Нихромовая проволока температура нагрева: Нагреватели. Методика и примеры расчета. Статья

Расчет спирали из нихрома. Намотка нихромовых спиралей. Сопротивление нихрома

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 – 80% никеля, 20% хрома.

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 (-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.

Учет температуры

Например, проволока диаметром 0,3 мм при токе 2,7 А нагреется до 700 °С, а ток в 3,4 А нагреет ее до 900 °С.

Для расчета температуры и тока существуют справочные таблицы. Но еще нужно учитывать условия эксплуатации нагревателя.

При погружении в воду теплоотдача повышается, тогда максимальный ток можно повысить на величину до 50 % от расчетного.

Закрытый трубчатый нагреватель, наоборот, ухудшает отвод тепла. В этом случае и допустимый ток необходимо уменьшить на 10—50 %.

На интенсивность теплоотвода, а значит и на температуру нагревателя, влияет шаг навивки спирали.

Плотно расположенные витки дают более сильный нагрев, больший шаг усиливает охлаждение.

Следует учитывать, что все табличные расчеты приводятся для нагревателя, расположенного горизонтально. При изменении угла к горизонту условия теплоотвода ухудшаются.

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.

В этом случае расчет будет выглядеть так: L=R/ρ_ld, где ρ_ld – это сопротивление одного метра проволоки, имеющей диаметр d.

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.

Применение и расчёт электрической спирали из нихрома / Статьи и обзоры / Элек.ру

Нихромовая спираль — это нагревательный элемент в виде проволоки, свернутой винтом для компактного размещения. Проволока изготавливается из нихрома — прецизионного сплава, главными компонентами которого являются никель и хром. «Классический» состав этого сплава — 80% никеля, 20% хрома. 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 (-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.

Спираль из нихрома марок Х15Н60, Х20Н80, Х20Н80-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.

Учет температуры

Например, проволока диаметром 0,3 мм при токе 2,7 А нагреется до 700 °С, а ток в 3,4 А нагреет ее до 900 ⁰С. Для расчета температуры и тока существуют справочные таблицы. Но еще нужно учитывать условия эксплуатации нагревателя. При погружении в воду теплоотдача повышается, тогда максимальный ток можно повысить на величину до 50 % от расчетного. Закрытый трубчатый нагреватель, наоборот, ухудшает отвод тепла. В этом случае и допустимый ток необходимо уменьшить на 10—50 %.

На интенсивность теплоотвода, а значит и на температуру нагревателя, влияет шаг навивки спирали. Плотно расположенные витки дают более сильный нагрев, больший шаг усиливает охлаждение. Следует учитывать, что все табличные расчеты приводятся для нагревателя, расположенного горизонтально. При изменении угла к горизонту условия теплоотвода ухудшаются.

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/ρ_ld, где ρ_ld – это сопротивление одного метра проволоки, имеющей диаметр d.

Навивка спирали

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.

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.

Компания «ПАРТАЛ»

Расчет нихромовой спирали. Готовы для Вас изготовить нихромовую спираль

Как рассчитать спираль из нихрома

При навивке спирали из нихрома для нагревательных элементов, операцию зачастую выполняют методом проб и ошибок, а затем подают напряжение на спираль и по нагреву нихромовой проволоки, нити подбирают требуемое количество витков.

Обычно такая процедура занимает много времени, а нихром теряет свои характеристики при множественных перегибах, что приводит к быстрому прогоранию в местах деформации. В худшем случае из делового нихрома получается нихромовый лом.

Чтобы правильно рассчитать нихромовую спираль (напряжение сети 220 В), предлагаем воспользоваться данными приведенными в таблице, из расчета, что удельное сопротивление нихрома = (Ом · мм

2 / м)

С ее помощью можно точно определить длину намотки виток к витку. В зависимости от Ø нихромовой проволоки и Ø стержня, на который наматывается нихромовая спираль. Пересчитать длину спирали из нихрома на другое напряжение нетрудно, использовав простую математическую пропорцию.

Длина нихромовой спирали в зависимости от диаметра нихрома и диаметра стержня

нихром Ø 0,2 мм		нихром Ø 0,3 мм		нихром Ø 0,4 мм		нихром Ø 0,5 мм		нихром Ø 0,6 мм		нихром Ø 0,7 мм
Ø стержня, мм	длина спирали, см	Ø стержня, мм	длина спирали, см	Ø стержня, мм	длина спирали, см	Ø стержня, мм	длина спирали, см	Ø стержня, мм	длина спирали, см	Ø стержня, мм	длина спирали, см
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

нихром Ø 0,8 мм		нихром Ø 0,9 мм		нихром Ø 1,0 мм		нихром Ø 2,0 мм		нихром Ø 3,0 мм		нихром Ø 5,0 мм
Ø стержня, мм	длина спирали, см	Ø стержня, мм	длина спирали, см	Ø стержня, мм	длина спирали, см	Ø стержня, мм	длина спирали, см	Ø стержня, мм	длина спирали, см	Ø стержня, мм	длина спирали, см
3	68	3	78	3	75	15		25		30
4	54	4	72	4	63	20		30		40
5	46	6	68	5	54	30		40		50
6	40	8	59	6	48	40		50		60
8	31			8	33
10	24			10	30

Например, требуется определить длину нихромовой спирали на напряжение 380 В из проволоки Ø 0,3 мм, стержень для намотки Ø 4 мм. Из таблицы видно, что длина такой спирали на напряжение 220 В будет равна 22 см. Составим простое соотношение:

220 В — 22 см

380 В — Х см

тогда:

X = 380 · 22 / 220 = 38 см

Намотав нихромовую спираль, подключите ее, не обрезая, к источнику напряжения и убедитесь в правильности намотки. У закрытых спиралей длину намотки увеличивают на 1/3 значения, приведенного в таблице.

Расчет электронагревательных элементов из нихромовой проволоки

Длину нихромовой проволоки для изготовления спирали определяют исходя из необходимой мощности.

Пример: Определить длину проволоки из нихрома для нагревательного элемента плитки мощностью P = 600 Вт при Uсети=220 В.

Решение:

1) I = P/U = 600/220 = 2,72 A

2) R = U/I = 220/2,72 = 81 Ом

3) По этим данным (см. таблицу 1) выбираем d=0,45; S=0,159

тогда длина нихрома

l = SR / ρ = 0,159·81 /1,1 = 11,6 м

где l — длина проволоки (м)

S — сечение проволоки (мм²)

R — сопротивление проволоки (Ом)

ρ — удельное сопротивление (для нихрома ρ=1.0÷1.2 Ом·мм²/м)

Допустимая сила тока (l), А

Ø нихрома при 700 °C, мм

0,17

0,3

0,45

0,55

0,65

0,75

0,85

Сечение проволоки (S), мм²

0,0227

0,0707

0,159

0.238

0,332

0,442

0,57

Наша Компания ПАРТАЛ готова изготовить нихромовые спирали по ТУ и эскизам заказчика

Купить нихромовую спираль в компании ПАРТАЛ удобно и выгодно — онлайн заказ

Доставка заказов по России, в Казахстан и Беларусь

Нихром для спиралей высокого качества только российского производства. Строгое соответствие по качеству и марке

СПРАВОЧНЫЕ ТАБЛИЦЫ для расчёта нихромовой спирали, удельный вес, сопротивление нихрома и фехраля от диаметра, рабочая температура, химический состав.

Таблица 1 Примерное назначение сплавов и основные технические характеристики
Х20Н80, Х20Н80-ВИ, Х15Н60	Сплавы после специальной термической обработки имеют температурный коэффициент электрического сопротивления в интервале температур от минус 60 до плюс 100 °С около 0,9·10-4 °С-1 и 1,5·10-4 °С-1 соответственно	Для изготовления ответственных деталей внутривакуумных приборов, соединителей в изделиях электронной техники, для непрецизионных резисторов
Х20Н80-Н, Х20Н80-Н-ВИ, Х15Н60-Н, Х15Н60-Н-ВИ	Сплавы жаростойкие в атмосфере окислительной, в азоте, аммиаке, неустойчивы в атмосфере, содержащей серу и сернистые соединения, более жаропрочны, чем железохромалюминиевые сплавы	Для нагревательных элементов с предельной рабочей температурой 1100 °С (Х15Н60), 1150 °С (Х15Н60-Н-ВИ), 1200 °С (Х20Н80-Н), 1220 °С (Х20Н80-Н-ВИ) промышленных электропечей и различных электронагревательных устройств. Сплавы Х15Н60-Н-ВИ, Х20Н80-Н-ВИ рекомендуются для нагревателей электротермического оборудования повышенной надежности
Х15Ю5, Х23Ю5	Сплавы жаростойкие в атмосфере окислительной, содержащей серу и сернистые соединения, работают в контакте с высокоглиноземистой керамикой; склонные к провисанию при повышенных температурах, не выдерживают резких динамических нагрузок. Сплав X15Ю5 — заменитель сплава Х13Ю4	Для резистивных элементов, а также для электронагревательных устройств
Х23Ю5Т, Х27Ю5Т	Сплавы жаростойкие в атмосфере окислительной, содержащей серу и сернистые соединения, углеродосодержащей, водороде, вакууме, работают в контакте с высокоглиноземистой керамикой, не склонны к язвенной коррозии, склонны к провисанию при высоких температурах, не выдерживают резких динамических нагрузок	Для нагревательных элементов с предельной рабочей температурой 1400 °С (Х23Ю5), 1350 °С (Х27Ю5Т) в промышленных и лабораторных печах. Сплав Х23Ю5Т также применяется для бытовых приборов и электрических аппаратов теплового действия

Расчет температуры нагрева нихромовой проволоки. Расчет проволочного нагревателя электрической печи

Расчет проволочного нагревателя электрической печи.

Эта статья открывает самые большие секреты конструкции электрических печей — секреты расчетов нагревателей.

Как связаны объем, мощность и темп нагрева печи.

Как уже говорилось в другом месте, обычных печей не бывает. Точно также не бывает печей для обжига фаянса или игрушек, красной глины или бусин. Бывает просто печь (а здесь мы говорим исключительно об электрических печах) с некоторым объемом полезного пространства, выполненная из некоторых огнеупоров. В эту печь можно поставить на обжиг одну большую или маленькую вазу, а можно — целую этажерку плит, на которых будут лежать толстые шамотные изразцы. Обжигать вазу или изразцы нужно, может быть, на 1000 o C, а может быть и на 1300 o C. По многим производственным или бытовым соображениям, обжиг должен пройти за 5-6 часов или за 10-12.

Никто не знает, что Вам нужно от печи, лучше, чем Вы сами. Поэтому прежде, чем приступить к расчету, нужно прояснить для себя все эти вопросы. Если печь уже есть, но в нее надо установить нагреватели или поменять старые на новые, отпадает необходимость в конструировании. Если печь строится с нуля, начинать надо с выяснения габаритов камеры, то есть с длины, глубины, ширины.

Предположим, Вы уже знаете эти значения. Предположим, что Вам нужна камера с высотой 490 мм, шириной и глубиной 350 мм. Далее в тексте печь с такой камерой мы будем называть 60-литровой. Одновременно мы будем проектировать вторую печь, покрупнее, с высотой H=800 мм, шириной D=500 мм и глубиной L=500 мм. Эту печь мы будем называть 200-литровкой.

Объем печи в литрах = H x D x L,
где H, D, L выражены в дециметрах.

Если Вы правильно перевели милиметры в дециметры, объем первой печи должен получиться 60 литров, объем второй — действительно 200! Не подумайте, что автор ехидничает: самые распространенные ошибки в расчетах — ошибки в размерностях!

Приступаем к следующему вопросу — из чего сделаны стенки печи. Современные печи практически все выполнены из легких огнеупоров с низкой теплопроводностью и низкой теплоемкостью. Очень старые печи сделаны из тяжелого шамота. Такие печи легко узнать по массивной футеровке, толщина которой чуть ли не равна ширине камеры. Если у Вас этот случай, Вам не повезло: во время обжига 99% энергии будет тратиться на нагрев стенок, а не изделий. Предполагаем, что стенки выполнены из современных материалов (МКРЛ-08, ШВП-350). Тогда на нагрев стенок будет тратиться всего 50-80% энергии.

Очень неопределенным остается масса загрузки. Хоть она, как правило, меньше, чем масса огнеупоров стенок (плюс пода и свода) печи, эта масса, конечно же, внесет свой вклад в темп нагрева.

Теперь о мощности. Мощность — это сколько тепла выделяет нагреватель в 1 секунду. Единица измерения мощности — ватт (сокращенно Вт). Яркая лампочка накаливания — это 100 Вт, электрический чайник — 1000 Вт, или 1 киловатт (сокращенно 1 кВт). Если включить нагреватель мощностью 1 кВт, он будет каждую секунду выделять тепло, которое по закону сохранения энергии будет уходить на нагрев стенок, изделий, улетать с воздухом через щели. Теоретически, если никаких потерь через щели и стенки нет, 1 кВт в состоянии за бесконечное время нагреть все что угодно до бесконечной температуры. Практически для печей известны реальные (примерные средние) теплопотери, поэтому есть следующее правило-рекомендация:

Для нормального темпа нагрева печи 10-50 литров нужна мощность
100 Вт на каждый литр объема.

Для нормального темпа нагрева печи 100-500 литров нужна мощность
50-70 Вт на каждый литр объема.

Значение удельной мощности нужно определять не только с учетом объема печи, но и с учетом массивности футеровки и загрузки. Чем больше масса загрузки, тем большее значение нужно выбирать. В противном случае печь нагреется, но за большее время. Выберем для нашей 60-литровки удельную мощность 100 Вт/л, а для 200-литровки — 60 Вт/л. Соответственно получим, что мощность нагревателей 60-литровки должна составлять 60 х 100 = 6000 Вт = 6 кВт, а 200-литровки — 200 х 60 = 12000 Вт = 12 кВт. Смотрите, как интересно: объем увеличился в 3 с лишним раза, а мощность — только в 2. Почему? (Вопрос для самостоятельной работы).

Бывает, что нет в квартире розетки на 6 кВт, а есть только на 4. Но нужна именно 60-литровка! Что же, можно посчитать нагреватель на 4 киловатта, но смириться с тем, что стадия нагрева при обжиге будет продолжаться часов 10-12. Бывает, что, наоборот, необходим нагрев за 5-6 часов очень массивной загрузки. Тогда в 60-литровую печь придется вложить 8 кВт и не обращать внимание на раскалившуюся докрасна проводку… Для дальнейших рассуждений ограничимся классическими мощностями — 6 и 12 кВт соответственно.

Мощность, амперы, вольты, фазы.

Зная мощность, мы знаем потребность в тепле для нагрева. По неумолимому закону сохранения энергии мы должны ту же мощность забрать из электрической сети. Напоминаем формулу:

Мощность нагревателя (Вт) = Напряжение на нагревателе (В) х Ток (А)
или P = U x I

В этой формуле два подвоха. Первый: напряжение нужно брать на концах нагревателя, а не вообще в розетке. Напряжение измеряется в вольтах (сокращенно В). Второй: имеется в виду ток, который течет именно через этот нагреватель, а не вообще через автомат. Ток измеряется в амперах (сокращенно А).

Нам всегда задано напряжение в сети. Если подстанция работает норамально и сейчас не час пик, напряжение в обычной бытовой розетке будет 220 В. Напряжение в промышленной трехфазной сети между любой фазой и нулевым проводом тоже равно 220В, а напряжение между любыми двумя фазами — 380 В. Таким образом в случае бытовой, однофазной, сети у нас нет выбора в напряжении — только 220 В. В случае трехфазной сети выбор есть, но небольшой — или 220, или 380 В. А как же амперы? Они получатся автоматически из напряжения и сопротивления нагревателя по великому закону великого Ома:

Закон Ома для участка электрической цепи:
Ток (А) = Напряжение на участке (В) / Сопротивление участка (Ом)
или I = U / R

Для того, чтобы получить 6 кВт из однофазной сети, нужен ток I = P / U = 6000/220 = 27,3 ампера. Это большой, но реальный ток хорошей бытовой сети. Например, такой ток течет в электроплите, у которой включены все конфорки на полную мощность и духовка тоже. Чтобы получить в однофазной сети 12 кВт для 200-литровки, потребуется вдвое больший ток — 12000/220 = 54,5 ампера! Это недопустимо ни для какой бытовой сети. Лучше воспользоваться тремя фазами, т.е. распределить мощность на три линии. В каждой фазе будет протекать 12000/3/220 = 18,2 ампера.

Обращаем внимание на последнее вычисление. На данный момент мы НЕ ЗНАЕМ, какие будут нагреватели в печи, мы НЕ ЗНАЕМ, какое напряжение (220 или 380 В) будет подано на нагреватели. Но мы точно ЗНАЕМ, что от трехфазной сети нужно отобрать 12 кВт, нагрузку распределить равномерно, т.е. по 4 кВт в каждой фазе нашей сети, т.е. по каждому фазному проводу входного (общего) автомата печи потечет 18,2А, и совсем не обязательно такой ток потечет по нагревателю. Кстати, 18,2 А будет проходить и через счетчик электроэнергии. (И еще кстати: по нулевому проводу тока не будет из-за особенностей трехфазного питания. Эти особенности здесь игнорируются, так как нас интересует исключительно тепловая работа тока). Если у Вас в этом месте изложения возникают вопросы, прочитайте все еще раз. И подумайте: если в объеме печи выделяется 12 киловатт, то по закону сохранения энергии те же 12 киловатт проходят по трем фазам, по каждой — 4 кВт…

Вернемся к однофазной 60-литровой печке. Легко найти, что сопротивление нагревателя печи должно составлять R = U / I = 220 В / 27,3 А = 8,06 Ома. Поэтому в самом общем виде

Сравнение нихромовых нагревателей в изоляции и без неё. Статья

ПРОДУКЦИЯ

Внимание! Если Вы обнаружили ошибку на сайте, то выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

(800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54

e-mail: [email protected]

Нихром

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Фехраль

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Продукция

Описание

Магнитомягкие

Магнитотвердые

С заданным ТКЛР

С заданной упругостью

С высоким эл. сопротивлением

Сверхпроводники

Термобиметаллы

В данной статье рассматриваются нагреватели из нихрома, имеющие изоляцию и нет. Выполняется сравнение свойств, эксплуатационных характеристик, стоимости и других характеристик.

Электротехническая промышленность выпускает множество разнообразных нагревателей для производственных электропечей и термического оборудования, поверхностного и внутреннего обогрева объёмных и плоских физических объектов, поддержания температуры технологических сред, для бытовых приборов различного назначения. Основную часть из них составляют проверенные временем гибкие проволочные и ленточные омические нагреватели (термосопротивления) из прецизионного хромоникелевого сплава – нихрома.

Типы нихромовых нагревателей

Нагревательные конструкции из нихрома выпускаются в термостойкой изоляционной оболочке и без неё. Гибкий изолированный нагреватель с внешним покрытием токоведущей жилы имеет форм-фактор провода или кабеля. Из оголённой проволоки с круглым сечением и диаметром 0,1-2,0 мм производят спиралевидные или навитые на диэлектрическое основание нагреватели, а из нихромовой ленты с прямоугольным сечением, толщиной 0,09-0,2 мм и шириной 2-16 мм – зигзагообразные и рамочные. Тепло в нихромовой проволоке или ленте появляется при подключении к бытовой электросети однофазного переменного тока частотой 50Гц или к сети трёхфазного тока 380В. Изделия обоих типов относятся к радиационным нагревателям, в которых передача теплоты при нагреве до 200°С осуществляется конвекцией (потоком), а при нагреве от 200°С до 1200°С – радиацией (излучением). Наиболее используемым материалом греющего элемента (токоведущей жилы) выступает нихром двух марок – Х20Н80 и Х15Н60.

Рисунок 1. Катушки с нихромом в изоляции и без нее.

Химический состав, различия и схожесть свойств нихрома Х20Н80 и Х15Н60

Нихром марки Х20Н80 состоит из Cr 20-23%, Ni 72-73%, Fe до 1,5% и незначительного количества примесей: Si 0,9-1,5%, Mn до 0,7%, Ti до 0,3%, Al до 0,2%, C до 0,1% P до 0,03%, S до 0,02 процентов. Марка Х15Н60 содержит меньше Cr 15-18% и Ni 55-61%, но больше железа – 17-29% с примерно тем же объёмом примесей. Подобное изменение «классического» состава нихрома, где по идее Cr и Ni должны присутствовать в объёмах 20% и 80% соответственно, несколько снижает коррозионную стойкость и максимальную рабочую температуру сплава Х15Н60, но зато обеспечивает ему меньшую стоимость, лучшую свариваемость и обрабатываемость. Несмотря на это, у нагревателей из нихрома Х20Н80 и Х15Н60 есть много и общих свойств. Все они способны формировать большую зону нагрева при малой удельной мощности, имеют небольшую массу и высокий КПД, сравнимую механическую прочность и твёрдость, а их электросопротивление незначительно меняется при изменении температуры.

Рабочие температуры

Степень максимального нагрева изолированного нихромового нагревателя зависит не только от химического состава сплава, но и от термостойкости его внешней оболочки. Самая простая силиконовая изоляция позволяет работать любому нагревателю в температурном диапазоне от -60°С до +180°С. Допускается кратковременный нагрев до +220°С. Термостойкое покрытие из стеклянной ( стеклонити) или кремнезёмной нити, кварцевых волокон, обеспечивает изделиям гораздо большие возможности в плане долговременного нагрева токоведущей жилы из нихромовой ленты и проволоки.

Так гибкий изолированный нагреватель с жилой из нихрома марки Х15Н60 в оболочке из стекловолокна может длительно и эффективно работать при температурах до 600°С на воздухе. Нихромовая проволока из сплава марки Х20Н80 и с покрытием из кремнезёма способна без изменения базовых характеристик нагреваться до 1000°С, а на короткий промежуток времени и до 1200°С. Кварцевая защита позволяет ей работать при температурах до 1200°С, а на короткий промежуток времени достигать 1350°С.

Рабочая температура проволочных нагревателей без изоляции и небольшого диаметра (до 0,4 м) из нихрома Х20Н80 может приближаться к температурным значениям до 1150°С, доводя температуру тепловоспринимающей поверхности до 1300°С. В таком режиме нагреватель способен работать не менее 800 часов. Максимальная температура нагрева нихромовой ленты и проволоки марки Х15Н60 без оболочки ниже аналогичного параметра изолированных нагревателей и составляет для проволоки диаметром от 6 мм около 1000°С.

Условия эксплуатации изолированных и неизолированных нихромовых нагревателей

Для любого типа нихромовых нагревателей существует три универсальных нормативных условия эксплуатации.

Первое – радиус изгиба нагревателя по внутренней кривой не должен превышать 5 наружных диаметров токоведущей жилы (без учёта внешнего диаметра оболочки, если изделие выполнено в изоляции).
Второе – намотка нагревателя в несколько слоёв категорически запрещена.
Третье – нагреватель должен быть надёжно зафиксирован по всей длине на каркасе или непосредственно на обогреваемом объекте.

Поскольку гибкий изолированный нагреватель прямо воздействует теплом на заданный обогреваемый объект, необходимо, чтобы провод находился в физическом контакте с его массивом (или корпусом). Нихромовые провода с высоким удельным омическим сопротивлением особенно эффективны в тех случаях, когда требуется нагреть незначительный объём того или иного материала или рабочей среды. Тепловая энергия от поверхности провода распространяется теплопроводностью к менее нагретому объекту и аккумулируется в нём. Чтобы рабочая температура безоболочного нагревателя была оптимальной, а срок службы был продолжительным, нихромовая проволока должна иметь шаг навивки спирали в соответствии с интенсивностью теплоотвода в тепловоспринимающей среде.

Применение

Применение нихромового провода в изоляции

Высокотемпературный греющий провод широко применяют для зимнего обогрева небольших стыков, швов, заделок монолитного бетона и железобетона, резервуаров и трубопроводов с водой и технологическими вязкими рабочими средами, для удаления наледи с участков кровельных и строительных конструкций, дорог, тротуаров и т.п. Также нихромовый провод в изоляции используют для нагрева цилиндров и головок полимерных экструдеров, камер лабораторных сушилок. Существуют и нетрадиционные условия эксплуатации греющих проводов. Например, их активно используют в оранжереях и теплицах для стерилизации почвы, которая производится путём её прогрева до определённых высоких температур, в результате чего уничтожается патогенная микрофлора, разлагаются ядохимикаты и т.п.

Рисунок 2. Схема укладки греющего провода в строительные конструкции.

Применение нихромовой ленты и проволоки без изолирующего покрытия

Диапазон применения гибких нагревателей из нихромовой проволоки и ленты без изоляции более широк, нежели у греющего провода. Чаще всего их используют в высокотемпературных промышленных электрических печах обжига и сушки с защитной атмосферой, лабораторных термических установках различного назначения, калориферах и т.п. Нагреватели этого типа присутствуют в каждом доме, обеспечивая функциональность электрических плит, водонагревателей и обогревателей воздуха, духовых шкафов, фенов, грелок и многих других бытовых электроприборов.

Рисунок 3. Электрическая печь и нихромовая спираль.

Стоимость

Стоимость гибких нихромовых нагревателей определяется целым рядом факторов, ключевыми среди которых является содержание никеля в сплаве и, разумеется, диаметр и длина изделия. Этим объясняется, что нихром марки Х20Н80 стоит дороже, чем его аналог по группе хромоникелевых сплавов марки Х15Н60. Важно заметить, что цена никеля при высоком спросе стабильно и очень быстро меняется в сторону увеличения с каждым годом. Например, за 12 месяцев с октября 2018 года по октябрь 2019 года тонна никеля на Лондонской бирже металлов выросла в цене почти на 40%, с 12, 7 тыс. долл. до 17, 5 тыс. долларов США. На этом фоне наблюдается рост цен на никельсодержащие сплавы и изделия из них, включая нихромовые нагреватели.

Онлайн расчет длины нихромовой проволоки, спирали, для нагревателя

Для одного знакомого связиста расчет длины проволоки для нагревателя было мегазадачей. Он вообще не парился этим вопросом, а просто сопел и замерял сопротивление проволоки спирали омметром каждые двадцать-тридцать витков, весь окутанный сигаретным дымом от «Примы». И матерился, если наматывал слишком мало или много. Впрочем, мужик и специалист в телефонии он был классный.

На данном этапе жизни намотка обогревателей для меня не особо актуальна, но я все равно решила написать этот онлайн калькулятор расчета длины проволоки. Может кому-то будет полезен.

Для использования калькулятора вводим необходимые параметры обогревателя или электроплиты в соответствующие поля и нажимаем кнопку «Рассчитать длину проволоки для спирали нагревателя«.

Полученные результаты не учитывают рост электрического сопротивления проводника с ростом его температуры. Поэтому фактическая мощность (как и потребляемый ток от сети) всегда несколько ниже расчетных величин.

Требуемая мощность обогревателя или электроплиты
Вт

Напряжение питания
В

Выберете материал проволоки для намотки спирали
Нихром Константан Хромаль Фехраль

Выберете диаметр проволоки из стандартных промышленных размеров. Не забываем, что сечение и диаметр проволоки — разные понятия. Если не знаем диаметра — пользуемся микрометром или штангельциркулем. Интересно, для чего нужен нихром диаметром в 10 мм, что им вообще такое мотать? Наверно, детонатор для термоядерного реактора.

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 2.0 2.2 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 10.0 мм

Постоянный адрес страницы http://nemezida.su/online_raschet_dlini_provoloki_plita_nagrevatel.htm

Fecral и провод резистора топления Nichrome для высокотемпературного

FeCrAl и Nichrome провод нагревательного резистора для высокой температуры

Описание продукта

JINYU Сопротивление электрическому нагреву Сплавы имеют высокое сопротивление, превосходное внешнее антиокислительное окисление, высокую интенсивность при высокой температуре, хорошие технологические свойства и паяемость. Они широко используются в таких отраслях, как металлургия, бытовая техника и механическое производство в качестве нагревательных элементов, а также в промышленности приборов в качестве материалов сопротивления.

1. Номенклатура изделий:

Сплавы нихрома: Ni80Cr20, Ni70Cr30, Cr15Ni60, Cr20Ni35, Cr20Ni30, чистый никель Ni200 и Ni201
, 0AlAlCl040C0-C3C0-C3C0-C5 0Cr21Al6Nb, 0Cr21Al6.
Медь никель и медно-никель : CuNi1, CuNi2, CuNi6, CuNi8, CuNi10, CuNi23, CuNi30, CuNi34, CuNi40, CuNi44, Константан, CuMn12Ni.
Никелевый чугун: 4J29 (Kover), Инвар 36, FeNi42, 79Ni4MoFe, 80Ni5MoFe, 1J50 (Ni50)
Провод термопары: Тип K, N, E, J, T, S, R, B

2.Виды продукции:

Круглая проволока
Лента (плоская проволока)
Лента / фольга
Многожильная проволока
Лист / пластина

3. Условия поставляемой поверхности:

Отожженный блеск
Окисленный
маринованный
эмалированный

4. Стандартный размер:

Проволока: 0,018 мм-10 мм
Лента: 0,05 * 0,2 мм-2,0 * 6,0 мм
Полоса: 0.5 * 5,0 мм-5,0 * 250 мм
Бар: 10-100 мм
В соответствии с вашими требованиями или чертежами

5. Основные области применения

Наш высокопрочный электрический нагревательный сплав имеет широкий ассортимент температур. Самая высокая температура может быть 1400 ° C. Кроме того, у нас есть одиннадцать различных видов сплавов, каждый тип имеет свой диапазон температур и удельное сопротивление. Таким образом, наши продукты имеют различные применения.

В течение длительного периода времени наши продукты (Fe-Cr-Al / Ni-Cr) с высоким сопротивлением и жаропрочные легирующие материалы продаются и широко используются в различных отраслях промышленности, таких как металлургическая, химическая, стекольная, керамическая и например, электрика может использоваться для промышленного и гражданского отопительных печей, инфракрасного оборудования, инфракрасной жаропрочной сети на сжиженном газе, различных видов воспламеняющих и излучающих электродов и стабилизаторов напряжения для двигателей и так далее.

Между тем наши продукты являются идеальными материалами для нагревательных элементов электрической плиты, электрического чайника, электрического утюга, электрического вентилятора, паяльника, электрического водонагревателя и внутреннего кондиционера и т. Д.

Упаковка и доставка

В сумке, коробке, деревянном футляре или в соответствии с вашими требованиями.

Наши услуги

Как профессиональный экспортер, мы стремимся обслуживать клиентов по всему миру с помощью высококачественной продукции, отличной надежности,

, преданной ответственности, профессиональных услуг и честного доверия для удовлетворения требований клиентов во всех аспектах

.Предлагая квалифицированное послепродажное обслуживание, специалисты доступны для всех клиентов

в 7 * 24 часа каждую неделю.

Что касается оплаты, за исключением (L / C, TT и т. Д.), Наша компания также принимает все виды появляющихся условий оплаты

(например, Western Union, MoneyGram и т. Д.), Чтобы обеспечить Вам удобство.

Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам!

Информация о компании

Jinyu Thermoelectric Material Co., Ltd была основана в 1986 году. Наша продукция получила все более широкое признание на зарубежных рынках, наш глобальный рынок охватывает более 40 стран и территорий, таких как США, Канада, Англия, Швеция, Германия, Испания, Чехия, Украина, Япония, Корея, Индия, Австралия, Новая Зеландия, Иран, Южная Африка, Тайвань, Гонконг и т. Д.

Благодарим Вас за выбор продукции JINYU. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас есть какие-либо проблемы или советы. Мы с нетерпением ждем, чтобы служить вам.

FAQ

1. Почему выбирают нас?

Наша компания является прямым экспортером и агентом многих производителей, поэтому никаких посреднических затрат не возникает.

2. А как насчет продуктов?

Компания всегда доказывала, что 100% качественных продуктов она обеспечивает с искренним намерением.

3. Как насчет послепродажного обслуживания и технической помощи?

Компания предоставляет послепродажное обслуживание и техническую помощь в соответствии с требованиями клиентов

и потребностей.

4. Как насчет доставки?

Компания обеспечивает своевременную доставку благодаря оптимизированной цепочке поставок.

5. Имеется ли заказ образца? Сколько способы оплаты для небольших заказов?

Мы приветствуем образцы заказов, чтобы попробовать наше качество и предложить долгосрочное сотрудничество. West Union, Escrow

доступны для клиентов.

,
UXCELL 1pc Нагревательный резистор Провод 20/21/22/24/26 / 27AWG 10/15/25/30/40/50 / 70M Длина Нихромные провода для работы при высоких температурах | |
Описание:
Cr20Ni80 обычно используется для высокотемпературных печей в термообрабатывающей, керамической, стекольной, сталелитейной и электронной промышленности. Другие распространенные области применения: нагревательные элементы (фены, духовки, тостеры, печи), модель и мощный двигатель зажигания с воспламенением от эжекционного заряда, термогерметизаторы, полирезы, пенные резаки, резисторы, реостаты, регуляторы тока и температуры, пиротехническое зажигание лабораторные инокуляционные петли, механизмы выпуска, керамическая подставка в печах.
Технические характеристики:
Материал: нихром (Cr20Ni80) Основной цвет: серебряный тон.
AWG20 Длина: 15 м / 49 футов
Диаметр провода: 0,8 мм / 0,031 дюйма Сопротивление: 2.168Ом / М Максимальная рабочая температура: 1100C (2012F).

AWG20 Длина: 25 м / 49 футов
Диаметр провода: 0,8 мм / 0,031 дюйма Сопротивление: 2.168Ом / М Максимальная рабочая температура: 1100C (2012F).

AWG21 Длина: 10 м / 32,8 фута
Диаметр провода: 0,7 мм / 0,028 дюйма Сопротивление: 2.832Ohm / М Максимальная рабочая температура: 1100C (2012F).

AWG21 Длина: 15 м / 49 футов
Диаметр провода: 0,7 мм / 0,018 дюйма Сопротивление: 2.832Ом / М Максимальная рабочая температура: 1100C (2012F).

AWG21 Длина: 30 м / 98 футов
Диаметр провода: 0,7 мм / 0,018 дюйма Сопротивление: 2.832Ом / М Максимальная рабочая температура: 1100C (2012F).

AWG22 Длина: 30 м / 98,4 фута
Диаметр провода: 0,6 мм / 0,02 дюйма; длина Сопротивление: 3.855 Ом / М Максимальная рабочая температура: 1100C (2012F).

AWG22 Длина: 40 м / 131 фут
Диаметр провода: 0,6 мм / 0,024 дюйма Сопротивление: 3.855Ом / М Максимальная рабочая температура: 1100C (2012F).

AWG24 Длина: 30 м / 98 футов
Диаметр провода: 0,5 мм / 0,016 дюйма Сопротивление: 5,551 Ом / М Максимальная рабочая температура: 1100C (2012F).

AWG24 Длина: 40 м / 131 фут
Диаметр провода: 0,5 мм / 0,016 дюйма Сопротивление: 5,551 Ом / М Максимальная рабочая температура: 1100C (2012F).

AWG24 Длина: 50 м / 164 фута
Диаметр провода: 0.5 мм / 0.02inch Сопротивление: 5,551 Ом / М Максимальная рабочая температура: 1100C (2012F).

AWG26 Длина: 50 м / 164 фута
Диаметр провода: 0,4 мм / 0,016 дюйма Сопротивление: 8.674Ом / М Максимальная рабочая температура: 1100C (2012F).

AWG26 Длина: 70 м / 223 фута
Диаметр проволоки: 0,4 мм / 0,016 дюйма Сопротивление: 8.674Ом / М Максимальная рабочая температура: 1100C (2012F).

AWG27 Длина: 70 м / 230 футов
Диаметр провода: 0,35 мм / 0,014 дюйма Сопротивление: 11.33 Ом / М Максимальная рабочая температура: 1100C (2012F).
.
Опубликовано в категории: Разное