Расчёт муфельных печей: спирали, фехрали, нагреватели
- АО Поликор
- Блог
- Расчёт муфельных печей: спирали, фехрали, нагреватели
Муфельные печи обеспечивают разогрев до высоких температур и часто требуются для выполнения определенных работ. Такое оборудование часто используют строители или ремонтные бригады. Можно купить печь в специализированном магазине, которая собрана в заводских условиях – для ее сборки запчасти закупают у производителя, который предложит любые комплектующие: огнеупорная керамическая труба, муфели, тигли и многое другое. На такое оборудование вам дадут гарантию, но стоить оно будет дорого.
Некоторые умельцы собирают муфельные печи самостоятельно – сделать это несложно, если грамотно провести все расчеты.
Выбираем спираль
Спирали для печи можно купить в магазине, они продаются в свободном доступе, обычно их покупают для ремонта оборудования. Вы можете купить спираль для сборки, выбрав подходящий материал.
Вам предложат два вида спиралей:
- Нихромовая – состоит из хрома и никеля. Она обладает большим запасом прочности, рассчитана на длительный цикл нагрева. К недостаткам можно отнести лишь высокую цену.
- Фехралевая – изготавливается из сплава алюминия, железа и хрома. Обеспечивает быстрый нагрев, но служит меньше, чем нихромовая. Стоит дешевле, поэтому ее часто покупают для изготовления недорогих печей.
Определяем мощность печи и силу тока
Итак – у вас есть камера, которая будет использоваться для нагрева. Перед расчетами вам необходимо определить мощность будущей печи, вычислив литраж. Для этого нужно измерить длину, ширину и высоту и перевести ее в литры.
В таблице представлена мощность печи согласно объемам:
| Литраж | Мощность (Вт/л |
| 1-5 | 300-500 |
| 6-10 | 120-300 |
| 11-50 | 80-120 |
| 51-100 | 60-80 |
| 101-500 | 50-60 |
Теперь определяем силу тока – нужно мощность печи разделить на напряжение. Первый показатель находим в таблице, за напряжение берем значение для бытовой сети – 220 вольт. Теперь мы знаем силу тока, которая потребуется для нашей печи, остается лишь определиться со спиралью.
Вычисляем сечение нагревателя
Чтобы спираль не расплавилась под напряжением, необходимо определиться с толщиной проволоки. Она подбирается под значение силы тока и температуру, до которой планируется разогревать печь. Эти показатели взаимосвязаны.
В таблице представлены основные значения, которые помогут определить диаметр проволоки:
| Температура нагрева, градусов по Цельсию | Сечение проволоки, мм | |||
| 200 | 400 | 600 | 800 | |
| Сила тока для работы проводника, А | ||||
2. 3 | 37.5 | 54.5 | 64 | 7.07 |
| 37 | 60 | 80 | 93 | 12.6 |
| 52 | 83 | 105 | 124 | 19.6 |
Не рекомендуется покупать проволоку, которая будет работать на предельной мощности. Обычно подбирают проводник с запасом сечения, это гарантирует, что он не расплавиться при постоянной работе. К тому же производители иногда экономят на материале и есть риск купить бракованное изделие. Лучше подобрать проволоку для заданной силы тока с сечением на порядок выше.
Определяем длину нагревателя
Завершающий этап расчетов – определение длины проводника, которая потребуется для нагрева печи. Благодаря спиральной форме удается значительно увеличить площадь нагрева при компактной форме самого элемента. Если длины спирали будет недостаточно, печь не сможет обеспечить требуемую температуру.
Вычислить длину спирали просто – нужно напряжение разделить на силу тока, затем умножить это на коэффициент, который определяется по формуле К= 5/(удельное сопротивление прводника.
).
Так мы получим длину спирали, которая потребуется для печи. Остается лишь собрать устройство и можно приступать к работе. При правильно проведенных расчетах оборудование будет обеспечивать постоянный нагрев до нужных температур.
Поделиться:
Возможно вам будет интересно
Применение керамических изоляторов в электротехнической промышленности
Как делают огнеупорное стекло?
Классификация кварцевых огнеупоров
Керамическое волокно: области применения и свойства огнеупорного материала
Огнеупорные связующие: разнообразие видов и описание
Как согнуть листовой асбест вокруг трубы?
Что можно производить из глины?
Чем заменить буру при плавке золота и серебра?
В чём заключается подготовка металла к плавке?
Производство и применение вспученного вермикулита в строительстве
Вреден или нет асбокартон для здоровья: характеристики теплопроводности
Совелитовые плиты для обмуровки котлов: технология производства и характеристики
Как вести шов в аргонодуговой сварке?
Как выбрать аппарат аргонодуговой сварки?
Как выбрать вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки?
Спираль нихромовая для муфельной печи из нихрома Х20Н80
Нихромовая спираль
Каждый знает, что такое нихромовая спираль.
Это нагревательный элемент в виде проволоки, свернутой винтом для компактного размещения.
Эта проволока изготавливается из нихрома – прецизионного сплава, главными компонентами которого являются никель и хром.
«Классический» состав этого сплава – никеля 80%, хрома 20%.
Композицией наименований этих металлов было образовано название, которым обозначается группа хромоникелевых сплавов – «нихром».
Самые известные марки нихрома – Х20Н80 и Х15Н60. Первый из них близок к «классике». Он содержит 72-73 % никеля и 20-23 % хрома.
Второй разработан с целью снижения стоимости и повышения обрабатываемости проволоки.
Содержание никеля и хрома в нем уменьшено – до 61 % и до 18 % соответственно. Но увеличено количество железа – 17-29 % против 1,5 у Х20Н80.
На базе этих сплавов были получены их модификации с более высокой живучестью и стойкостью к окислению при высокой температуре.
Это марки Х20Н80-Н (ВИ) и Х15Н60-Н (ВИ). Они применяются для нагревательных элементов, контактирующих с воздухом.
Рекомендуемая максимальная температура эксплуатации – от 1100 до 1220 °С
Применение нихромовой проволоки
Главное качество нихрома – это высокое сопротивление электрическому току. Оно определяет области применения сплава.
Нихромовая спираль применяется в двух качествах – как нагревательный элемент или как материал для электросопротивлений электрических схем.
Для нагревателей используется электрическая спираль из сплавов Х20Н80-Н и Х15Н60-Н.
Примеры применений:
- бытовые терморефлекторы и тепловентиляторы;
- ТЭНы для бытовых нагревательных приборов и электрического отопления;
- нагреватели для промышленных печей и термооборудования.
Сплавы Х15Н60-Н-ВИ и Х20Н80-Н-ВИ, получаемые в вакуумных индукционных печах, используют в промышленном оборудовании повышенной надежности.
Спираль из нихрома марок Х15Н60, Х20Н80, Х20Н80-ВИ, Н80ХЮД-ВИ отличается тем, что его электросопротивление мало меняется при изменении температуры.
Из нее изготавливают резисторы, соединители электронных схем, ответственные детали вакуумных приборов.
Как навить спираль из нихрома
Резистивная или нагревательная спираль может быть изготовлена в домашних условиях. Для этого нужна проволока из нихрома подходящей марки и правильный расчет требуемой длины.
Расчёт спирали из нихрома опирается на удельное сопротивление проволоки и требуемую мощность или сопротивление, в зависимости от назначения спирали. При расчете мощности нужно учитывать максимально допустимый ток, при котором спираль нагревается до определенной температуры.
Расчет сопротивления нихромовой спирали и ее длины
Определившись с мощностью, приступаем к расчету требуемого сопротивления.
Если определяющим параметром является мощность, то вначале находим требуемую силу тока по формуле I=P/U.
Имея силу тока, определяем требуемое сопротивление. Для этого используем закон Ома: R=U/I.
Обозначения здесь общепринятые:
- P – выделяемая мощность;
- U – напряжение на концах спирали;
- R – сопротивление спирали;
- I – сила тока.
Расчет сопротивления нихромовой проволоки готов.
Теперь определим нужную нам длину. Она зависит от удельного сопротивления и диаметра проволоки.
Можно сделать расчет, исходя из удельного сопротивления нихрома: L=(Rπd2)/4ρ.
Здесь:
- L – искомая длина;
- R – сопротивление проволоки;
- d – диаметр проволоки;
- ρ – удельное сопротивление нихрома;
- π – константа 3,14.
Но проще взять готовое линейное сопротивление из таблиц ГОСТ 12766.1-90. Там же можно взять и температурные поправки, если нужно учитывать изменение сопротивления при нагреве.
В этом случае расчет будет выглядеть так: L=R/ρld, где ρld – это сопротивление одного метра проволоки, имеющей диаметр d.
Как проверить сопротивление нихрома?
Электрическое сопротивление нихромовой проволоки легко измеряется при помощи бытовых мультиметров. Операция проводится в целях расчет удельного сопротивления. Один контакт закрепляется на конце проводника. Второй контакт присоединяется на различном удалении от места создания первого контакта. Полученные показания заносятся в таблицу. Зависимость роста сопротивления от длины носит линейный характер. Для получения данных об удельном сопротивлении проволоки длиной 1 м нужно провести измерение этой характеристики у проводника соответствующих размеров, либо вывести этот параметр расчетным путем, если проволока имеет недостаточный размер. Перед снятием показаний прибор калибруется, либо измеряется собственное сопротивление проводов прибора в целях определения поправки, на величину которой следует уменьшить данные, полученные при измерении сопротивления нихрома.
Теперь сделаем геометрический расчет нихромовой спирали.
У нас выбран диаметр проволоки d, определена требуемая длина L и есть стержень диаметром D для навивки. Сколько нужно сделать витков? Длина одного витка составляет: π(D+d/2). Количество витков – N=L/(π(D+d/2)). Расчет закончен.
Практичное решение
На практике редко кто занимается самостоятельной навивкой проволоки для резистора или нагревателя.
Проще купить нихромовую спираль с требуемыми параметрами и при необходимости отделить от нее нужное количество витков.
Для этого стоит обратиться в компанию «ПАРТАЛ», которая с 1995 года является крупным поставщиком прецизионных сплавов, в том числе проволоки нихромовой, ленты и спиралей для нагревателей.
Наша компания способна полностью снять вопрос о том, где купить нихромовую спираль, поскольку мы готовы изготовить ее на заказ по эскизам и техническим условиям заказчика.
Конструкция, разновидности и функциональные особенности электропечей сопротивления ЭПС
Электропечи ЭПС – промышленные, или лабораторные электроустановки, предназначенные для нагрева изделий, или заготовок различного физико-химического состава при помощи электротока.
По принципу работы они разделяются на следующие типы: Читать статью — Электрические печи сопротивления
MHI GAXP Рабочий лист нагревательного элемента
Высокая мощность излучения с GAXP ® НагревПо сравнению с SiC, GAXP допускает очень высокие поверхностные нагрузки.
Калькулятор мощности печи.
Калькулятор мощности элемента.
Если вам известна мощность печи, перейдите непосредственно к калькулятору элементов. Если нет, выполните следующие действия.
Этапы расчета общей длины нагревательных элементов MHI GAXP
® для новой печи.Шаг 1. Требуется питание.
Размер внутренней части печи . Теперь используйте калькулятор печи на GAXP ® , чтобы определить, какая мощность требуется для печи при максимальной температуре.
Шаг 2. Требуется дополнительное питание?
Внесите дополнительные корректировки мощности, если запланированная изоляция печи слабая или требуется высокая скорость нагрева.
Добавление примерно на 50 % больше расчетной мощности на шаге 1 может быть идеальным, если изоляция неадекватна.
Шаг 3. Определите форму и размер отдельного нагревательного элемента
Возможные варианты: гантели, U-образная форма или спиральная форма
U-образные элементы подвешиваются к своду печи или к ее стенкам. Гантельные элементы используются в горизонтальном положении внутри печи. Схемы различных конфигураций внутри коробки. Катушки можно подвешивать к крыше.
Использование печи обсуждается ниже в шаге 5 раздела «Дополнительные ресурсы». Рассчитайте общую длину нагревательного элемента GAXP ® , необходимую, выбрав форму и подогнав ее под свою печь.
Калькулятор также покажет общую мощность для рассматриваемого количества нагревательных элементов. Убедитесь, что общая мощность равна результату шага 2.
Конструкция для гантелей или U-образных нагревательных элементов GAXP ®
Конструкция для нагревательных элементов MagnaCoil™
Для каждого нагревательного элемента потребуются керамические держатели (HW3) и соединительные хомуты BW200-C).
Шаг 4. Электрические разъемы.
Пожалуйста, посетите раздел Соединители элементов GAXP – U или форма гантели (или используйте пакет принадлежностей катушки для MagnaCoil ™ нагревательные элементы) для электрических разъемов. Цены на разъемы также указаны для каждого пакета аксессуаров.
Шаг 5. Советы.
Холодная (терминальная) секция, Lu, должна быть как минимум на несколько дюймов больше, чем изоляция, чтобы правильно подключить электрические (плетеные провода). Соединения не должны нагреваться во время использования. Хорошие производители печей используют мощные вентиляторы, чтобы область клемм (область электрических соединений) оставалась прохладной.
Шаг 6. Обратитесь к ресурсам.
Свяжитесь с MHI для окончательной проверки. MHI может порекомендовать систему управления, которая может вам понадобиться (BPAN, XPAN или TRIPAN). Цены на BPAN указаны в магазине MHI. При покупке панели управления убедитесь в наличии таких функций, как плавный пуск и ограничение тока.
Пожалуйста, используйте силовой трансформатор, соответствующий напряжению печи. MHI также может предоставить логотип сертификации печи.
- Наноструктурный элемент. Запатентованный материал от уважаемого поставщика, работающего на рынке уже двадцать лет.
- Типичные формы: форма шпильки (такая же, как U-образная), гантель (такая же, как прямая) или спираль. (См. схемы, изображенные ниже).
- Для использования в воздухе (окисление), угле (восстановление), нейтральной среде или атмосфере горения. (GAXP ® является защищенным патентом технологическим продуктом).
Катушки можно использовать для любой температуры. Для температуры
Нагревательные элементы GAXP ® подходят для замены во многих нагревателях SiC, особенно там, где требуется более длительный срок службы элемента и современные средства управления . MHI гарантирует свои нагревательные элементы GAXP.
На рисунке схематично показаны U-образные, гантелевидные и плоские змеевиковые нагревательные элементы внутри коробовой печи.
Запросите расценки на U-образные нагревательные элементы GAXP ® . Запросите расценки на змеевиковые нагревательные элементы. Калькулятор мощности для змеевиков
. Пожалуйста, соблюдайте все правила/практики безопасности, обычно связанные с высокой температурой, высоким напряжением и сильным током. Всегда используйте только одобренную промышленностью изоляцию. Пожалуйста, используйте высокотемпературную безопасность
Конструктивные факторы нагревательного элемента
Ad· jlcelectromet.com/heating-alloys
Специальные никелевые сплавы мирового класса для нагревательных элементов
JLC Electromet Pvt. Ltd. является одним из ведущих мировых производителей из специальных сплавов на основе никеля в формах проволоки, стержня, полосы и ленты . Сертифицированный по стандарту ISO:9001 производитель никелевого сплава в Индии , являющийся вертикально интегрированным предприятием и поставляет в более чем 
Никель-хромовые, медно-никелевые и другие сплавы для промышленности нагрева и сопротивления .
E: [email protected]
Тел.: +91 (141) 233 1215
Проектирование нагревательных элементов
Нагревательные элементы звучат очень просто и понятно, но существует множество различных факторов, которые инженеры должны учитывать при их проектировании. Существует примерно 20-30 различных факторов, влияющих на характеристики типичного нагревательного элемента, включая такие очевидные вещи, как напряжение и ток, длина и диаметр элемента, тип материала и рабочая температура. Существуют также определенные факторы, которые необходимо учитывать для каждого типа элемента. Например, в спиральном нагревательном элементе, изготовленном из круглой проволоки, диаметр проволоки и форма витков (диаметр, длина, шаг, натяжение и т.
д.) являются одними из факторов, которые критически влияют на производительность. При использовании ленточного нагревательного элемента необходимо учитывать толщину и ширину ленты, площадь поверхности и вес.
И это только часть истории, потому что нагревательный элемент не работает изолированно: вы должны учитывать, как он впишется в более крупный прибор и как он будет вести себя во время использования, когда он используется по-разному. Как, например, ваш элемент будет поддерживаться внутри своего устройства изоляторами? Насколько большими и толстыми они должны быть, и повлияет ли это на размер устройства, которое вы делаете? Например, подумайте о различных типах нагревательных элементов, которые вам понадобятся в паяльнике, размером с ручку и большом конвекторе. Если у вас есть элемент, «задрапированный» между опорными изоляторами, что произойдет с ним, когда он нагреется? Будет ли он слишком сильно провисать и вызовет ли это проблемы? Вам нужно больше изоляторов, чтобы предотвратить это, или вам нужно изменить материал или размеры элемента? Если вы проектируете что-то вроде электрического камина с несколькими нагревательными элементами, расположенными близко друг к другу, что произойдет, если их использовать по отдельности или в комбинации? Если вы проектируете нагревательный элемент, который обдувается воздухом, как в конвекторе или фене, можете ли вы создать достаточный поток воздуха, чтобы предотвратить перегрев элемента и резкое сокращение срока его службы? Все эти факторы должны быть сбалансированы друг с другом, чтобы продукт был эффективным, экономичным, долговечным и безопасным.
Расчет нагревательного элемента
Следующие расчеты дают руководство по выбору проволочного нагревательного элемента электрического сопротивления для вашего применения
Расчеты конструкции нагревательного элемента сопротивление и таблица температуростойкости.
Для работы в качестве нагревательного элемента лента или проволока должны противостоять потоку электричества. Это сопротивление преобразует электрическую энергию в тепло, которое связано с удельным электрическим сопротивлением металла и определяется как сопротивление единицы длины единицы площади поперечного сечения. Линейное сопротивление отрезка ленты или провода можно рассчитать по его удельному электрическому сопротивлению.
Где:
- ρ = Удельное электрическое сопротивление (мкОм·см)
- R = Сопротивление элемента при 20 °C (Ом)
- d = Диаметр провода (мм)
- t = Толщина ленты (мм)
- б = лента ширина (мм)
- l = длина ленты или проволоки (м)
- a = площадь поперечного сечения ленты или проволоки (мм²)
для круглой проволоки
a = π x d² / 4
Для ленты
a = t x (b — t) + (0,786 x t²)
R = (ρ x l / a) x 0,01
В качестве нагревательного элемента лента имеет большую площадь поверхности и, следовательно, более эффективное излучение тепла в предпочтительном направлении, что делает ее идеальной для многих промышленных применений, таких как инжекция ленточные нагреватели пресс-форм.
Важной характеристикой этих сплавов с электросопротивлением является их стойкость к нагреву и коррозии, что обусловлено образованием оксидных поверхностных слоев, препятствующих дальнейшей реакции с кислородом воздуха. При выборе рабочей температуры сплава необходимо учитывать материал и атмосферу, с которыми он контактирует. Поскольку существует так много типов приложений, переменных в конструкции элемента и различных условий эксплуатации, следующие уравнения для конструкции элемента приведены только в качестве руководства.
Электрическое сопротивление при рабочей температуре
За очень немногими исключениями сопротивление металла зависит от температуры, что необходимо учитывать при проектировании элемента. Поскольку сопротивление элемента рассчитывается при рабочей температуре, необходимо найти сопротивление элемента при комнатной температуре. Чтобы получить сопротивление элементов при комнатной температуре, разделите сопротивление при рабочей температуре на коэффициент термостойкости, указанный ниже:
Где:
- F = Коэффициент термостойкости
- R t = Сопротивление элемента при рабочей температуре (Ом)
- R = Сопротивление элемента при 20°C (Ом)
R = Р т / F
Нагрузка на площадь поверхности
Можно спроектировать нагревательный элемент различных размеров, каждый из которых теоретически может обеспечить желаемую мощность нагрузки или удельную мощность, рассеиваемую на единицу площади.
Однако важно, чтобы нагрузка на поверхность нагревательного элемента не была слишком высокой, поскольку передача тепла от нагревательного элемента путем теплопроводности, конвекции или излучения может быть недостаточно быстрой, чтобы предотвратить его перегрев и преждевременный выход из строя.
Рекомендуемый диапазон поверхностной нагрузки для данного типа прибора и нагревательного элемента показан ниже, но он может быть ниже для нагревательного элемента, работающего с более частыми рабочими циклами, или при температуре, близкой к максимальной, или в суровых климатических условиях.
здесь.
| Прибор | Тип элемента | Рекомендуемая нагрузка на поверхность Диапазон (Вт/см²) |
|---|---|---|
| Пожар | Спиральный элемент на открытом воздухе | 4,5 – 6,0 |
| Огненный | Карандашный стержень | 6,0 – 9,5 |
| Ленточный нагреватель 9 0231 | Слюдяной элемент | 4,0 – 5,5 |
| Тостер | Слюда -Намоточный элемент | 3,0 – 4,0 |
| Конвектор | Спиральный элемент | 3,5 – 4,5 |
| Накопительный нагреватель | Спиральный элемент | 1,5 – 2,5 |
| Тепловентилятор | Спиральный элемент | 9,0 – 15,0 |
| Элемент печи | Трубчатый элемент Элемент с кожухом | 8,0 – 12,0 |
| Элемент гриля | 15,0 – 20,0 | |
| Конфорка | 17,0 – 22,0 | |
| Погружной нагреватель воды | 25,0 – 35,0 | |
| Элемент чайника | 35,0 – 50,0 |
Проектирование элемента из круглой проволоки
Где:
- В = напряжение (Вольты)
- Вт = Мощность (Ватт)
- S = нагрузка на площадь поверхности (Вт/см²)
- R t = сопротивление элемента при рабочей температуре (Ом)
- R = сопротивление элемента при 20°C (Ом)
- F = Коэффициент термостойкости
- I = Длина провода (м)
- A = Сопротивление на метр (Ом/м)
Вот как выполняются расчеты конструкции:
1.
Рассчитайте диаметр провода и требуемой длины, работающей при максимальной температуре C°C, общее сопротивление элемента при рабочей температуре (R t ) будет:
R t = V² / W
2. При использовании удельного нагрева проволока из сплава элемента, найдите коэффициент термостойкости при рабочей температуре C°C как F, таким образом, общее сопротивление элемента при 20°C (R) будет:
R t = R t / F
3. Зная размеры типа нагревательного элемента, можно оценить длину провода, который можно намотать на него. Таким образом, сопротивление, необходимое на метр провода, будет:
А = R / L
4. Найдите провод нагревательного элемента стандартного диаметра, сопротивление на метр которого ближе всего к А.
5. Для проверки фактической длины провода (L):
L = R / A
Изменение длины провода нагревательного элемента может означать добавление или уменьшение шага провода для достижения требуемого значения общего сопротивления.
6. Чтобы проверить нагрузку на площадь поверхности (S):
S = Вт / (д x г x 31,416)
Эта нагрузка на площадь поверхности должна находиться в пределах диапазона, указанного в таблице выше для типа нагревательного элемента, учитывая, что более высокая значение дает более горячий элемент. Нагрузка на площадь поверхности может быть выше или ниже, если считается, что теплопередача лучше или хуже, или в зависимости от важности срока службы нагревательных элементов.
Если расчетная нагрузка на площадь поверхности слишком высока или низка, вам следует пересчитать, изменив один или несколько из следующих параметров:
- Длина и диаметр проволоки
- Марка сплава нагревательного элемента
Спиральные или спиральные элементы
Проволочные нагревательные элементы, сформированные в виде змеевика, позволяют разместить провод подходящей длины в относительно небольшом пространстве, а также поглощают эффекты теплового расширения.
При формировании катушки необходимо соблюдать осторожность, чтобы не повредить проволоку надрезом или истиранием. Также важна чистота нагревательного элемента. Максимальное и минимальное рекомендуемое соотношение внутреннего диаметра катушки к диаметру проволоки составляет 6:1 и 3:1. Длину намотанной катушки можно найти по приведенному ниже уравнению.
Где:
- d = диаметр проволоки (мм)
- D = внутренний диаметр катушки (мм)
- L = длина проволоки (м)
- X = длина намотанной катушки (мм)
X = L x d x 1000 / π x (D + d)
При растяжении этой близко намотанной катушки растяжение должно составлять примерно 3:1, так как более тесная намотка приведет к более горячим виткам.
Помимо случайных повреждений, срок службы нагревательного элемента могут сократить локальные прогары (горячие точки). Это может быть вызвано изменением поперечного сечения провода (например, зазубрины, растяжения, изгибы) или экранированием области, где нагревательный элемент не может свободно рассеивать свое тепло, или плохими опорными точками или выводами.
Проектирование ленточного элемента
Метод проектирования ленточного нагревательного элемента аналогичен методу, используемому при проектировании нагревательного элемента из круглой проволоки.
Где:
- b = ширина ленты (мм)
- t = толщина ленты (мм)
Вот как выполняются расчеты конструкции ленточного нагревательного элемента:
1. Рассчитать размер ленты и длина, необходимая для конкретного нагревательного элемента в нагревателе, работающем при максимальной температуре C°C, общее сопротивление элемента при рабочей температуре (Rt) составит:
R t = V² / Вт
2. Используя проволоку из специального сплава нагревательного элемента, найдите коэффициент термостойкости при рабочей температуре C°C как F, таким образом, полное сопротивление элемента при 20°C (R) составит:
R t = R t / F
3. Зная размеры нагревателя, можно оценить длину ленты, которую можно намотать на него.
Таким образом, сопротивление, необходимое на метр ленты, составит:
A = R / L
4. Найдите ленту нагревательного элемента стандартного размера b мм x t мм, имеющую стандартное сопротивление на метр стандартного размера, близкое к A ом/м.
5. Для проверки фактической длины ленты (L)
L = R / A
Изменение длины ленты может означать изменение шага ленты для достижения требуемого значения общего сопротивления.
6. Для проверки нагрузки на площадь поверхности (S):
S = W / 20 x (b + t) x L
Если расчетная нагрузка на площадь поверхности слишком высока или низка в соответствии с приведенной выше таблицей, следует пересчитать, изменив один или несколько из следующих параметров:
– Длина и размер ленты
Практические соображения по проектированию
В этой статье обсуждаются общие вопросы, касающиеся факторов использования, ухода и обслуживания, связанных с обеспечением долговечности электрических нагревателей и печей.
Сложность вопросов, касающихся нагревателей резистивного типа, указывает на необходимость универсального руководства в качестве отправной точки.
- Рекомендации по электрическим проводам
- Выводы нагревательных элементов и силовые соединения
- Типы выводов
- Одножильные выводы
- Выводы для витой пары
- Стержневые выводы
- Подушечка или стержень
- Радиус изгиба
- Хрупкость
- Завершения
- Защита свинца
- Ремонт
- Обращение, хранение, факторы окружающей среды
- Вибрации
- Загрузка
- Процедура сушки
- Закладные элементы
- Огнеупорные материалы
- Циклирование
Рекомендации по электрическим проводам
Необходимо учитывать не только тип нагреватель электрического нагревательного элемента и требования к размещению и мощности, но это также необходимо учитывать различные типы используемых электрических проводов и способы их вывода и окончания отапливаемой зоны.
Некоторые соображения при выборе потенциальных клиентов перечислены ниже:
- Температура области свинца
- Гибкость
- Относительная стоимость
- Загрязнения в зоне свинца
- Требуется сопротивление истиранию
- Удобство управления
Определенные нормы, которые необходимо соблюдать в отношении электрические соединения с элементами электронагрева в нагревателях перечислены ниже:
- Напряжение сети должно соответствовать номинальному напряжению нагревателя.
- Электрическая проводка нагревателя должна быть проложена в соответствии с национальными и местными электротехническими нормами.
- Всегда соблюдайте полярность. Соседние провода всегда должны быть подключены к одной и той же полярности. Несоблюдение полярности может привести к преждевременному выходу из строя нагревателя.
Типы выводов
Выводы элементов для подключения электрических нагревательных элементов доступны в самых разных стилях, но обычно их можно сгруппировать в определенные категории, которые включают следующее:
- Одиночный проводник
- Витая пара
- Стержень
- Площадка или стержень
Одножильный проводник
Одножильный проводник является наиболее распространенным и в основном стандартной формой поставки для керамики.
и вакуум-формованное волокно, нагревательные элементы .
Провода типа «витая пара»
Витая пара означает вывод, в котором проводник элемента загибается на себя, а затем скручивается определенным образом. Этот тип конфигурации отведений рекомендуется, когда это возможно.
Направляющие стержня
Направляющие стержня включают в себя крепление более тяжелого поводка к фактическому элементу. Обычно к проводнику нагревательного элемента приваривается стержень.
Подушечка или направляющая стержня
Подушечка или направляющая стержня аналогичны по своей природе концепции стержня, только в том, что либо используется плоский стержень, либо если в элементе используется «полоса» вместо проволоки, полоска часто загибается на себя один раз. или вдвое, чтобы увеличить площадь поперечного сечения. Этот тип провода используется с нагревательными элементами на основе волокна
Радиус изгиба
Должна быть предусмотрена возможность изгиба провода от нагревательных элементов в соответствии с требованиями заказчика.
Минимальный радиус изгиба проволоки должен быть в четыре-восемь раз больше диаметра проволоки. Это правило распространяется как на железо-хромо-алюминиевые сплавы, так и на никель-хромовые сплавы. В очень холодных условиях сплавы железо-хром-алюминий могут сломаться или треснуть при изгибе.
Хрупкость
Традиционные железо-хром-алюминиевые материалы становятся хрупкими при достижении температуры 950°C, и это происходит немедленно. Сплавы на основе порошковых металлов также становятся хрупкими при нагревании, хотя это происходит более постепенно и зависит от температуры и времени. Важно охлаждать эти сплавы до цветовой температуры выше 500°F, чтобы их можно было перемещать без каких-либо механических повреждений. Они также становятся хрупкими при низких температурах, поэтому, если с ними нужно работать, лучше иметь температуру около 70 ° F или выше. Также важно отметить, что при сварке этих сплавов близлежащие участки становятся хрупкими, поэтому с ними следует обращаться осторожно.
Заделки
Правильные заделки имеют решающее значение для успешного применения нагревательного элемента и, если они не выполнены должным образом, резко повлияют на срок службы элемента. Важно убедиться, что большая часть подводящего провода элемента находится в тесном физическом контакте с фактической концевой заделкой.
Защита выводов
Часто желательно нанести защитное покрытие на выводы элемента. Это может потребоваться по электрическим или механическим соображениям. Выбор защитного экрана для проводов должен производиться с большой осторожностью. Как правило, следует избегать использования самоклеящихся лент, так как даже в высокотемпературных сортах используется мастика/клей на органической основе, которые могут распадаться на вещества на основе углерода. Они могут реагировать с проволокой, вызывая ее охрупчивание, коррозию и проникновение углерода. Классы изоляции должны быть тщательно изучены. При работе с огнеупорными материалами на основе волокна следует носить одобренный респиратор, особенно если нагреватель долгое время находился при высокой температуре и подлежит замене.
Полезные советы и рекомендации
Некоторые полезные советы по обращению с нагревательными элементами печи перечислены ниже:
- Оборудование необходимо содержать в чистоте, особенно вокруг клемм, корпуса электропроводки и самого нагревателя, используя программу регулярного технического обслуживания.
- Должна использоваться внешняя проводка, выдерживающая температуру. Крайне важно избегать использования проводов с восковой, резиновой, термопластичной или пропитанной изоляцией для высокотемпературных нагревателей.
- Везде, где это возможно, необходимо использовать теплоизоляцию, чтобы снизить потери тепла и стоимость эксплуатации.
Нагревательные элементы печи необходимо обслуживать надлежащим образом, чтобы гарантировать, что они служат своей цели и остаются полезными в течение всего срока службы.
Статья предоставлена AZoM.com — Сайт AZoNetwork
Обсуждение конструкции ТЭНа и причин его выхода из строя.