'un fer à souder ou d'un appareil de chauffage à l'aide du tableau.
Connaître la tension d'alimentation et mesurer la résistance de tout appareil électrique de chauffage, par exemple, un fer à souder, une bouilloire électrique, chauffage électrique ou un fer à repasser électrique, vous pouvez connaître la consommation de ce appareil électroménager pouvoir. Par exemple, la résistance d'une bouilloire électrique de 1,5 kW sera de 32,2 Ohms.
| 12 | 48,0 | 108 | 1344 | 4033 |
| 6,0 | 24,0 | 54 | 672 | 2016 |
| 4,0 | 16,0 | 36 | 448 | 1344 |
| 3,4 | 13,7 | 31 | 384 | 1152 |
| 2,4 | 9,6 | 22 | 269 | 806 |
| 1.9 | 7.7 | 17 | 215 | 645 |
| 1,4 | 5,7 | 13 | 161 | 484 |
| 0,96 | 3,84 | 8,6 | 107 | 332 |
| 0,72 | 2,88 | 6,5 | 80,6 | 242 |
| 0,48 | 1,92 | 4,3 | 53,8 | 161 |
| 0,36 | 1,44 | 3,2 | 40,3 | 121 |
| 0,29 | 1,15 | 2,6 | 32,3 | 96,8 |
| 0,21 | 0,83 | 1,85 | 23,0 | 69,1 |
| 0,16 | 0,64 | 1,44 | 17,9 | 53,8 |
| 0,14 | 0,57 | 1,30 | 16,1 | 48,4 |
| 0,10 | 0,38 | 0,86 | 10,8 | 32,3 |
| 0,07 | 0,29 | 0,65 | 8,06 | 24,2 |
| 0,06 | 0,23 | 0,52 | 6,45 | 19,4 |
| 0,05 | 0,19 | 0,43 | 5,38 | 16,1 |
Regardons un exemple d'utilisation du tableau. Disons que vous devez rembobiner un fer à souder de 60 W conçu pour une tension d'alimentation de 220 V. Dans la colonne la plus à gauche du tableau, sélectionnez 60 W. À partir de la ligne horizontale supérieure, sélectionnez 220 V. À la suite du calcul, il s'avère que la résistance du bobinage du fer à souder, quel que soit le matériau du bobinage, doit être égale à 806 Ohms.
Si vous aviez besoin de fabriquer un fer à souder à partir d'un fer à souder de 60 W, conçu pour une tension de 220 V, pour être alimenté à partir d'un réseau de 36 V, alors la résistance du nouveau bobinage devrait déjà être égale à 22 Ohms. Vous pouvez calculer indépendamment la résistance d'enroulement de n'importe quel appareil de chauffage électrique à l'aide d'un calculateur en ligne.
Après avoir déterminé la valeur de résistance requise de l'enroulement du fer à souder, celle appropriée est sélectionnée dans le tableau ci-dessous, en fonction de dimensions géométriques enroulements, diamètre du fil nichrome. Le fil nichrome est un alliage chrome-nickel qui peut résister à des températures de chauffage jusqu'à 1 000 °C et est marqué X20N80. Cela signifie que l'alliage contient 20 % de chrome et 80 % de nickel.
Pour enrouler une spirale de fer à souder d'une résistance de 806 Ohms de l'exemple ci-dessus, vous aurez besoin de 5,75 mètres de fil nichrome d'un diamètre de 0,1 mm (il faut diviser 806 par 140), soit 25,4 m de fil d'un diamètre de 0,2 mm, et ainsi de suite.
Lors de l'enroulement d'une spirale de fer à souder, les spires sont rapprochées les unes des autres. Lorsqu'elle est chauffée au rouge, la surface du fil nichrome s'oxyde et forme une surface isolante. Si toute la longueur du fil ne tient pas sur le manchon en une seule couche, la couche enroulée est recouverte de mica et une seconde est enroulée.
Pour l'isolation électrique et thermique des enroulements des éléments chauffants les meilleurs matériaux est du mica, du tissu en fibre de verre et de l'amiante. L'amiante a une propriété intéressante : il peut être imbibé d'eau et il devient mou, permet de lui donner n'importe quelle forme, et après séchage il a une résistance mécanique suffisante. Lors de l'isolation du bobinage d'un fer à souder avec de l'amiante humide, il faut tenir compte du fait que l'amiante humide conduit bien le courant électrique et il ne sera possible d'allumer le fer à souder sur le réseau électrique qu'après complètement sec amiante.
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COMMENT CALCULER UNE SPIRALE DE NICHROME ?
Message écrit par l'administrateur le 18/01/2015 23:23Catégories : 3. Électricité domestique, Atelier électrique
Sans commentaires "
L'enroulement d'une spirale nichrome pour appareils de chauffage se fait souvent « à l'oeil », puis, en incluant la spirale dans le réseau, le nombre de tours requis est sélectionné en fonction de l'échauffement du fil nichrome. Habituellement, cette procédure prend beaucoup de temps et le nichrome est gaspillé.
Lorsque vous utilisez une spirale de 220 V, vous pouvez utiliser les données indiquées dans le tableau, basées sur le calcul de la résistivité du nichrome ρ=(Ohm mm2/m). Grâce à cette formule, vous pouvez déterminer rapidement la longueur d'un tour à l'autre en fonction de l'épaisseur du fil nichrome et du diamètre de la tige sur laquelle la spirale est enroulée.
Par exemple, si vous devez déterminer la longueur d'une spirale pour une tension de 127 V à partir d'un fil nichrome d'une épaisseur de 0,3 mm, le diamètre de la tige d'enroulement. 4 mm. Le tableau montre que la longueur d'une telle spirale à une tension de 220 V sera égale à 22 cm.
Faisons un ratio simple :
220 V - 22 cm
X = 127 * 22 / 220 = 12,7 cm.
Après avoir enroulé la spirale, connectez-la, sans la couper, à une source de tension et assurez-vous que l'enroulement est correct. Pour les spirales fermées, la longueur d'enroulement est augmentée de 1/3 de la valeur indiquée dans le tableau.
Légende dans le tableau : D - diamètre de la tige, mm ; L - longueur de la spirale, cm.
| dia. nichrome0,2 mm | dia. nichrome0,3 mm | dia. nichrome0,4 mm | dia. nichrome0,5 mm | dia. nichrome0,6 mm | dia. nichrome0,7 mm | dia. nichrome0,8 mm | dia. nichrome0,9 mm | dia. nichrome1,0 mm | |||||||||
| D | L | D | L | D | L | D | L | D | L | D | L | D | L | D | L | D | L |
| 1,5 | 49 | 1,5 | 59 | 1,5 | 77 | 2 | 64 | 2 | 76 | 2 | 84 | 3 | 68 | 3 | 78 | 3 | 75 |
| 2 | 30 | 2 | 43 | 2 | 68 | 3 | 46 | 3 | 53 | 3 | 62 | 4 | 54 | 4 | 72 | 4 | 63 |
| 3 | 21 | 3 | 30 | 3 | 40 | 4 | 36 | 4 | 40 | 4 | 49 | 5 | 46 | 6 | 68 | 5 | 54 |
| 4 | 16 | 4 | 22 | 4 | 28 | 5 | 30 | 5 | 33 | 5 | 40 | 6 | 40 | 8 | 52 | 6 | 48 |
| 5 | 13 | 5 | 18 | 5 | 24 | 6 | 26 | 6 | 30 | 6 | 34 | 8 | 31 | 8 | 33 | ||
| 6 | 20 | 8 | 22 | 8 | 26 | 10 | 24 | 10 | 30 | ||||||||
| 10 | 22 | ||||||||||||||||
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La résistance électrique est l'une des plus caractéristiques importantes nichrome. Elle est déterminée par de nombreux facteurs, notamment résistance électrique le nichrome dépend de la taille du fil ou du ruban et de la qualité de l'alliage. Formule générale pour la résistance active a la forme : R = ρ l / S R - résistance électrique active (Ohm), ρ - résistance électrique spécifique (Ohm mm), l - longueur du conducteur (m), S - section transversale (mm2)
Pour rationaliser ce travail lors de l'utilisation d'une spirale nichrome pour une tension de 220 V, je propose d'utiliser les données données dans le tableau, basées sur le calcul selon lequel la résistivité du nichrome = (Ohm mm2 / m)C. Avec son aide, vous pouvez déterminer rapidement la longueur d'enroulement tour à tour en fonction de l'épaisseur du fil nichrome et du diamètre de la tige sur laquelle la spirale nichrome est enroulée. Il n'est pas difficile de recalculer la longueur d'une spirale en nichrome à une tension différente en utilisant une simple proportion mathématique.
Par exemple, il faut déterminer la longueur d'une spirale nichrome pour une tension de 380 V à partir d'un fil de 0,3 mm d'épaisseur, d'une tige d'enroulement Ø 4 mm. Le tableau montre que la longueur d’une telle spirale à une tension de 220 V sera égale à 22 cm. Faisons un rapport simple : 220 V - 22 cm 380 V - X cm alors : X = 380 22 / 220 = 38 cm Après avoir enroulé la spirale nichrome, connectez-la, sans la couper, à une source de tension et assurez-vous que l'enroulement est correct. Pour les spirales fermées, la longueur d'enroulement est augmentée de 1/3 de la valeur indiquée dans le tableau. Ce tableau montre masse théorique 1 mètre de fil nichrome et de ruban adhésif. Cela varie en fonction de la taille du produit.
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| Calcul de l'élément chauffant Exemple de calcul. Étant donné : U=220V,t=700°C, type Х20Н80,d=0.5mm-----------L,P-?Solution : D'après le tableau 1, nous constatons que le diamètre d=0.5mm correspond à S = 0,196 mm², et le courant à 700°C I = 5,2 A. Le type d'alliage X20N80 est du nichrome dont la résistivité est ρ = 1,11 μOhm m. On détermine la résistance R = U/I = 220/5,2 =. 42,3 Ohm. À partir de là, nous calculons la longueur du fil : L = RS/ρ = 42,3 0,196/1,11 = 7,47 m. Déterminons la puissance de l'élément chauffant : P = U I = 220 5,2 = 1,15 kW. Lors de l'enroulement de la spirale, respecter la relation suivante : D = (7÷10)d, où D est le diamètre de la spirale, mm, d est le diamètre du fil, mm Remarque : - si les éléments chauffants sont à l'intérieur du liquide chauffé, alors le. la charge (courant) peut être augmentée de 1,1 à 1,5 fois - dans une version fermée du radiateur, le courant doit être réduit de 1,2 à 1,5 fois. Un coefficient plus petit est pris pour un fil plus épais, un coefficient plus grand pour un fil plus fin. Pour le premier cas, le coefficient est choisi exactement à l'inverse. Je ferai une réserve : nous parlons de sur le calcul simplifié de l'élément chauffant. Peut-être que quelqu'un aura besoin d'un tableau des valeurs de résistance électrique pour 1 m de fil nichrome, ainsi que de son poids Tableau 1. Intensité de courant admissible du fil nichrome à température normale
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L'enroulement d'une spirale en nichrome pour un chauffage supplémentaire s'effectue principalement par essais et erreurs. Après l'enroulement, une tension est appliquée à l'élément chauffant et le nombre de tours requis est déterminé par la manière dont le fil est chauffé.Ce processus peut prendre beaucoup de temps. Il convient de rappeler que le nichrome peut perdre lorsque grandes quantités plie ses caractéristiques. Le fil brûlera rapidement dans les zones de déformation. En fin de compte, il se pourrait que bon matériel transformer en ferraille.
Pour calcul correct les spirales nichrome utilisent généralement des tableaux spéciaux, où la résistivité du fil nichrome = (Ohm mm2 / m). Mais ces tableaux affichent des données pour une tension de 220 V. Pour faire fonctionner l'élément chauffant en milieu industriel, vous devrez effectuer vous-même le calcul en remplaçant les données disponibles.
À l'aide des données tabulaires, vous pouvez déterminer avec précision la longueur d'enroulement et la distance entre les tours. En fonction du diamètre du fil et du diamètre de la tige d'enroulement en nichrome, il ne sera pas difficile de recalculer la longueur de la spirale pour un fonctionnement à une tension différente. Ici, vous devez utiliser une simple proportion mathématique.
Par exemple, si vous devez calculer la longueur de la spirale pour une tension de 380 V en utilisant un fil d'un diamètre de Ø 0,6 mm et une tige d'enroulement de Ø 6 mm. Dans le tableau, vous pouvez voir que la longueur de la spirale à une tension de 220 V doit être de 30 cm. Ensuite, nous calculons en utilisant le rapport suivant :
220 V – 30 cm
380 V – X cm
Sur la base de ces données :
X= 380 30/220=52cm
Une fois que la spirale a déjà été enroulée, elle doit être connectée au vecteur d'énergie et s'assurer que l'enroulement est correct. Dans ce cas, le fil enroulé n’est pas coupé. Pour une spirale dans un radiateur fermé, la longueur d'enroulement doit être 1/3 supérieure aux valeursindiquées dans le tableau.
Calcul d'un élément chauffant en fil nichrome
La longueur du fil est déterminée en fonction des indicateurs puissance requise.A titre d'exemple, nous effectuerons les calculs suivants sur la base des indicateurs disponibles.
Si bricoleur à domicile En raison de la nature du travail qu'il effectue, un four à moufle est nécessaire, puis il peut bien sûr acheter un appareil prêt à l'emploi dans un magasin ou via des publicités. Cependant, un tel équipement produit en usine coûte assez cher. Par conséquent, de nombreux artisans se lancent seuls dans la production de tels poêles.
La principale «unité de travail» d'un four à moufle électrique est un appareil de chauffage qui, dans la production artisanale, est généralement réalisé sous la forme d'une spirale de fil spécial à haute résistance et puissance thermique. Ses caractéristiques doivent correspondre strictement à la puissance de l'équipement en cours de création, aux conditions de température de fonctionnement attendues, et également répondre à certaines autres exigences. Si vous envisagez de fabriquer l'appareil de manière indépendante, nous vous recommandons d'utiliser l'algorithme proposé ci-dessous et calculatrices pratiques calcul du réchauffeur du four à moufle.
Le calcul nécessite certaines explications, que nous tenterons de présenter le plus clairement possible.
Algorithme et calculateurs pour calculer le chauffage du four à moufle
De quoi sont constitués les serpentins de chauffage ?
Pour commencer, quelques mots sur le fil utilisé pour enrouler les serpentins de chauffage. Généralement, le nichrome ou le féchral sont utilisés à ces fins.
- Nichrome(issu des abréviations nickel + chrome) est le plus souvent représenté par les alliages X20N80-N, X15N60 ou X15N60-N.
Prix des fours à moufle
four à moufle
Son dignité :
— marge de sécurité élevée à toute température de chauffage ;
— en plastique, facile à traiter, soudable ;
- durabilité, résistance à la corrosion, manque de qualités magnétiques.
Défauts :
— prix élevé;
- des tarifs de chauffage inférieurs et résistance à la chaleur par rapport à féchral.
- Fehralevaya(des abréviations ferrum, chrome, aluminium) - à notre époque, le matériau de l'alliage X23Yu 5T est plus souvent utilisé.
Avantages féchral :
- beaucoup moins cher que le nichrome, c'est principalement pourquoi ce matériau est très populaire ;
— a des indicateurs de résistance et de chauffage résistifs plus élevés ;
- haute résistance à la chaleur.
Défauts :
- faible résistance, et même après un seul chauffage à plus de 1000 degrés - fragilité prononcée de la spirale ;
— durabilité exceptionnelle ;
— présence de qualités magnétiques, susceptibilité à la corrosion due à la présence de fer dans la composition ;
- activité chimique inutile - capable de réagir avec le matériau de revêtement en argile réfractaire du four ;
— une dilatation linéaire thermique trop importante.
Chacun des maîtres est libre de choisir l'un des matériaux répertoriés, après avoir analysé ses avantages et ses inconvénients. L'algorithme de calcul prend en compte les particularités de ce choix.
Étape 1 - déterminez la puissance du four et le courant traversant le radiateur.
Afin de ne pas entrer dans des choses inutiles donné détails du cas, disons tout de suite qu'il y a des données empiriques normes de conformitévolumechambre de travail du four à moufle et sa puissance. Ils sont présentés dans le tableau ci-dessous :
Si vous disposez de croquis de conception du futur appareil, le volume de la chambre à moufle est facile à déterminer - le produit de la hauteur, de la largeur et de la profondeur. Ensuite, le volume est converti en litres et multiplié par les normes de puissance recommandées indiquées dans le tableau. C’est ainsi que nous obtenons la puissance du four en watts.
Les valeurs du tableau sont données dans certaines plages, donc soit interpolez, soit prenez une valeur approximativement moyenne.
La puissance trouvée, avec une tension réseau connue (220 volts), permet de déterminer immédiatement l'intensité du courant qui traversera l'élément chauffant.
I = P/U.
je– la force actuelle.
R.– la puissance du four à moufle définie ci-dessus ;
U- tension d'alimentation.
Toute cette première étape de calcul peut être effectuée très facilement et rapidement à l'aide d'une calculatrice : tout valeurs du tableau déjà entré dans le programme de calcul.
Calculateur de la puissance du four à moufle et du courant traversant le réchauffeur
Une spirale nichrome est un élément chauffant en forme de fil, enroulé avec une vis pour un placement compact. Le fil est fabriqué à partir de nichrome- un alliage de précision dont les principaux composants sont le nickel et le chrome. La composition « classique » de cet alliage est de 80 % de nickel, 20 % de chrome. La composition des noms de ces métaux a formé le nom qui désigne le groupe d'alliages chrome-nickel - "nichrome".
Le plus connu qualités nichrome - Х20Н80 et Х15Н60. Le premier d'entre eux est proche des « classiques ». Il contient 72 à 73 % de nickel et 20 à 23 % de chrome. La seconde est conçue pour réduire le coût et augmenter l’usinabilité du fil. La teneur en nickel et en chrome a été réduite à 61 % et 18 %, respectivement. Mais la quantité de fer a été augmentée - 17-29 % contre 1,5 pour le X20N80.
Sur la base de ces alliages, des modifications ayant une capacité de survie et une résistance à l'oxydation à haute température plus élevées ont été obtenues. Il s'agit des marques X20N80-N (-N-VI) et X15N60 (-N-VI). Ils sont utilisés pour chauffer des éléments en contact avec l'air. Température de fonctionnement maximale recommandée – de 1 100 à 1 220 °C
Application de fil nichrome
La principale qualité du nichrome est sa haute résistance au courant électrique. Il détermine les applications de l'alliage. Spirale nichrome Il est utilisé à deux titres : comme élément chauffant ou comme matériau pour la résistance électrique des circuits électriques.
Utilisé pour les radiateurs spirale électriqueà partir des alliages X20N80-N et X15N60-N. Exemples d'applications :
- thermoréflecteurs et radiateurs soufflants domestiques;
- Éléments chauffants pour appareils de chauffage domestique et chauffage électrique ;
- radiateurs pour fours industriels et équipements thermiques.
Les alliages Kh15N60-N-VI et Kh20N80-N-VI, produits dans des fours à induction sous vide, sont utilisés dans des équipements industriels d'une fiabilité accrue.
Spirale nichrome qualités Х15Н60, Х20Н80, X20N80-VI est différent en ce sens que sa résistance électrique change peu avec les changements de température. Il est utilisé pour fabriquer des résistances, des connecteurs pour circuits électroniques et des pièces critiques des appareils à vide.
Comment enrouler une spirale en nichrome
Résistif ou bobine de chauffage peut être fait à la maison. Pour ce faire, vous avez besoin d'un fil nichrome d'une qualité appropriée et du calcul correct de la longueur requise.
Calcul d'un fil chauffant pour un four électrique.
Cet article révèle les plus grands secrets de la conception des fours électriques : les secrets des calculs des appareils de chauffage.
Quel est le rapport entre le volume, la puissance et la vitesse de chauffage d’un four ?
Comme indiqué ailleurs, il n’existe pas de fours ordinaires. De même, il n'existe pas de fours pour cuire des faïences ou des jouets, de l'argile rouge ou des perles. Parfois, ce n’est qu’un poêle (et ici nous parlons exclusivement de fours électriques) avec un peu de volume espace utilisable, fabriqué à partir de certains réfractaires. Dans ce four, vous pouvez placer un grand ou un petit vase pour la cuisson, ou vous pouvez placer tout un tas de dalles sur lesquelles reposeront d'épaisses tuiles en argile réfractaire. Il est nécessaire de cuire un vase ou des carreaux, peut-être à 1 000 °C et peut-être à 1 300 °C. Pour de nombreuses raisons de production ou domestiques, la cuisson doit avoir lieu en 5 à 6 heures ou en 10 à 12 heures.
Personne ne sait mieux que vous ce dont vous avez besoin en matière de poêle. Par conséquent, avant de commencer le calcul, vous devez clarifier vous-même toutes ces questions. Si vous possédez déjà un poêle, mais que vous devez y installer des radiateurs ou remplacer les anciens par des nouveaux, aucune construction n'est nécessaire. Si un four est construit à partir de zéro, vous devez commencer par connaître les dimensions de la chambre, c'est-à-dire longueur, profondeur, largeur.
Supposons que vous connaissez déjà ces valeurs. Supposons que vous ayez besoin d'une caméra d'une hauteur de 490 mm, d'une largeur et d'une profondeur de 350 mm. Plus loin dans le texte, nous appellerons un four doté d'une telle chambre un four de 60 litres. Parallèlement, nous concevrons un deuxième four, plus grand, avec hauteur H=800 mm, largeur D=500 mm et profondeur L=500 mm. Nous appellerons ce four un four de 200 litres.
Volume du four en litres = H x P x L,
où H, D, L sont exprimés en décimètres.
Si vous avez correctement converti les millimètres en décimètres, le volume du premier four devrait être de 60 litres, le volume du second devrait en réalité être de 200 ! Ne pensez pas que l’auteur soit sarcastique : les erreurs de calcul les plus courantes sont les erreurs de dimensions !
Passons à la question suivante : de quoi sont faites les parois du four ? Les fours modernes sont presque tous constitués de réfractaires légers à faible conductivité thermique et à faible capacité thermique. Les très vieux poêles sont fabriqués à partir de chamotte lourde. De tels fours sont facilement reconnaissables à leur revêtement massif dont l'épaisseur est presque égale à la largeur de la chambre. Si tel est votre cas, vous n'avez pas de chance : lors de la cuisson, 99 % de l'énergie sera dépensée pour chauffer les murs, pas les produits. Nous supposons que les murs sont constitués de matériaux modernes (MKRL-08, ShVP-350). Ensuite, seulement 50 à 80 % de l'énergie sera dépensée pour chauffer les murs.
La masse de chargement reste très incertaine. Bien qu'elle soit généralement inférieure à la masse des réfractaires des parois (plus le foyer et le toit) du four, cette masse contribuera bien entendu à la vitesse de chauffage.
Parlons maintenant du pouvoir. La puissance correspond à la quantité de chaleur produite par le radiateur en 1 seconde. L'unité de puissance est le watt (en abrégé W). Une ampoule à incandescence brillante fait 100 W, une bouilloire électrique fait 1 000 W, ou 1 kilowatt (en abrégé 1 kW). Si vous allumez un radiateur de 1 kW, il dégagera de la chaleur chaque seconde qui, selon la loi de conservation de l'énergie, ira chauffer les murs, les produits, et s'envolera avec l'air à travers les fissures. Théoriquement, s’il n’y a pas de pertes à travers les fissures et les murs, 1 kW est capable de chauffer n’importe quoi à une température infinie en un temps infini. Dans la pratique, les pertes de chaleur réelles (moyennes approximatives) sont connues pour les fours, il existe donc la règle-recommandation suivante :
Pour une vitesse de chauffage normale d'un four de 10 à 50 litres, de l'énergie est nécessaire
100 W par litre de volume.
Pour un taux de chauffage normal du four de 100 à 500 litres, de l'énergie est nécessaire
50-70 W par litre de volume.
La valeur de la puissance spécifique doit être déterminée non seulement en tenant compte du volume du four, mais également en tenant compte de la massivité du revêtement et du chargement. Plus la masse de charge est grande, plus valeur plus élevée il faut choisir. Sinon, le four chauffera, mais cela prendra plus de temps. Choisissons une puissance spécifique de 100 W/l pour notre réservoir de 60 litres, et de 60 W/l pour notre réservoir de 200 litres. En conséquence, nous constatons que la puissance des radiateurs de 60 litres doit être de 60 x 100 = 6 000 W = 6 kW, et celle du radiateur de 200 litres doit être de 200 x 60 = 12 000 W = 12 kW. Regardez comme c'est intéressant : le volume a augmenté de plus de 3 fois, mais la puissance n'a augmenté que de 2. Pourquoi ? (Question pour le travail indépendant).
Il arrive qu'il n'y ait pas de prise pour 6 kW dans l'appartement, mais il n'y en a qu'une pour 4. Mais il en faut une de 60 litres ! Eh bien, vous pouvez calculer le chauffage à 4 kilowatts, mais acceptez que la phase de chauffage pendant la cuisson dure 10 à 12 heures. Il arrive qu'au contraire, il soit nécessaire de chauffer une charge très massive en 5 à 6 heures. Ensuite, vous devrez investir 8 kW dans un poêle de 60 litres et ne pas faire attention au câblage chauffé au rouge... Pour la suite de la discussion, nous nous limiterons aux puissances classiques - 6 et 12 kW, respectivement.
Puissance, ampères, volts, phases.
Connaissant la puissance, nous connaissons les besoins en chaleur pour le chauffage. Selon la loi inexorable de la conservation de l’énergie, nous devons prélever la même puissance sur le réseau électrique. Nous vous rappelons la formule :
Puissance du chauffage (W) = Tension du chauffage (V) x Courant (A)
ou P = U x I
Il y a deux écueils dans cette formule. Premièrement : la tension doit être prise aux extrémités du radiateur, et généralement pas à la sortie. La tension est mesurée en volts (en abrégé V). Deuxièmement : nous entendons le courant qui circule spécifiquement à travers ce radiateur, et pas du tout à travers la machine. Le courant est mesuré en ampères (abrégé en A).
On nous donne toujours la tension du réseau. Si la sous-station fonctionne normalement et qu'il n'y a pas d'heure de pointe, la tension dans une prise domestique ordinaire sera de 220 V. Tension dans un réseau triphasé industriel entre n'importe quelle phase et le fil neutre est également de 220 V, et la tension entre deux phases quelconques- 380 V. Ainsi, dans le cas d'un réseau domestique monophasé, nous n'avons pas le choix en tension - seulement 220 V. Dans le cas d'un réseau triphasé, il y a le choix, mais restreint - soit 220, soit 380 V. Mais qu'en est-il des ampères ? Ils seront obtenus automatiquement à partir de la tension et de la résistance du radiateur selon la grande loi du Grand Ohm :
Loi d'Ohm pour une section d'un circuit électrique :
Courant (A) = Tension de section (V) / Résistance de section (Ohm)
ou je = U/R
Pour obtenir 6 kW à partir d'un réseau monophasé, vous avez besoin de courant I = P/U= 6000/220 = 27,3 ampères. Il s’agit d’un courant important mais réel d’un bon réseau domestique. Par exemple, un tel courant circule dans une cuisinière électrique avec tous les brûleurs allumés. pleine puissance et le four aussi. Pour entrer réseau monophasé 12 kW pour un réservoir de 200 litres, il vous faudra deux fois plus de courant - 12000/220 = 54,5 ampères ! Ceci n’est acceptable pour aucun réseau domestique. Il est préférable d'utiliser trois phases, c'est-à-dire répartir l'électricité sur trois lignes. Chaque phase circulera à 12 000/3/220 = 18,2 ampères.
Faisons attention au dernier calcul. Sur ce moment nous NE SAVONS PAS quel type de radiateurs seront dans le four, nous NE SAVONS PAS quelle tension (220 ou 380 V) sera fournie aux radiateurs. Mais nous SAVONS avec certitude que 12 kW doivent être prélevés sur un réseau triphasé et la charge répartie uniformément, c'est-à-dire 4 kW dans chaque phase de notre réseau, soit 18,2 A circuleront à travers chaque fil de phase du disjoncteur d'entrée (général) du four, et il n'est pas du tout nécessaire qu'un tel courant circule à travers le radiateur. À propos, 18,2 A passeront également par le compteur électrique. (Et au fait : il n'y aura pas de courant le long du fil neutre en raison des caractéristiques de l'alimentation triphasée. Ces caractéristiques sont ignorées ici, puisque nous ne nous intéressons qu'au travail thermique du courant). Si vous avez des questions à ce stade de la présentation, relisez tout. Et pensez : si 12 kilowatts sont libérés dans le volume du four, alors, selon la loi de conservation de l'énergie, les mêmes 12 kilowatts passent par trois phases, chacune de 4 kW...
Revenons au poêle monophasé de 60 litres. Il est facile de constater que la résistance du réchauffeur du four doit être R = U/I= 220 V / 27,3 A = 8,06 ohms. Par conséquent, au plus près vue générale Le circuit électrique du four ressemblera à ceci :
Un radiateur avec une résistance de 8,06 Ohms doit transporter un courant de 27,3 A
Un four triphasé nécessitera trois circuits de chauffage identiques : sur la figure - le plus schéma électrique général 200 litres.
Puissance 200- poêle d'un litre doit être réparti uniformément en 3 chaînes - A, B et C.
Mais chaque radiateur peut être allumé soit entre phase et zéro, soit entre deux phases. Dans le premier cas, il y aura 220 volts aux extrémités de chaque circuit de chauffage, et sa résistance sera R = U/I= 220 V / 18,2 A = 12,08 ohms. Dans le second cas, il y aura 380 volts aux extrémités de chaque circuit de chauffage. Pour obtenir une puissance de 4 kW, le courant doit être I = P/U= 4000/380 = 10,5 ampères, soit il doit y avoir de la résistance R = U/I= 380 V / 10,5 A = 36,19 ohms. Ces options de connexion sont appelées « étoile » et « triangle ». Comme le montrent les valeurs de la résistance requise, il ne sera pas possible de simplement changer le circuit d'alimentation d'une étoile (radiateurs de 12,08 Ohm) à un triangle (radiateurs de 36,19 Ohm) - dans chaque cas, vous avez besoin du vôtre radiateurs.
Dans un circuit en étoile, chaque circuit de chauffage
connecté entre phase et zéro à une tension de 220 Volts. Chaque élément chauffant ayant une résistance de 12,08 Ohms transporte un courant de 18,2 A. Aucun courant ne circule dans le fil N.
Dans un circuit triangle, chaque circuit de chauffage
connecté entre deux phases à une tension de 380 Volts. Chaque radiateur avec une résistance de 36,19 Ohms transporte un courant de 10,5 A. Le fil reliant le point A1 à l'alimentation (point A) transporte un courant de 18,2 A, donc 380 x 10,5 = 220 x 18,2 = 4 kilowatts ! De même avec les lignes B1 - B et C1 - C.
Devoirs. Il y avait une étoile dans la bouteille de 200 litres. La résistance de chaque circuit est de 12,08 Ohms. Quelle sera la puissance du four si ces radiateurs sont allumés en triangle ?
Charges maximales de fils chauffants (Х23У5Т).
Victoire totale ! On connaît la résistance du chauffage ! Il ne reste plus qu'à dérouler un morceau de fil de la longueur requise. Ne nous lassons pas des calculs avec résistivité - tout a longtemps été calculé avec suffisamment de précision pour les besoins pratiques.
| Diamètre, mm | Mètres pour 1 kg | Résistance 1 mètre, 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 |
Pour un four de 60 litres il faut 8,06 Ohms, choisissons un rack et demi et constatons que la résistance requise sera assurée par seulement 10 mètres de fil, qui ne pèseront que 140 grammes ! Résultat étonnant ! Vérifions encore : 10 mètres de fil d'un diamètre de 1,5 mm ont une résistance de 10 x 0,815 = 8,15 Ohms. Le courant à 220 volts sera de 220/8,15 = 27 ampères. La puissance sera de 220 x 27 = 5940 Watts = 5,9 kW. Nous voulions 6 kW. Nous ne nous sommes trompés nulle part, la seule chose qui est alarmante est que de tels poêles n'existent pas...
Un seul radiateur chaud dans un four de 60 litres.
Le chauffage est très petit, ou quelque chose comme ça. C’est le sentiment que l’on ressent en regardant la photo ci-dessus. Mais nous sommes engagés dans des calculs, pas dans de la philosophie, alors passons des sensations aux chiffres. Les chiffres disent ce qui suit : 10 mètres linéaires de fil d'un diamètre de 1,5 mm ont une superficie S = L x d x pi = 1000 x 0,15 x 3,14 = 471 m². cm. De cette zone (où d'autre ?) 5,9 kW sont rayonnés dans le volume du four, c'est-à-dire par 1 m² cm de surface, la puissance émise est de 12,5 watts. En omettant les détails, nous soulignons que le radiateur doit chauffer à une température énorme avant que la température dans le four n'augmente de manière significative.
La surchauffe du radiateur est déterminée par la valeur de la charge dite de surface p, que nous avons calculé ci-dessus. En pratique, il existe des valeurs limites pour chaque type de chauffage p, en fonction du matériau du radiateur, du diamètre et de la température. Avec une bonne approximation, pour un fil en alliage domestique X23Yu5T de n'importe quel diamètre (1,5-4 mm), vous pouvez utiliser une valeur de 1,4-1,6 W/cm 2 pour une température de 1200-1250 o C.
Physiquement, la surchauffe peut être associée à la différence de température à la surface du fil et à l'intérieur de celui-ci. La chaleur est libérée dans tout le volume, donc plus la charge superficielle est élevée, plus ces températures diffèrent. Lorsque la température de surface est proche de la température limite de fonctionnement, la température à cœur du fil peut s'approcher du point de fusion.
Si le four est conçu pour des températures basses, la charge superficielle peut être choisie plus grande, par exemple 2 - 2,5 W/cm 2 pour 1000 o C. On peut ici faire une triste remarque : du vrai kanthal (c'est un alliage original, un dont l'analogue est le féchral russe X23Yu5T) permet p jusqu'à 2,5 à 1250 o C. Ce type de kanthal est fabriqué par la société suédoise Kanthal.
Revenons à notre tube de 60 litres et sélectionnons un fil plus épais dans le tableau - deux. Il est clair que les deux devront prendre 8,06 Ohm / 0,459 Ohm/m = 17,6 mètres, et ils pèseront déjà 440 grammes. Nous calculons la charge surfacique : p= 6000 W / (1760 x 0,2 x 3,14) cm2 = 5,43 W/cm2. Beaucoup de. Pour un fil d'un diamètre de 2,5 mm, le résultat est de 27,5 mètres et p= 2,78. Pour trois - 39 mètres, 2,2 kilogrammes et p= 1,66. Enfin.
Il va maintenant falloir remonter 39 mètres du trois pièces (s'il éclate, recommencer le remontage). Mais vous pouvez utiliser DEUX radiateurs connectés en parallèle. Naturellement, la résistance de chacun ne devrait plus être de 8,06 Ohms, mais le double. Ainsi, pour un double, vous obtenez deux radiateurs de 17,6 x 2 = 35,2 m, chacun d'une puissance de 3 kW, et la charge surfacique sera de 3000 W / (3520 x 0,2 x 3,14) cm 2 = 1, 36 W/cm2 . Et poids - 1,7 kg. Nous avons économisé un demi-kilo. Nous avons obtenu un grand nombre de tours au total, qui peuvent être répartis uniformément sur toutes les parois du four.
Chauffages bien répartis dans un four de 60 litres.
| Diamètre, mm | Limite actuelle pour p=2 W/cm 2 à 1000°C | Limite actuelle pour p=1,6 W/cm 2 à 1 200 °C |
| 1,5 | 10,8 | 9,6 |
| 2,0 | 16,5 | 14,8 |
| 2,5 | 23,4 | 20,7 |
| 3,0 | 30,8 | 27,3 |
| 3,5 | 38,5 | 34,3 |
| 4,0 | 46,8 | 41,9 |
Un exemple de calcul d'un poêle de 200 litres.
Maintenant que les principes de base sont connus, nous allons montrer comment ils sont utilisés pour calculer un vrai poêle de 200 litres. Bien entendu, toutes les étapes du calcul peuvent être formalisées et écrites dans un programme simple qui fera presque tout lui-même.
Dessinons notre four "en développement". Nous semblons le regarder d'en haut, au centre - en bas, sur les côtés du mur. Nous calculerons les surfaces de tous les murs afin de pouvoir ensuite organiser correctement l'apport de chaleur proportionnellement à la surface.
"Déballage" d'un poêle de 200 litres.
Nous savons déjà que lorsqu'il est connecté par une étoile, un courant de 18,2 A doit circuler dans chaque phase. Du tableau ci-dessus sur les courants limites, il s'ensuit que pour un fil d'un diamètre de 2,5 mm, vous pouvez utiliser un élément chauffant (courant maximum 20,7 A), et pour un fil de 2,0 mm, vous devez utiliser deux éléments connectés en parallèle (puisque le le courant maximum n'est que de 14,8A), au total il y aura 3 x 2 = 6 dans le four.
En utilisant la loi d'Ohm, nous calculons la résistance requise des radiateurs. Pour fil d'un diamètre de 2,5 mm R.= 220 / 18,2 = 12,09 Ohms, ou 12,09 / 0,294 = 41,1 mètres. Vous aurez besoin de 3 de ces éléments chauffants, d'environ 480 tours chacun, s'ils sont enroulés sur un mandrin de 25 mm. Poids total le fil sera (41,1 x 3) / 25 = 4,9 kg.
Pour un fil de 2,0 mm, il y a deux éléments parallèles dans chaque phase, donc la résistance de chacun doit être deux fois plus grande - 24,18 Ohms. La longueur de chacun sera de 24,18 / 0,459 = 52,7 mètres. Chaque élément aura 610 tours au même enroulement. Poids total des 6 éléments chauffants (52,7 x 6) / 40 = 7,9 kg.
Rien n'empêche de diviser toute spirale en plusieurs morceaux, qui sont ensuite reliés en série. Pour quoi? Tout d’abord, pour la facilité d’installation. Deuxièmement, si un quart du radiateur tombe en panne, seul ce quart devra être remplacé. De la même manière, personne ne vous dérange pour mettre une spirale solide dans le four. Ensuite, la porte aura besoin d'une spirale séparée, et dans le cas d'un diamètre de 2,5 mm, nous n'en avons que trois...
Nous avons installé une phase de fil de 2,5 mm. Le radiateur était divisé en 8 courtes spirales indépendantes, toutes connectées en série.
Lorsque nous présentons les trois phases de la même manière (voir la figure ci-dessous), ce qui suit devient clair. On a oublié le dessous ! Et il occupe 13,5% de la superficie. De plus, les spirales se trouvent à proximité électrique dangereuse les unes des autres. La proximité des spirales sur le mur de gauche, où la tension entre elles est de 220 Volts (phase - zéro - phase - zéro...), est particulièrement dangereuse. Si, pour une raison quelconque, les spirales adjacentes du mur de gauche se touchent, un court-circuit important ne peut être évité. Nous vous proposons d'optimiser indépendamment l'emplacement et la connexion des spirales.
Toutes les phases ont été installées.
Dans le cas où nous décidons d'utiliser un deux, le diagramme est présenté ci-dessous. Chaque élément, long de 52,7 mètres, est divisé en 4 spirales successives de 610/4 = 152 tours (enroulement sur mandrin de 25 mm).
Option pour l'emplacement des radiateurs dans le cas de fil de 2,0 mm.
Caractéristiques de bobinage, d'installation, de fonctionnement.
Le fil est pratique car il peut être enroulé en spirale, et la spirale peut ensuite être étirée à volonté. On pense que le diamètre d'enroulement doit être supérieur à 6 à 8 diamètres de fil. Le pas optimal entre les tours est de 2 à 2,5 diamètres de fil. Mais il faut l'enrouler tour à tour : étirer la spirale est très facile, la comprimer est beaucoup plus difficile.
Un fil épais peut se briser pendant le bobinage. C’est particulièrement frustrant s’il ne reste que 5 tours à bobiner sur 200. L’idéal est de bobiner sur un tour à une vitesse de rotation du mandrin très lente. L'alliage Kh23Yu5T est produit trempé et non trempé. Ce dernier se casse particulièrement souvent, donc si vous avez le choix, veillez à acheter du fil trempé pour le bobinage.
Combien de tours faut-il ? Malgré la simplicité de la question, la réponse n’est pas évidente. Premièrement, le diamètre du mandrin et, par conséquent, le diamètre d'un tour ne sont pas connus avec précision. Deuxièmement, il est connu avec certitude que le diamètre du fil varie légèrement sur sa longueur, de sorte que la résistance de la spirale variera également. Troisièmement, la résistivité d'un alliage spécifique peut différer de celle de référence. En pratique, ils enroulent la spirale 5 à 10 tours de plus que prévu, puis mesurent sa résistance - TRÈS Instrument de PRÉCISION, auquel vous pouvez faire confiance, et non une boîte à savon. En particulier, vous devez vous assurer qu'avec des sondes en court-circuit, l'appareil affiche zéro, ou un nombre de l'ordre de 0,02 Ohm, qu'il faudra soustraire de la valeur mesurée. Lors de la mesure de la résistance, la spirale est légèrement étirée pour éliminer l'influence courts-circuits tour à tour. Les tours supplémentaires sont arrachés.
Il est préférable de placer la spirale dans un four sur un tube de mullite-silice (MSR). Pour un diamètre d'enroulement de 25 mm, un tube d'un diamètre extérieur de 20 mm convient, pour un diamètre d'enroulement de 35 mm - 30 - 32 mm.
C'est bien si le poêle est chauffé uniformément sur cinq côtés (quatre murs + dessous). Une puissance importante doit être concentrée sur le foyer, par exemple 20 à 25 % de la puissance totale de conception du four. Cela compense l'aspiration de l'air froid de l'extérieur.
Malheureusement, une uniformité de chauffage absolue ne peut toujours pas être obtenue. Vous pouvez vous en rapprocher en utilisant des systèmes de ventilation avec prise d'air INFÉRIEURE de la fournaise.
Lors du premier chauffage voire des deux ou trois premiers chauffages, du tartre se forme à la surface du fil. Il ne faut pas oublier de le retirer aussi bien des radiateurs (avec une brosse) que de la surface des dalles, briques, etc. Le tartre est particulièrement dangereux si la spirale repose simplement sur les briques : des oxydes de fer avec des aluminosilicates à haute température (le radiateur est à un millimètre !) forment des composés fusibles, à cause desquels le radiateur peut griller.
Tu auras besoin de
- Spirale, pied à coulisse, règle. Il est nécessaire de connaître le matériau de la spirale, l'intensité du courant I et la tension U auxquelles la spirale fonctionnera, ainsi que de quel matériau elle est constituée.
Instructions
Découvrez quelle résistance R votre bobine doit avoir. Pour ce faire, utilisez la loi d'Ohm et remplacez la valeur du courant I dans le circuit et la tension U aux extrémités de la spirale dans la formule R=U/I.
A l'aide de l'ouvrage de référence, déterminez la résistivité électrique ρ du matériau à partir duquel la spirale sera réalisée. ρ doit être exprimé en Ohm m. Si la valeur de ρ dans l'ouvrage de référence est donnée en Ohm mm²/m, alors multipliez-la par 0,000001. Par exemple : résistivité du cuivre ρ=0,0175 Ohm mm²/m, une fois convertie en SI on obtient. ρ=0,0175 0,000001=0,0000000175 Ohm·m.
Trouvez la longueur du fil à l'aide de la formule : Lₒ=R S/ρ.
Mesurez une longueur arbitraire l avec une règle sur la spirale (par exemple : l=10cm=0,1m). Comptez le nombre de tours n pour atteindre cette longueur. Déterminez le pas de spirale H=l/n ou mesurez-le avec un pied à coulisse.
Trouvez combien de tours N peuvent être faits à partir d'un fil de longueur Lₒ : N= Lₒ/(πD+H).
Trouvez la longueur de la spirale elle-même en utilisant la formule : L=Lₒ/N.
Une écharpe en spirale est également appelée écharpe boa ou écharpe ondulée. L'essentiel ici n'est pas le type de fil, ni le motif de tricot ni la couleur du produit fini, mais la technique d'exécution et l'originalité du modèle. Le foulard en spirale représente la fête, la splendeur et la solennité. Cela ressemble à un élégant volant en dentelle, à un boa exotique et à une écharpe ordinaire mais très originale.
Comment tricoter une écharpe en spirale avec des aiguilles à tricoter
Pour tricoter une écharpe spirale, monter 24 mailles et tricoter le 1er rang :
- 1 boucle de bordure ;
- 11 soins du visage ;
- 12 boucles envers.
La qualité et la couleur du fil de ce modèle d'écharpe spirale sont à votre discrétion.
1er rang : d'abord 1 boucle de bordure, puis 1 jeté, puis 1 maille endroit, puis 1 jeté et 8 boucles endroit. Glissez-en un sur l'aiguille droite à l'envers et tirez le fil vers l'avant entre les aiguilles. Boucle supprimée revenez à l’aiguille gauche, tirez le fil entre les aiguilles (cela créera une boucle enveloppée de fil). Retournez l'ouvrage et tricotez 12 mailles envers.
2ème rang : tricoter d'abord 1 boucle de bordure à l'endroit, puis 1 jeté, puis tricoter 3 mailles endroit, 1 jeté et 6 mailles endroit. Glissez-en un sur l'aiguille droite à l'envers et tirez le fil vers l'avant entre les aiguilles. Ensuite, remettez la maille sur l'aiguille gauche, tirez le fil entre les aiguilles, puis tournez l'ouvrage et tricotez 12 mailles envers.
3ème rang : tricoter 1 boucle de bordure à l'endroit, puis 2 mailles endroit ensemble, puis 1 maille endroit à l'endroit, puis 2 mailles endroit ensemble et 4 mailles endroit. Glissez-en un sur l'aiguille droite à l'envers, tirez le fil vers l'avant entre les aiguilles, remettez le point sur l'aiguille gauche, puis tirez le fil vers l'arrière entre les aiguilles. Après cela, retournez l'ouvrage et tricotez 8 mailles envers.
4ème rang : tricoter 1 maille lisière à l'endroit, puis tricoter 3 mailles ensemble à l'endroit, puis 4 mailles endroit, *retirer la boucle enroulée par le bas et tricoter ensemble avec la maille endroit suivante, 1 maille endroit* (répéter de * à * 3 fois). Sans retourner l'ouvrage, tricotez les mailles envers.
De cette façon, tricotez une écharpe en spirale à la longueur souhaitée en utilisant des blocs de ces 4 rangs.
Presque toutes les femmes sont confrontées à la question de la contraception. L'une des méthodes fiables et éprouvées est le dispositif intra-utérin, qui est toujours en demande aujourd'hui.
Types de spirales
Les dispositifs intra-utérins sont en plastique et sont disponibles en deux types : les dispositifs contenant du cuivre (argent) et les dispositifs contenant des hormones. Leur taille est de 3X4 cm. Le choix de la méthode contraceptive et du dispositif lui-même se fait lors d'un rendez-vous avec un gynécologue. Vous ne devriez pas faire ça vous-même. Le dispositif intra-utérin est installé par un gynécologue pendant les règles. Il est de petite taille et ressemble à la lettre T.
La spirale en cuivre est fabriquée à partir de fil de cuivre. Sa particularité est sa capacité à agir sur l'utérus de telle manière que l'ovule ne puisse pas s'y attacher. Ceci est facilité par deux antennes en cuivre.
Le DIU hormonal comporte un récipient contenant un progestatif. Cette hormone empêche le début de l’ovulation. Si un dispositif intra-utérin hormonal est utilisé, les spermatozoïdes ne peuvent pas féconder un ovule. Comme le notent les femmes, lorsqu'elles utilisent une telle spirale, les menstruations deviennent plus rares et moins douloureuses. Cependant, cela ne cause aucun dommage, car cela est associé à l’action d’hormones situées à l’intérieur de la spirale. Les gynécologues recommandent aux femmes souffrant de règles douloureuses de poser un stérilet hormonal.
Sélection en spirale
Les dispositifs intra-utérins gynécologiques sont différentes marques, à la fois la production nationale et étrangère. De plus, leur coût peut varier de 250 roubles à plusieurs milliers. Ceci est influencé par de nombreux facteurs.
Très populaire parmi Femmes russes utilise la spirale Juno Bio. Il séduit tout d'abord par son faible coût. Cependant, la faible efficacité de cette spirale entraîne un risque élevé de grossesse.
Le dispositif intra-utérin Mirena a fait ses preuves, mais il est l'un des plus chers de sa série. Dans le même temps, l’utilisation d’un dispositif intra-utérin est considérée comme la forme de contraception la moins chère et la plus accessible.
Il s'agit d'un stérilet hormonal. Ses fabricants promettent que le DIU Mirena est moins susceptible de bouger dans l'utérus ou de tomber. À savoir, cela conduit à une grossesse, il est donc conseillé aux patientes de vérifier régulièrement la présence d'un contraceptif intra-utérin au bon endroit.
La tension standard du réseau électrique domestique est U=220V. L'intensité du courant est limitée par les fusibles du panneau électrique et est généralement égale à I = 16A.
Sources:
- Tableaux de grandeurs physiques, I.K. Kikoin, 1976
- formule de longueur de spirale
Un fer à souder électrique est un outil portatif conçu pour fixer des pièces ensemble à l'aide de soudures tendres, en chauffant la soudure pour état liquide et en remplissant l'espace entre les pièces soudées avec.
Les fers à souder électriques sont conçus pour des tensions secteur de 12, 24, 36, 42 et 220 V, et il y a des raisons à cela. L'essentiel est la sécurité humaine, le second est la tension du réseau sur place travaux de soudure. En production, où tous les équipements sont mis à la terre et où l'humidité est élevée, il est permis d'utiliser des fers à souder avec une tension ne dépassant pas 36 V et le corps du fer à souder doit être mis à la terre. Le réseau de bord de la moto est sous tension courant continu 6 V, une voiture de tourisme - 12 V, un camion - 24 V. Dans l'aviation, ils utilisent un réseau avec une fréquence de 400 Hz et une tension de 27 V. Il existe également des limites de conception, par exemple un fer à souder de 12 W est difficile à réaliser pour une tension d'alimentation de 220 V, car la spirale devra être enroulée à partir d'un fil très fin et donc enrouler plusieurs couches, le fer à souder s'avérera gros, peu pratique pour les petits travaux. Étant donné que l'enroulement du fer à souder est enroulé à partir de fil nichrome, il peut être alimenté soit par courant alternatif, soit par courant alternatif. courant continu. L'essentiel est que la tension d'alimentation corresponde à la tension pour laquelle le fer à souder est conçu.
Les fers à souder électriques sont disponibles dans des puissances de 12, 20, 40, 60, 100 W et plus. Et ce n’est pas non plus une coïncidence. Pour que la soudure s'étale bien sur les surfaces des pièces à souder lors du brasage, celles-ci doivent être chauffées à une température légèrement supérieure au point de fusion de la soudure. Au contact d'une pièce, la chaleur est transférée de la pointe à la pièce et la température de la pointe chute. Si le diamètre de la panne du fer à souder n'est pas suffisant ou si la puissance de l'élément chauffant est faible, alors, ayant dégagé de la chaleur, la panne ne pourra pas chauffer jusqu'à la température réglée et la soudure sera impossible. Au mieux, le résultat sera une soudure lâche et peu solide. Un fer à souder plus puissant peut souder de petites pièces, mais il existe un problème d'inaccessibilité au point de soudure. Comment, par exemple, souder circuit imprimé un microcircuit au pas de patte de 1,25 mm avec une panne de fer à souder mesurant 5 mm ? Certes, il existe une issue : plusieurs tours de fil de cuivre d'un diamètre de 1 mm sont enroulés autour d'une telle piqûre et l'extrémité de ce fil est soudée. Mais l'encombrement du fer à souder rend le travail pratiquement impossible. Il y a une autre limitation. À haute puissance, le fer à souder chauffera rapidement l'élément et de nombreux composants radio ne permettent pas de chauffer au-dessus de 70 °C et le temps de soudage autorisé ne dépasse donc pas 3 secondes. Ce sont des diodes, des transistors, des microcircuits.
Appareil à fer à souder
Le fer à souder est une tige de cuivre rouge chauffée par une spirale en nichrome jusqu'à la température de fusion de la soudure. La tige du fer à souder est en cuivre en raison de sa conductivité thermique élevée. Après tout, lors du soudage, vous devez transférer rapidement la chaleur de la panne du fer à souder de l'élément chauffant. L'extrémité de la tige est en forme de coin, constitue la partie active du fer à souder et s'appelle la pointe. La tige est insérée dans un tube d'acier enveloppé de mica ou de fibre de verre. Un fil de nichrome est enroulé autour du mica, qui sert d'élément chauffant.
Une couche de mica ou d'amiante est enroulée sur le nichrome, ce qui sert à réduire les pertes de chaleur et à isoler électriquement la spirale en nichrome du corps métallique du fer à souder.
Les extrémités de la spirale nichrome sont reliées à des conducteurs en cuivre cordon électrique avec une fourchette au bout. Pour assurer la fiabilité de cette connexion, les extrémités de la spirale nichrome sont pliées et pliées en deux, ce qui réduit l'échauffement à la jonction avec fil de cuivre. De plus, la connexion est sertie plaque de métal, il est préférable de réaliser le sertissage à partir d'une plaque d'aluminium, qui a une conductivité thermique élevée et évacuera plus efficacement la chaleur du joint. Pour l'isolation électrique, des tubes résistants à la chaleur sont placés au point de connexion. matériau isolant, fibre de verre ou mica.
Tige de cuivre et spirale nichrome en gros plan corps en métal, composé de deux moitiés ou d'un tube solide, comme sur la photographie. Le corps du fer à souder est fixé sur le tube à l'aide d'anneaux capuchons. Pour protéger la main d’une personne des brûlures, un manche fait d’un matériau qui transmet mal la chaleur, du bois ou du plastique résistant à la chaleur, est fixé au tube.
Lorsque vous insérez la fiche du fer à souder dans une prise, le courant électrique circule vers l'élément chauffant en nichrome, qui chauffe et transfère la chaleur à la tige de cuivre. Le fer à souder est prêt à souder.
Les transistors de faible puissance, les diodes, les résistances, les condensateurs, les microcircuits et les fils fins sont soudés avec un fer à souder de 12 W. Les fers à souder de 40 et 60 W sont utilisés pour souder des composants radio puissants et de grande taille, des fils épais et de petites pièces. Pour souder de grandes pièces, par exemple les échangeurs de chaleur d'un geyser, vous aurez besoin d'un fer à souder d'une puissance de cent watts ou plus.
Comme vous pouvez le voir sur le dessin, le circuit électrique du fer à souder est très simple, et se compose de seulement trois éléments : une fiche, un fil électrique flexible et une spirale en nichrome.
Comme le montre le schéma, le fer à souder n'a pas la capacité de régler la température de chauffage de la panne. Et même si la puissance du fer à souder est choisie correctement, ce n'est toujours pas un fait que la température de la panne sera nécessaire pour le soudage, car la longueur de la panne diminue avec le temps en raison de son remplissage constant, les soudures ont également des différences ; températures de fusion. Par conséquent, afin de maintenir la température optimale de la panne du fer à souder, il est nécessaire de la connecter via des régulateurs de puissance à thyristors à réglage manuel et entretien automatique la température réglée de la panne du fer à souder.
Calcul et réparation du bobinage chauffant d'un fer à souder
Lors de la réparation ou de la fabrication de votre propre fer à souder électrique ou de tout autre appareil de chauffage, vous devez enrouler un enroulement chauffant en fil nichrome. Les données initiales pour calculer et sélectionner le fil sont la résistance d'enroulement d'un fer à souder ou d'un appareil de chauffage, qui est déterminée en fonction de sa puissance et de sa tension d'alimentation. Vous pouvez calculer la résistance d'enroulement d'un fer à souder ou d'un appareil de chauffage à l'aide du tableau.