Pri navíjaní nichrómovej špirály pre vykurovacie telesá sa operácia často vykonáva pokusom a omylom a potom sa na špirálu privedie napätie a zahrievaním nichrómového drôtu sa vlákna vyberú požadovaný počet závitov.
Zvyčajne takýto postup trvá dlho a nichrom stráca svoje vlastnosti s viacerými zalomeniami, čo vedie k rýchlemu vyhoreniu v miestach deformácie. V najhoršom prípade sa nichrómový šrot získava z obchodného nichrómu.
S jeho pomocou môžete presne určiť dĺžku otáčania vinutia. V závislosti od Ø nichrómového drôtu a Ø tyče, na ktorej je navinutá nichrómová špirála. Nie je ťažké prepočítať dĺžku nichrómovej špirály na iné napätie pomocou jednoduchého matematického pomeru.
Dĺžka nichrómovej špirály závisí od priemeru nichrómu a priemeru tyče
|
Ø nichróm 0,2 mm |
Ø nichróm 0,3 mm | nichróm 0,4 mm | Ø nichróm 0,5 mm | Ø nichróm 0,6 mm | Ø nichróm 0,7 mm | ||||||
| Ø tyče, mm | dĺžka špirály, cm |
Ø tyč, mm |
dĺžka špirály, cm |
Ø tyč, mm |
dĺžka špirály, cm |
Ø tyč, mm |
dĺžka špirály, cm |
Ø tyč, mm |
dĺžka špirály, cm |
Ø tyč, mm |
dĺžka špirály, 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 | ||||||
Napríklad je potrebné určiť dĺžku nichrómovej špirály pre napätie 380 V z drôtu Ø 0,3 mm, navíjacej tyče Ø 4 mm. Tabuľka ukazuje, že dĺžka takejto špirály pre napätie 220 V bude 22 cm.Urobme si jednoduchý pomer:
220 V - 22 cm
380 V - X cm
potom:
X = 380 22 / 220 = 38 cm
Po navinutí nichrómovej špirály ju pripojte bez odrezania k zdroju napätia a uistite sa, že je vinutie správne. Pri uzavretých špirálach sa dĺžka vinutia zväčší o 1/3 hodnoty uvedenej v tabuľke.
Výpočet elektrických vykurovacích telies z nichrómového drôtu
Dĺžka nichrómového drôtu na výrobu špirály sa určuje na základe požadovaného výkonu.
Príklad: Určite dĺžku nichrómového drôtu pre kachlové vykurovacie teleso s výkonom P= 600 W pri U siete = 220 V.
Riešenie:
1) I=P/U= 600/220 = 2,72 A
2) R = U/I= 220 / 2,72 = 81 ohmov
3) Na základe týchto údajov (pozri tabuľku 1) vyberáme d=0,45; S=0,159
potom dĺžka nichrómu
l = SR / ρ\u003d 0,159 81 / 1,1 \u003d 11,6 m
kde l- dĺžka drôtu (m)
S- prierez drôtu (mm 2)
R- odpor drôtu (Ohm)
ρ - rezistivita (pre nichróm ρ=1,0÷1,2 Ohm mm 2 /m)
| Prípustný prúd (l), A | |||||||
| Ø nichróm pri 700 °C , mm |
0,17 |
0,45 |
0,55 |
0,65 Je výhodné a výhodné kúpiť si nichrómovú špirálu v spoločnosti PARTAL - online objednávka Doručovanie objednávok v Rusku, Kazachstane a Bielorusku |
Na tejto stránke zvážime základné informácie o materiáloch používaných na výrobu elektrických ohrievačov, ako aj poskytneme príklady výpočtu nichrómových ohrievačov pre elektrické pece.
Materiály pre ohrievače
Ohrievače sú najdôležitejším prvkom pece a musia spĺňať mnohé požiadavky.
- Tepelná odolnosť a tepelná odolnosť. Drôtené ohrievače musia mať dobrú tepelnú odolnosť (odolnosť kovu alebo zliatiny pri vysokej teplote voči plynovej korózii), ako aj tepelnú odolnosť.
- Nízkoteplotný koeficient odporu. Tento faktor je dôležitý pri výbere materiálu. Nízky koeficient hovorí, že aj keď sa materiál zahrieva, jeho elektrický odpor sa mení len veľmi málo. Napríklad, ak je tento teplotný koeficient veľký, potom na zapnutie pece v studenom stave je potrebné v počiatočnom momente použiť podpäťové transformátory.
- Vysoký elektrický odpor. Táto charakteristika musí mať ohrievač v elektrickej peci. Čím vyššia je hodnota odporu, tým viac sa môže materiál zahriať a tým je potrebná kratšia dĺžka. Čím väčší je priemer vykurovacieho drôtu, tým dlhšia je jeho životnosť. Materiály s veľmi vysokým elektrickým odporom sú niklovo-chrómové presné zliatiny a, a.
- Dobré technologické vlastnosti. Materiály musia mať dobrú ťažnosť, zvárateľnosť, pretože sa z nich vyrábajú: drôty, pásky, vykurovacie telesá zložitého tvaru.
- trvalé fyzikálne vlastnosti. Ani jedno by sa nemalo meniť pri vysokých teplotách po dlhú dobu.
Nichrome a Fechral, ktoré majú vysoký elektrický odpor, sú najvhodnejšie na výrobu elektrických ohrievačov pre elektrické pece. Ďalšie informácie o triedach a ich vlastnostiach nájdete v GOST 10994-74.
Druhy nichrómu vhodné na výrobu ohrievačov:
Akosti Fechral vhodné na výrobu ohrievačov: .
Tiež zliatiny železa, chrómu a niklu: Kh27N70YuZ, Kh15N60Yu3.
Všetky tieto zliatiny majú vlastnosti opísané vyššie. Napríklad vysokú tepelnú odolnosť zabezpečuje film vytvorený na povrchu oxidu chrómu.
Porovnaj Nichrome a Fechral
Výhody nichrómu:
- Vynikajúce mechanické vlastnosti pri všetkých teplotách;
- odolnosť proti tečeniu;
- Plastové a dobre spracované;
- Má vynikajúcu zvárateľnosť;
- nestarne;
- nemagnetické.
Výhody fechralu:
- má nižšiu cenu ako nichróm, pretože neobsahuje drahý nikel;
- Fechral Kh23Yu5T má lepšiu tepelnú odolnosť ako nichróm. Fechralový drôt s hrúbkou 6 mm môže pracovať pri 1400 °C.
Nevýhody nichrómu:
- Drahšie ako Fechral, pretože hlavná zložka niklu má vysoké náklady;
- Prevádzková teplota je nižšia ako teplota Fechralu.
Fechrálne nevýhody:
- zliatina je krehkejšia, najmä pri teplotách okolo 1000 °C a viac;
- Nízka odolnosť proti tečeniu;
- zliatina je magnetická, keďže obsahuje železo. Fechral hrdzavie aj vo vlhkom prostredí.
- Interaguje s oxidmi železa a šamotovou výstelkou;
- Ohrievače Fechral sa počas prevádzky predlžujú.
Existujú aj zliatiny Kh27N70YUZ a Kh15N60Yu3, ktoré obsahujú 3% hliníka. Tento prvok zlepšuje tepelnú odolnosť zliatin. Tieto zliatiny nepôsobia s oxidmi železa a so šamotom. Nie sú krehké, odolné a dobre spracované. Maximálna prevádzková teplota je 1200 °C.
Ohrievače sa vyrábajú aj zo žiaruvzdorných kovov alebo nekovov (uhlie, disilicid molybdénu, grafit, karborundum). Disilicid molybdénu a karborundum sa používajú na ohrievače vo vysokoteplotných peciach. Grafitové a uhlíkové ohrievače sa používajú v peciach s ochrannou atmosférou.
Žiaruvzdorné kovy, ktoré sa často používajú, sú tantal, molybdén, niób, volfrám. V peciach s ochrannou atmosférou, ako aj vo vysokoteplotných vákuových peciach sa používa volfrám a molybdén. Molybdénové ohrievače sa používajú vo vákuu do 1700°C a v ochrannej atmosfére pri teplotách do 2200°C. Táto vlastnosť spočíva v tom, že molybdén sa začína odparovať pri teplote 1700 ° C (vákuum). Volfrámové ohrievače sú schopné pracovať na tom. až do 3000 °С. Veľmi zriedkavo sa na výrobu ohrievačov používa niób a tantal.
Výpočet ohrievačov pre elektrické pece
Pri výpočte ohrievačov pre elektrické pece sa berú do úvahy tieto počiatočné údaje:
- objem pracovného priestoru pece;
- výkon ohrievača;
- maximálna teplota (potrebná na realizáciu technologického procesu: kalenie, popúšťanie, spekanie).
Dôležité: Pri absencii údajov o výkone pece sa vypočíta podľa orientačného pravidla. Potrebujete vedieť: dĺžku a priemer drôtu alebo dĺžku a plochu prierezu pásky, ohrievača.
Zvážime jednu z najobľúbenejších zliatin na výrobu ohrievačov - nichróm X20H80.
Jednoduchý výpočet dĺžky a priemeru vykurovacieho drôtu pre konkrétny výkon pece. S jednou malou vlastnosťou.
Príklad. Nichrómový drôt Х20Н80.
Počiatočné údaje:
- Výkon zariadenia P = 1,5 kW = 1500 W.
- Maximálna teplota, na ktorú bude ohrievač ohrievaný, je 900 °C.
- Napätie U = 220 V.
- Aktuálna sila je definovaná takto:
- Odpor ohrievača je definovaný nasledovne:
- Súčasná sila hrá kľúčový moment pri výbere priemeru drôtu nichrómového ohrievača. Podľa tabuľky nižšie vyberáme požadovaný priemer. V našom príklade je sila prúdu = 6,8181 A a teplota ohrievača = 900 ° C, potom sa priemer drôtu bude rovnať - d = 0,55 mm, a podľa toho aj prierez - S = 0,238 mm2.
Dostali sme také hodnoty, pretože drôt je vybraný tak, aby mal povolenú prúdovú silu. Čo je zasa menej ako vypočítaná sila prúdu. To znamená, že vyberieme nichrómový drôt s najbližšou vyššou hodnotou prípustnej sily prúdu.
Poznámka:
Za predpokladu, že nichrómový ohrievač je umiestnený vo vnútri vykurovacej kvapaliny, potom sa prípustná sila prúdu zvýši o 10-50%.
Ak je ohrievač v uzavretej polohe, potom sa prípustný prúd zníži o 20% pre hrubý drôt a o 50% pre tenký drôt.
- Stanovenie dĺžky drôtu.
R - elektrický odpor, Ohm,
p je špecifický elektrický odpor materiálu, Ohm mm2/m,
l – dĺžka ohrievača, m,
S je plocha prierezu, mm2.
Na základe vyššie uvedeného vzorca dostaneme, že dĺžka ohrievača sa vypočíta takto:
V príklade bol použitý priemer drôtu d = 0,55 mm.
Menovitá hodnota elektrického odporu vodiča X20H80 je prevzatá z tabuľky 2 v súlade s GOST 12766.1-90 a má hodnotu ρ = 1,1 Ohm mm2/m.
Výsledok výpočtov ukázal, že za týchto podmienok:
výkon zariadenia P = 1,5 kW = 1500 W;
teplota ohrievača 900 °C;
vyžaduje sa nichrómový drôt s úžľabím: 6,91 m a priemerom 0,55 mm.
tabuľka 2
Podrobný výpočet dĺžky, ako aj priemer nichrómového drôtu pre ohrievače konkrétnej pece.
Tu je komplexný výpočet, ktorý zohľadňuje: dodatočné parametre ohrievačov, rôzne možnosti ich pripojenia k trojfázovej sieti.
Výpočet sa vykonáva podľa vnútorného objemu pece.
- Objem komory sa vypočíta podľa známeho vzorca:
Zoberme si napríklad:
- výška h = 490 mm,
- šírka komory d = 350 mm,
- hĺbka komory l = 350 mm.
Objem bude:
- Výkon pece sa počíta podľa orientačného pravidla: elektrické pece s objemom 10 až 50 litrov majú merný výkon cca 100 W/l, pece s objemom 100 – 500 litrov – resp. 70 W/l ..
V našom príklade bude špecifický výkon pece - 100 W / l.
Na základe toho by mal byť výkon nichrómového ohrievača:
Dôležité!
Ohrievače s výkonom 5-10 kW sa vyrábajú jednofázové. Pri výkone nad 10 kW sú ohrievače trojfázové.
- Sila prúdu, ktorý prechádza ohrievačom, sa vypočíta takto:
P je výkon nichrómového ohrievača,
U je napätie.
Odpor ohrievača sa vypočíta podľa vzorca:
Ak je ohrievač pripojený k jednej fáze, potom U \u003d 220 V, ak je pripojený k trojfázovému, potom U \u003d 220 V bude medzi nulou a akoukoľvek inou fázou, alebo U \u003d 380 V bude medzi dvoma fázy.
Jednofázový prúd (domáca sieť)
je prúd na drôte ohrievača.
je odpor ohrievača pece.
Pri trojfázovom pripojení sa záťaž dostane do troch fáz rovnomerne, to znamená, že rozdelíte 6 na 3 a dostanete 2 kW pre každú fázu. Z toho vyplýva, že potrebujeme 3 ohrievače po 2 kW.
Existujú dva spôsoby pripojenia troch ohrievačov naraz. "TRIANGLE" a "STAR".
Zapojenie „STAR“ znamená prepojenie každého ohrievača medzi nulou a jeho fázou (obr. 2). V tomto prípade je napätie U = 220 V.
Aktuálna sila:
Odolnosť:
Ryža. 1 Zapojenie "STAR" v trojfázovej sieti
Zapojenie „TRIANGLE“ znamená umiestnenie ohrievača medzi dvoma fázami (obr. 3). Z toho vyplýva, že napätie U = 380 V.
Aktuálna sila:
Odolnosť:
Ryža. 2 Zapojenie "TRIANGLE" v trojfázovej sieti
- Po určení odporu nichrómového ohrievača musíte vypočítať jeho priemer a dĺžku.
Je tiež potrebné analyzovať špecifický povrchový výkon drôtu (výkon, ktorý sa uvoľní z 1 cm2 plochy). Tento výkon závisí od konštrukcie samotného ohrievača a teploty ohrievaného materiálu.
S jednofázovým pripojením, na 60 l. odpor pece: R = 8,06 ohmov.
Berieme drôt X20H80 s priemerom d \u003d 1 mm.
Aby sme získali náš odpor, musíme vypočítať dĺžku:
ρ je nominálna hodnota elektrického odporu drôtu s dĺžkou 1 meter podľa GOST 12766.1-90 (Ohm / m).
Požadovaný kus nichrómového drôtu bude mať hmotnosť:
μ je hmotnosť 1 metra nichrómového drôtu.
Plocha dĺžky drôtu l=5,7 metra sa vypočíta podľa vzorca:
l je dĺžka v centimetroch.
d je priemer v centimetroch.
Podľa výpočtov sme získali, že plocha drôtu - 179 cm2 vyžaruje 6 kW. 1 cm2 plochy vodiča teda uvoľňuje energiu:
β je povrchový výkon vykurovacieho drôtu.
V tomto príklade sme dostali príliš veľa povrchového výkonu drôtu, kvôli ktorému sa ohrievač jednoducho roztopí, keď sa zahreje na takú teplotu, ktorá je potrebná na získanie povrchového výkonu. Táto teplota bude určite vyššia ako teplota topenia nichrómu. Tento príklad výpočtu ukazuje nesprávny výber priemeru vykurovacieho drôtu na výrobu ohrievača.
Každý materiál má svoju povolenú hodnotu povrchovej sily v závislosti od teploty. Hodnota je prevzatá z tabuliek.
Vysokoteplotné pece (700 - 800 °C) majú povolený povrchový výkon (W / m2), ktorý sa vypočíta podľa vzorca:
βeff - plošný výkon v závislosti od teploty teplo prijímajúceho média, (W / m2).
α je koeficient účinnosti žiarenia.
Tab. štyri 
Nízkoteplotná pec (200 - 300 °C), má prípustný plošný výkon (4 - 6) × 104 W / m2.
Predpokladajme, že teplota nášho ohrievača je 1 000 ° C a potrebujeme ohriať podmienený obrobok na 700 ° C. Potom z tabuľky. 3 sa odoberá
βeff = 8,05 W/cm2,
a vypočítať:
- Ďalej musíte vypočítať priemer ohrievača drôtu alebo hrúbku a šírku páskového ohrievača a samozrejme dĺžku ohrievača.
Priemer je určený vzorcom:
d je priemer, m;
U je napätie na koncoch ohrievača, V;
P je výkon, W;
βad — prípustný plošný výkon, W/m2.
ρt je rezistivita materiálu pri určitej teplote, Ohm m;
ρ20 je špecifický elektrický odpor materiálu pri teplote 20 °C, Ohm m.
k - Korekčný faktor, ktorý sa používa na výpočet zmeny elektrického odporu ako funkcie teploty.
Dĺžka nichrómového drôtu sa určuje takto:
l - dĺžka, m.
Elektrický odpor 20H 80 –
Jednofázový prúd (domáca sieť)
Pri pohľade na predchádzajúce výpočty sa ukázalo, že pre 60-litrovú rúru pripojenú k jednofázovej sieti:
U = 220 V, P = 6000 W, prípustný plošný výkon βadd = 1,6 × 104 W/m2. Nahradením týchto čísel do vzorca dostaneme hrúbku drôtu.
Táto hrúbka je zaokrúhlená nahor na najbližšiu štandardnú veľkosť, ktorá je v doske 8 podľa GOST 12766.1-90.
Príloha 2, Tab. osem.
V našom príklade je priemer drôtu zo vzorca zaokrúhlený nahor na d=2,8 mm.
Ohrievač bude mať túto dĺžku
Pre náš príklad je potrebný drôt s dĺžkou l = 43 m.
Niekedy je tiež potrebné zistiť hmotnosť všetkých drôtov, ktoré potrebujete.
Existuje na to vzorec:
m je hmotnosť kusu drôtu, ktorý potrebujeme, kg;
l - dĺžka, m.
μ je merná hmotnosť (1 m drôtu), kg/m;
Výpočet ukázal, že náš nichrómový drôt bude mať hmotnosť m = 43 × 0,052 = 2,3 kg.
Náš príklad výpočtu vám umožňuje určiť minimálny priemer drôtu potrebný pre ohrievač za určitých podmienok. Táto metóda je najhospodárnejšia a najoptimálnejšia. Samozrejme, môžete použiť drôt s väčším priemerom, ale jeho množstvo sa potom určite zvýši.
Vyšetrenie
Je možné skontrolovať výpočet nichrómového drôtu.
Získali sme priemer drôtu d = 2,8 mm. Dĺžka sa vypočíta takto:
l je dĺžka, m;
ρ je menovitá hodnota elektrického odporu drôtu dlhého 1 m, Ohm/m.
R je odpor, Ohm;
k je korekčný faktor elektrického odporu ako funkcia teploty;
Výpočet ukázal, že získaná dĺžka drôtu sa zhoduje s dĺžkou získanou v inom výpočte.
Skontrolujte povrchový výkon a porovnajte ho s povoleným výkonom. V súlade s odsekom 4.
a neprekračuje povolenú hodnotu βadd= 1,6 W/cm2.
Výsledok
V našom príklade potrebujeme 43 metrov nichrómového drôtu X20H80 s priemerom d = 2,8 mm. Hmotnosť drôtu - 2,3 kg.
Trojfázový prúd (obchodná sieť)
Nájdeme dĺžku a priemer drôtu, ktorý je potrebný na výrobu ohrievačov.
Pripojenie na trojfázový prúd podľa typu "STAR".
Máme 3 ohrievače, z ktorých každý potrebuje výkon 2 kW.
Zisťujeme dĺžku, priemer a hmotnosť iba jedného ohrievača.
Najbližšia štandardná väčšia veľkosť d = 1,4 mm.
Dĺžka, l = 30 metrov.
Hmotnosť ohrievača
Kontrola
Pri priemere nichrómového drôtu d = 1,4 mm vypočítame dĺžku
Dĺžka je takmer rovnaká ako pri výpočte vyššie.
Povrchová sila drôtu je
Počítajte celkom
Máme tri rovnaké ohrievače zapojené podľa typu „STAR“ a pre ne potrebujete:
l \u003d 30 × 3 \u003d 90 metrov drôtu s hmotnosťou m \u003d 0,39 × 3 \u003d 1,2 kg.
Pripojenie na trojfázový prúd podľa typu "TRIANGLE". (obr. 3)
Pri porovnaní nami získanej hodnoty, najbližšej veľkej štandardnej veľkosti, d = 0,95 mm.
Jeden ohrievač bude mať dĺžku, l = 43 metrov.
Hmotnosť ohrievača
Kontrola výpočtu
Pri priemere drôtu d = 0,95 mm vypočítame dĺžku drôtu:
Hodnoty pozdĺž dĺžky drôtu sa v oboch výpočtoch prakticky zhodujú.
Povrchový výkon bude:
a neprekračuje limit.
Zhrnúť
Na pripojenie troch ohrievačov podľa schémy „TRIANGLE“ potrebujete:
l \u003d 43 × 3 \u003d 129 metrov drôtu s hmotnosťou
m \u003d 0,258 × 3 \u003d 0,8 kg.
Zhrnutím oboch typov zapojenia „STAR“ a „DELTA“ do troch fáz dostaneme zaujímavé údaje.
Pre „STAR“ potrebujete drôt s priemerom d \u003d 1,4 mm a pre „TRIANGLE“ priemer d \u003d 0,95 mm,
Dĺžka drôtu pre schému „STAR“ bude 90 metrov s hmotnosťou 1,2 kg a pre schému „TRIANGLE“ 129 metrov s hmotnosťou 0,8 kg, to znamená 800 gr.
Pre prevádzku nichrómového drôtu je navinutý do špirály. Priemer špirály sa rovná:
pre zliatiny niklu a chrómu.
- pre chróm-hliník.
D je priemer špirály, mm.
d je priemer drôtu, mm.
Aby sa eliminovalo prehriatie, špirála je natiahnutá do takej miery, že vzdialenosť medzi závitmi je 1,5-2 krát väčšia ako priemer samotného nichrómového drôtu.
Preskúmali sme informácie o elektrických ohrievačoch, príklady výpočtu drôtových ohrievačov pre elektrické pece.
Je tiež potrebné pripomenúť, že okrem drôtu sa ako ohrievače môže použiť aj páska. Okrem výberu veľkosti drôtu stojí za to zvážiť materiál ohrievača, typ, umiestnenie.
Výpočet drôtového ohrievača elektrickej pece.
Tento článok odhaľuje najväčšie tajomstvá dizajnu elektrických pecí - tajomstvá výpočtov ohrievačov.
Ako súvisí objem, výkon a rýchlosť ohrevu pece.
Ako už bolo spomenuté inde, neexistujú žiadne konvenčné pece. Tak isto tu nie sú pece na vypaľovanie fajansy či hračiek, červenej hliny či korálikov. Jednoducho existuje pec (a tu hovoríme výlučne o elektrických peciach) s určitým úžitkovým priestorom, vyrobená z nejakých žiaruvzdorných materiálov. Do tejto pece môžete vložiť jednu veľkú alebo malú vázu na vypálenie, alebo môžete dať celý stoh tanierov, na ktorých budú ležať hrubé šamotové kachle. Potrebujete vypáliť vázu alebo kachličky, možno pri 1000 o C alebo možno pri 1300 o C. Z mnohých priemyselných alebo domácich dôvodov by vypaľovanie malo trvať 5-6 hodín alebo 10-12.
Nikto nevie, čo od rúry potrebujete, lepšie ako vy. Preto predtým, ako budete pokračovať vo výpočte, musíte si objasniť všetky tieto otázky. Ak už pec existuje, ale je potrebné do nej nainštalovať ohrievače alebo vymeniť staré za nové, nie je potrebné projektovať. Ak je rúra postavená od začiatku, musíte začať tým, že zistíte rozmery komory, to znamená z dĺžky, hĺbky, šírky.
Predpokladajme, že tieto hodnoty už poznáte. Predpokladajme, že potrebujete komoru s výškou 490 mm, šírkou a hĺbkou 350 mm. Ďalej v texte budeme pec s takouto komorou nazývať 60-litrová. Zároveň navrhneme druhú pec, väčšiu, s výškou H=800 mm, šírkou D=500 mm a hĺbkou L=500 mm. Túto rúru nazveme 200-litrová.
Objem pece v litroch = V x H x D,
kde H, D, L sú vyjadrené v decimetroch.
Ak ste správne prepočítali milimetre na decimetre, objem prvej pece by mal byť 60 litrov, objem druhej - skutočne 200! Nemyslite si, že autor je sarkastický: najčastejšie chyby vo výpočtoch sú chyby v rozmeroch!
Pokračujeme k ďalšej otázke - z čoho sú vyrobené steny pece. Takmer všetky moderné pece sú vyrobené z ľahkých žiaruvzdorných materiálov s nízkou tepelnou vodivosťou a nízkou tepelnou kapacitou. Veľmi staré kachle sú vyrobené z ťažkého šamotu. Takéto pece sú ľahko rozpoznateľné podľa masívneho obloženia, ktorého hrúbka sa takmer rovná šírke komory. Ak máte tento prípad, máte smolu: počas vypaľovania sa 99% energie minie na vykurovanie stien, nie výrobkov. Predpokladáme, že steny sú vyrobené z moderných materiálov (MKRL-08, ShVP-350). Potom sa na vykurovanie stien minie len 50-80% energie.
Nakladacia hmotnosť zostáva veľmi neistá. Hoci je vo všeobecnosti menšia ako hmotnosť žiaruvzdorných stien (plus dna a strechy) pece, táto hmotnosť určite prispeje k rýchlosti ohrevu.
Teraz o sile. Výkon je množstvo tepla, ktoré ohrievač uvoľní za 1 sekundu. Jednotkou výkonu sú watty (skrátene W). Jasná žiarovka je 100 W, rýchlovarná kanvica je 1000 W alebo 1 kilowatt (skrátene 1 kW). Ak zapnete ohrievač s výkonom 1 kW, každú sekundu uvoľní teplo, ktoré podľa zákona o zachovaní energie pôjde na ohrev stien, výrobkov, odletí vzduchom cez trhliny. Teoreticky, ak nedochádza k stratám cez štrbiny a steny, 1 kW je schopný zohriať čokoľvek na nekonečnú teplotu v nekonečnom čase. V praxi sú pre pece známe skutočné (približné priemerné) tepelné straty, preto existuje nasledujúce pravidlo-odporúčanie:
Pre normálnu rýchlosť ohrevu rúry 10-50 litrov je potrebný výkon
100 wattov na liter objemu.
Pre normálnu rýchlosť ohrevu pece 100-500 litrov je potrebný výkon
50-70 W na každý liter objemu.
Hodnotu merného výkonu je potrebné určiť nielen s prihliadnutím na objem pece, ale aj s prihliadnutím na masívnosť obloženia a zaťaženie. Čím väčšia je hmotnosť nákladu, tým väčšia hodnota sa má zvoliť. V opačnom prípade sa rúra zahreje, ale na dlhší čas. Vyberme si pre náš 60 litrový špecifický výkon 100 W/l a pre 200 litrový - 60 W/l. Podľa toho dostaneme, že výkon ohrievačov 60-litrovej fľaše by mal byť 60 x 100 = 6000 W = 6 kW a 200-litrovej fľaše by mal byť 200 x 60 = 12 000 W = 12 kW. Pozrite sa, aké je to zaujímavé: hlasitosť sa zvýšila viac ako 3-krát a výkon - iba 2. Prečo? (Otázka na samostatnú prácu).
Stáva sa, že v byte nie je zásuvka 6 kW, ale sú tam len 4. Ale potrebujete presne 60 litrov! Dobre, môžete vypočítať ohrievač na 4 kilowatty, ale zmierte sa s tým, že fáza ohrevu počas výpalu bude trvať 10-12 hodín. Stáva sa, že naopak zahrievanie je potrebné na 5-6 hodín veľmi masívneho zaťaženia. Potom budete musieť investovať 8 kW do 60-litrovej pece a nevenovať pozornosť rozžeraveným rozvodom... Pre ďalšie uvažovanie sa obmedzíme na klasické výkony - 6, resp. 12 kW.
Výkon, ampéry, volty, fázy.
Keď poznáme výkon, vieme potrebu tepla na vykurovanie. Podľa neúprosného zákona zachovania energie musíme rovnaký výkon odoberať z elektrickej siete. Spomeňte si na vzorec:
Výkon ohrievača (W) = napätie ohrievača (V) x prúd (A)
alebo P = U x I
V tomto vzorci sú dva háčiky. Po prvé: napätie sa musí odoberať na koncoch ohrievača a vôbec nie vo výstupe. Napätie sa meria vo voltoch (skrátene V). Po druhé: máme na mysli prúd, ktorý preteká týmto ohrievačom a vôbec nie cez stroj. Prúd sa meria v ampéroch (skrátene A).
Vždy máme dané napätie v sieti. Ak rozvodňa funguje normálne a nie je špička, napätie v bežnej domácej zásuvke bude 220 V. Napätie v priemyselnej trojfázovej sieti medzi ľubovoľnou fázou a nulovým vodičom sa tiež rovná 220 V a napätie medzi akýmikoľvek dvoma fázami- 380 V. Teda v prípade domácej, jednofázovej siete nemáme na výber v napätí - len 220 V. Pri trojfázovej je možnosť výberu, ale malá - buď 220 alebo 380 V. Ale čo ampéry? Získajú sa automaticky z napätia a odporu ohrievača podľa veľkého Ohmovho zákona:
Ohmov zákon pre časť elektrického obvodu:
Prúd (A) \u003d Napätie v sekcii (V) / Odpor sekcie (Ohm)
alebo I=U/R
Aby ste získali 6 kW z jednofázovej siete, potrebujete prúd I=P/U= 6000/220 = 27,3 ampérov. Toto je veľký, ale skutočný prúd dobrej domácej siete. Takýto prúd tečie napríklad v elektrickom sporáku, v ktorom sú všetky horáky zapnuté na plný výkon a rúra tiež. Ak chcete získať 12 kW v jednofázovej sieti pre 200 litrov, potrebujete dvojnásobný prúd - 12 000/220 = 54,5 ampérov! Toto je neprijateľné pre akúkoľvek domácu sieť. Je lepšie použiť tri fázy, t.j. rozdeľte energiu do troch vedení. 12000/3/220 = 18,2 ampérov bude prúdiť v každej fáze.
Poďme sa pozrieť na posledný výpočet. Momentálne NEVIEM, aké ohrievače budú v peci, NEVIEME aké napätie (220 alebo 380 V) bude privedené na ohrievače. Ale určite VIEME, že z trojfázovej siete treba odoberať 12 kW, záťaž by mala byť rozložená rovnomerne, t.j. 4 kW v každej fáze našej siete, t.j. Cez každý fázový vodič vstupného (bežného) pecného automatu potečie 18,2A a vôbec nie je potrebné, aby taký prúd pretekal ohrievačom. Mimochodom cez elektromer prejde aj 18,2 A. (A mimochodom: neutrálnym vodičom nebude prúdiť žiadny prúd kvôli vlastnostiam trojfázového napájania. Tieto vlastnosti sa tu ignorujú, pretože nás zaujíma iba tepelná práca prúdu). Ak máte v tomto bode prezentácie nejaké otázky, prečítajte si ju ešte raz. A premýšľajte: ak sa v objeme pece uvoľní 12 kilowattov, potom podľa zákona o zachovaní energie prejde rovnakých 12 kilowattov tromi fázami, každá - 4 kW ...
Vráťme sa k jednofázovému 60-litrovému sporáku. Je ľahké zistiť, že odpor ohrievača pece by mal byť R=U/I\u003d 220 V / 27,3 A \u003d 8,06 Ohm. Preto v najvšeobecnejšej forme bude elektrický obvod pece vyzerať takto:
Ohrievač s odporom 8,06 ohmov by mal prenášať prúd 27,3 A
Trojfázová rúra bude vyžadovať tri rovnaké vykurovacie okruhy: na obrázku - najbežnejší elektrický obvod s objemom 200 litrov.
Výkon 200-litrovej rúry musí byť rovnomerne rozdelený na 3 okruhy - A, B a C.
Ale každý ohrievač môže byť zapnutý buď medzi fázou a nulou, alebo medzi dvoma fázami. V prvom prípade bude na koncoch každého vykurovacieho okruhu 220 voltov a jeho odpor bude R=U/I\u003d 220 V / 18,2 A \u003d 12,08 Ohm. V druhom prípade bude na koncoch každého vykurovacieho okruhu 380 voltov. Na získanie výkonu 4 kW je potrebné, aby bol prúd I=P/U= 4000/380 = 10,5 ampéra, t.j. odpor by mal byť R=U/I\u003d 380 V / 10,5 A \u003d 36,19 Ohm. Tieto možnosti pripojenia sa nazývajú "hviezda" a "trojuholník". Ako je zrejmé z hodnôt požadovaného odporu, nebude fungovať jednoducho zmeniť napájací obvod z hviezdy (ohrievače 12,08 Ohm) na trojuholník (ohrievače 36,19 Ohm) - v každom prípade potrebujete vlastné ohrievače.
V schéme "hviezda" každý vykurovací okruh
prepínané medzi fázou a nulou pre napätie 220 voltov. Cez každý ohrievač s odporom 12,08 Ohm tečie prúd 18,2 A. Cez N vodič netečie žiadny prúd.
V schéme "delta" každý vykurovací okruh
zapojený medzi dve fázy na napätie 380 voltov. Cez každý ohrievač s odporom 36,19 Ohm tečie prúd 10,5 A. Cez spojovací bod A1 vodiča s automatickým napájaním (bod A) preteká prúd 18,2 A, takže 380 x 10,5 \u003d 220 x 18,2 \u003d 4 kilowatty! Podobne s linkami B1 - B a C1 - C.
Domáca úloha. V 200-litrovej fľaši bola hviezda. Odpor každého obvodu je 12,08 ohmov. Aký bude výkon pece, ak sú tieto ohrievače pripojené k trojuholníku?
Obmedzte zaťaženie drôtových ohrievačov (Kh23Yu5T).
Úplné víťazstvo! Poznáme odpor ohrievača! Zostáva len odvinúť kus drôtu požadovanej dĺžky. Neunavme sa výpočtami s rezistivitou – všetko je už dávno vypočítané s dostatočnou presnosťou pre praktické potreby.
| Priemer, mm | Metre do 1 kg | Odpor 1 meter, 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 |
Na 60-litrovú pec potrebujete 8,06 Ohmov, vyberieme jeden a pol a zistíme, že len 10 metrov drôtu dá požadovaný odpor, ktorý bude vážiť len 140 gramov! Úžasný výsledok! Skontrolujeme ešte raz: 10 metrov drôtu s priemerom 1,5 mm má odpor 10 x 0,815 = 8,15 ohmov. Prúd pri 220 voltoch bude 220/8,15 = 27 ampérov. Výkon bude 220 x 27 = 5940 wattov = 5,9 kW. Chceli sme 6 kW. Nikde neurobili chybu, jediná vec, ktorá je alarmujúca, je, že neexistujú žiadne také pece ...
Osamelý rozžeravený ohrievač v 60-litrovej rúre.
Ohrievač je veľmi malý. Takýto pocit vzniká pri zvažovaní vyššie uvedeného obrázku. Ale zaoberáme sa výpočtami, nie filozofiou, takže od vnemov prejdeme k číslam. Čísla hovoria nasledovné: 10 lineárnych metrov drôtu s priemerom 1,5 mm má plochu S = L x d x pi = 1000 x 0,15 x 3,14 = 471 štvorcových. cm.Z tejto plochy (a kde ešte?) sa vyžaruje do objemu pece 5,9 kW, t.j. na 1 štvorcový cm plochy predstavuje vyžiarený výkon 12,5 wattov. Ak vynecháme detaily, upozorníme na to, že ohrievač musí byť zahriaty na enormnú teplotu, kým teplota v peci výrazne stúpne.
Prehriatie ohrievača je určené hodnotou takzvaného plošného zaťaženia p, ktorý sme vypočítali vyššie. V praxi existujú limitné hodnoty pre každý typ ohrievača p v závislosti od materiálu ohrievača, priemeru a teploty. Pri dobrej aproximácii pre drôt z domácej zliatiny X23Yu5T akéhokoľvek priemeru (1,5-4 mm) môžete použiť hodnotu 1,4-1,6 W / cm 2 pre teplotu 1200-1250 o C.
Fyzicky môže byť prehriatie spojené s teplotným rozdielom na povrchu drôtu a vo vnútri drôtu. Teplo sa uvoľňuje v celom objeme, takže čím vyššie je plošné zaťaženie, tým viac sa budú tieto teploty líšiť. Keď je povrchová teplota blízka hraničnej prevádzkovej teplote, teplota v jadre drôtu sa môže priblížiť k bodu topenia.
Ak je pec určená na nízke teploty, možno zvoliť väčšie plošné zaťaženie, napr. 2 - 2,5 W / cm 2 pre 1000 o C. Tu možno smutne poznamenať: pravý kanthal (ide o originálnu zliatinu, tzv. ktorého analógom je ruský fechral X23Yu5T) umožňuje p do 2,5 pri 1250 o C. Tento kanthal vyrába švédska firma Kanthal.
Vráťme sa k našej 60-litrovej nádrži a vyberieme si zo stola hrubší drôt – dvojku. Je jasné, že dvojky budú musieť odobrať 8,06 Ohm / 0,459 Ohm / m = 17,6 metra a už budú vážiť 440 gramov. Zohľadňujeme povrchové zaťaženie: p\u003d 6000 W / (1760 x 0,2 x 3,14) cm 2 \u003d 5,43 W / cm 2. Veľa. Pre drôt s priemerom 2,5 mm získate 27,5 metra a p= 2,78. Pre trojku - 39 metrov, 2,2 kilogramu a p= 1,66. Konečne.
Teraz budeme musieť navinúť 39 metrov trojky (ak praskne, začnite navíjať znova). Ale môžete použiť DVA ohrievače zapojené paralelne. Prirodzene, odpor každého by už nemal byť 8,06 Ohm, ale dvojnásobok. Preto za dvojku získate dva ohrievače 17,6 x 2 \u003d 35,2 m, každý bude mať výkon 3 kW a povrchové zaťaženie bude 3000 W / (3520 x 0,2 x 3,14) cm 2 \u003d 1, 36 W/cm2. A hmotnosť je 1,7 kg. Ušetrili pol kila. Celkovo sme dostali veľa závitov, ktoré je možné rovnomerne rozložiť na všetky steny pece.
Dobre rozmiestnené ohrievače v 60 litrovej rúre.
| Priemer, mm | Aktuálny limit pre p\u003d 2 W / cm 2 pri 1000 o C | Aktuálny limit pre p\u003d 1,6 W / cm 2 pri 1200 o 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 |
Príklad výpočtu pre 200 litrovú rúru.
Teraz, keď sú známe základné princípy, ukážeme si, ako sa používajú pri výpočte skutočnej 200 litrovej rúry. Všetky fázy výpočtu je samozrejme možné formalizovať a zapísať do jednoduchého programu, ktorý urobí takmer všetko sám.
Nakreslíme našu pec „v zákrute“. Zdá sa, že sa na to pozeráme zhora, v strede - pod, po stranách steny. Vypočítame plochy všetkých stien, aby sme neskôr v pomere k ploche zorganizovali dodávku tepla.
"Skenovanie" 200-litrovej rúry.
Už vieme, že pri zapojení do hviezdy musí v každej fáze tiecť prúd 18,2A. Z vyššie uvedenej tabuľky o prúdových limitoch vyplýva, že pre drôt s priemerom 2,5 mm môžete použiť jeden vykurovací článok (limitný prúd 20,7 A) a pre drôt s priemerom 2,0 mm musíte použiť dva prvky zapojené v paralelne (pretože limitný prúd je len 14,8A), celkovo bude v peci 3 x 2 = 6.
Podľa Ohmovho zákona vypočítame potrebný odpor ohrievačov. Pre priemer drôtu 2,5 mm R\u003d 220 / 18,2 \u003d 12,09 ohmov alebo 12,09 / 0,294 \u003d 41,1 metra. Ak sa navinie na tŕň 25 mm, budú potrebné 3 takéto ohrievače, každý približne 480 otáčok. Celková hmotnosť drôtu bude (41,1 x 3) / 25 = 4,9 kg.
Pre drôt 2,0 mm sú v každej fáze dva paralelné prvky, takže odpor každého z nich by mal byť dvakrát väčší - 24,18 Ohm. Dĺžka každého z nich bude 24,18 / 0,459 = 52,7 metra. Každý prvok bude mať 610 závitov s rovnakým vinutím. Celková hmotnosť všetkých 6 vykurovacích telies (52,7 x 6) / 40 = 7,9 kg.
Nič nám nebráni rozdeliť akúkoľvek špirálu na niekoľko kúskov, ktoré sú následne zapojené do série. Za čo? Po prvé, pre ľahkú inštaláciu. Po druhé, ak zlyhá štvrtina ohrievača, bude potrebné vymeniť iba túto štvrtinu. Rovnako sa nikto neunúva vložiť do rúry celú špirálu. Potom budú dvere vyžadovať samostatnú špirálu a my ich máme v prípade priemeru 2,5 mm iba tri ...
Dali sme jednu fázu drôtu 2,5 mm. Ohrievač bol rozdelený na 8 nezávislých krátkych cievok, všetky zapojené do série.
Keď dáme všetky tri fázy rovnakým spôsobom (pozri obrázok nižšie), je zrejmé, že nasledujúce. Zabudli sme na podložku! A zaberá 13,5 % plochy. Okrem toho sú špirály vo vzájomnej nebezpečnej elektrickej blízkosti. Nebezpečná je najmä blízkosť špirál na ľavej stene, kde je medzi nimi napätie 220 voltov (fáza - nula - fáza - nula ...). Ak sa kvôli niečomu susedné špirály ľavej steny navzájom dotýkajú, veľkému skratu sa nedá vyhnúť. Ponúkame nezávislú optimalizáciu umiestnenia a pripojenia špirál.
Všetky fázy sú nastavené.
V prípade, že sa rozhodneme použiť dvojku, diagram je uvedený nižšie. Každý prvok dlhý 52,7 metra je rozdelený do 4 po sebe nasledujúcich špirál 610 / 4 = 152 závitov (navíjanie na tŕň 25 mm).
Možnosť umiestnenia ohrievačov v prípade drôtu 2,0 mm.
Vlastnosti navíjania, inštalácie, prevádzky.
Drôt je vhodný v tom, že môže byť navinutý do špirály a potom môže byť špirála natiahnutá, ako je to vhodné. Predpokladá sa, že priemer vinutia by mal byť väčší ako 6-8 priemerov drôtu. Optimálny rozstup medzi závitmi je 2-2,5 priemerov drôtu. Ale je potrebné navinúť cievku na cievku: natiahnutie špirály je veľmi jednoduché, stlačenie je oveľa ťažšie.
Hrubý drôt sa môže počas navíjania zlomiť. Sklamaním je najmä to, ak z 200 závitov ostáva navinúť 5. Ideálne je navíjať na sústruhu pri veľmi nízkej rýchlosti otáčania tŕňa. Zliatina Kh23Yu5T sa vyrába temperovaná a nekalená. Ten praskne obzvlášť často, takže ak máte na výber, nezabudnite si kúpiť drôt uvoľnený na navíjanie.
Koľko otáčok je potrebných? Napriek jednoduchosti otázky nie je odpoveď jednoznačná. Po prvé, priemer tŕňa a následne ani priemer jedného závitu nie je presne známy. Po druhé, je s istotou známe, že priemer drôtu sa po dĺžke mierne mení, takže sa bude meniť aj odpor špirály. Po tretie, merný odpor zliatiny konkrétneho tavenia sa môže líšiť od referenčnej. V praxi sa špirála navinie o 5-10 otáčok viac, ako je vypočítané, potom sa zmeria jej odpor - VEĽMI PRESNÝM zariadením, ktorému sa dá dôverovať, a nie miskou na mydlo. Predovšetkým sa musíte uistiť, že pri skratovaných sondách prístroj ukazuje nulu alebo číslo rádovo 0,02 Ohm, ktoré bude potrebné od nameranej hodnoty odčítať. Pri meraní odporu je špirála mierne natiahnutá, aby sa eliminoval vplyv medzizávitových skratov. Extra cievky odhryznú.
Najlepšie je umiestniť špirálu do pece na mullitovo-kremičitú trubicu (MKR). Pre priemer vinutia 25 mm je vhodná trubica s vonkajším priemerom 20 mm, pre priemer vinutia 35 mm - 30 - 32 mm.
Je dobré, ak je rúra vyhrievaná rovnomerne z piatich strán (štyri steny + spodok). Na ohnisku sa musí sústrediť značný výkon, napríklad 20 -25% z celkového vypočítaného výkonu pece. Tým sa kompenzuje nasávanie studeného vzduchu zvonku.
Bohužiaľ stále nie je možné dosiahnuť absolútnu rovnomernosť vykurovania. Môžete sa k nemu priblížiť pomocou ventilačných systémov s NIŽŠÍM odvodom vzduchu z pece.
Pri prvom zahriatí alebo aj pri prvých dvoch alebo troch zahriatiach sa na povrchu drôtu vytvorí vodný kameň. Nesmieme zabudnúť na jeho odstránenie z ohrievačov (kefou), ako aj z povrchu dosiek, tehál atď. Vodný kameň je obzvlášť nebezpečný, ak špirála jednoducho leží na tehlách: oxidy železa s hlinitokremičitanmi pri vysokých teplotách (ohrievač je jeden milimeter!) Vytvára taviteľné zlúčeniny, vďaka ktorým môže ohrievač vyhorieť.
Budete potrebovať
- Špirála, strmeň, pravítko. Je potrebné poznať materiál špirály, hodnoty prúdu I a napätia U, pri ktorých bude špirála pracovať a z akého materiálu je vyrobená.
Inštrukcia
Zistite, aký odpor R by mala mať vaša cievka. Na to použite Ohmov zákon a dosaďte hodnotu prúdu I v obvode a napätie U na koncoch špirály do vzorca R = U / I.
Pomocou referenčnej knihy určite elektrický odpor materiálu ρ, z ktorého bude špirála vyrobená. ρ musí byť vyjadrené v Ohm m. Ak je hodnota ρ v referenčnej knihe uvedená v Ohm mm² / m, vynásobte ju 0,000001. Napríklad: merný odpor medi ρ = 0,0175 Ohm mm² / m, po prepočte na SI máme ρ = 0,0175 0,000001=0,0000000175 Ohm m.
Nájdite dĺžku drôtu pomocou vzorca: Lₒ=R S/ρ.
Odmerajte ľubovoľnú dĺžku l na špirále pomocou pravítka (napríklad: l \u003d 10 cm \u003d 0,1 m). Spočítajte počet závitov n prichádzajúcich do tejto dĺžky. Určte stúpanie špirály H=l/n alebo zmerajte posuvným meradlom.
Zistite, koľko závitov N možno urobiť z drôtu dĺžky Lₒ: N= Lₒ/(πD+H).
Nájdite dĺžku samotnej špirály pomocou vzorca: L \u003d Lₒ / N.
Špirálovitá šatka sa nazýva aj boa šatka, vlnová šatka. Hlavná vec tu vôbec nie je typ priadze, nie vzor pletenia a nie farby hotového výrobku, ale technika prevedenia a originalita modelu. Špirálový šál stelesňuje slávnosť, nádheru, slávnosť. Vyzerá ako elegantný čipkovaný jabot, exotické boa a obyčajný, no veľmi originálny šál.
Ako upliesť špirálový šál s pletacími ihličkami
Ak chcete upliesť špirálový šál, vytočte 24 slučiek na pletacích ihličkách a upletiete 1. riadok:
- 1 okrajová slučka;
- 11 tvárových;
- 12 očiek obruby.
Kvalita a farba priadze pre tento vzor špirálovej šatky je len na vás.
1. riadok: najprv 1 okrajové očko, potom 1 priadza cez, potom 1 predné očko, potom 1 priadza cez a 8 predných očiek. Odstráňte jednu na pravej pletacej ihlici ako obrubu, potiahnite niť medzi pletacími ihlicami dopredu. Odstránenú slučku vráťte na ľavú pletaciu ihlu, potiahnite niť medzi pletacími ihličkami späť (v tomto prípade sa slučka ukáže ako zabalená niť). Prácu otočte a upletieme 12 očiek obruby.
2. riadok: Najprv upletieme 1 krajové očko, potom 1 priadzu, potom 3 očká, upletieme 1 priadzu a upletieme 6 očiek. Odstráňte jednu na pravej pletacej ihlici ako obrubu, potiahnite niť medzi pletacími ihlicami dopredu. Potom vráťte slučku na ľavú pletaciu ihlicu, pretiahnite niť medzi pletacími ihličkami späť, potom prácu otočte a upletiete 12 očiek obruby.
3. riadok: upletieme 1 okrajové očko, potom 2 k sebe, potom 1, potom 2 k sebe a 4 k sebe. Jednu navlečte na pravú ihlu ako obrubu, potiahnite niť medzi ihlami dopredu, vráťte slučku na ľavú ihlu a potom potiahnite niť medzi ihlami späť. Potom prácu otočte a upletieme 8 očiek obruby.
4. riadok: upletieme 1 lem, potom 3 upletieme, potom 4 upletieme, *omotané očko odspodu odstránime a pletieme spolu s ďalšou pleteninou, pletieme 1* (opakujeme od * do * 3x). Bez otáčania práce zviažte nesprávne slučky.
Takto upletieme špirálový šál do požadovanej dĺžky v blokoch z týchto 4 radov.
Takmer všetky ženy čelia problému antikoncepcie. Jednou zo spoľahlivých a overených metód je aj dnes stále žiadané vnútromaternicové teliesko.
Typy špirál
Vnútromaternicové telieska sú vyrobené z plastu a sú dostupné v dvoch variantoch: zariadenia obsahujúce meď (striebro) a zariadenia obsahujúce hormóny. Ich veľkosť je 3X4 cm.Výber metódy antikoncepcie a samotnej špirály prebieha na stretnutí s gynekológom. Nemali by ste to robiť sami. Vnútromaternicové teliesko inštaluje gynekológ počas menštruácie. Má malú veľkosť a tvarom pripomína písmeno T.
Medená špirála je vyrobená z medeného drôtu. Jeho vlastnosťou je schopnosť pôsobiť na maternicu tak, že sa k nej vajíčko nemôže prichytiť. To je uľahčené dvoma medenými anténami.
Hormonálna špirála má nádobu, ktorá obsahuje progestín. Tento hormón zabraňuje nástupu ovulácie. V prípade použitia hormonálneho vnútromaternicového telieska spermie nemôžu oplodniť vajíčko. Ako poznamenávajú ženy, pri používaní takejto špirály sa menštruácia stáva vzácnejšou a menej bolestivou. To však neprináša škodu, pretože je spojené s pôsobením hormónov, ktoré sú vo vnútri špirály. Gynekológovia odporúčajú ženám trpiacim bolestivou menštruáciou, aby si nainštalovali hormonálnu špirálu.
Špirálový výber
Gynekologické vnútromaternicové telieska sa vyrábajú v rôznych značkách, domácich aj zahraničných. Okrem toho sa ich cena môže pohybovať od 250 rubľov až po niekoľko tisíc. Ovplyvňuje to veľa faktorov.
Špirála Juno Bio je medzi ruskými ženami pomerne populárna. Priťahuje predovšetkým nízke náklady. Nízka účinnosť tejto špirály však so sebou nesie vysoké riziko otehotnenia.
Vnútromaternicové teliesko Mirena sa osvedčilo, no patrí k najdrahším vo svojej sérii. Zároveň je používanie vnútromaternicového telieska považované za najlacnejší a najdostupnejší typ antikoncepcie.
Toto je hormonálna špirála. Jeho výrobcovia sľubujú, že špirála Mirena sa v maternici menej posunie alebo vypadne. To vedie k nástupu tehotenstva, preto sa pacientkam odporúča pravidelne kontrolovať prítomnosť vnútromaternicovej antikoncepcie na správnom mieste.
Štandardné napätie v domácej sieti U=220V. Prúdová sila je obmedzená poistkami v elektrickom paneli a zvyčajne sa rovná I \u003d 16A.
Zdroje:
- Tabuľky fyzikálnych veličín, I.K. Kikoin, 1976
- vzorec dĺžky špirály
Elektrická spájkovačka je ručný nástroj určený na spájanie dielov pomocou mäkkých spájok zahriatím spájky do tekutého stavu a vyplnením medzery medzi spájkovanými dielmi.
Elektrické spájkovačky sú dostupné pre sieťové napätie 12, 24, 36, 42 a 220 V a existujú na to dôvody. Hlavná vec je bezpečnosť ľudí, druhá je sieťové napätie na mieste spájkovanie sa vykonáva. Vo výrobe, kde sú všetky zariadenia uzemnené a je tam vysoká vlhkosť, je dovolené používať spájkovačky s napätím nie väčším ako 36 V, pričom telo spájkovačky musí byť uzemnené. Palubná sieť motocykla má jednosmerné napätie 6 V, osobného automobilu - 12 V, nákladného automobilu - 24 V. V letectve sa používa sieť s frekvenciou 400 Hz a napätím 27 V. Existujú aj konštrukčné obmedzenia, napríklad je ťažké vyrobiť 12 W spájkovačku na napájacie napätie 220 V, keďže špirálu bude potrebné navinúť z veľmi tenkého drôtu a preto sa navinie veľa vrstiev, spájkovačka sa bude otáčať byť veľký, nevhodný pre malé práce. Keďže vinutie spájkovačky je navinuté z nichrómového drôtu, môže byť napájané striedavým aj konštantným napätím. Hlavná vec je, že napájacie napätie sa zhoduje s napätím, pre ktoré je spájkovačka určená.
Výkonové elektrické spájkovačky sú 12, 20, 40, 60, 100 W a viac. A ani to nie je náhodné. Aby sa spájka pri spájkovaní dobre rozprestierala po povrchoch spájkovaných častí, je potrebné ich zahriať na teplotu o niečo vyššiu ako je bod tavenia spájky. Pri kontakte s dielom sa teplo prenáša z hrotu na diel a teplota hrotu klesá. Ak priemer hrotu spájkovačky nie je dostatočný alebo výkon ohrievacieho telesa je nízky, potom sa hrot po uvoľnení tepla nebude môcť zahriať na nastavenú teplotu a nebude možné ho spájkovať. V najlepšom prípade dostanete voľnú a nie silnú spájku. Výkonnejšia spájkovačka dokáže prispájkovať drobné súčiastky, no je tu problém s nedostupnosťou miesta spájkovania. Ako napríklad prispájkovať mikroobvod s rozstupom nôh 1,25 mm do dosky plošných spojov s 5 mm hrotom spájkovačky? Je pravda, že existuje cesta von, niekoľko závitov medeného drôtu s priemerom 1 mm sa navinie na takéto bodnutie a prispájkuje sa s koncom tohto drôtu. Ale objemnosť spájkovačky túto prácu takmer znemožňuje. Je tu ešte jedno obmedzenie. Pri vysokom výkone spájkovačka rýchlo zahreje prvok a mnohé rádiové komponenty neumožňujú zahrievanie nad 70 ° C, a preto povolený čas na ich spájkovanie nie je dlhší ako 3 sekundy. Sú to diódy, tranzistory, mikroobvody.
Zariadenie na spájkovanie
Spájkovačka je červená medená tyč, ktorá sa zahrieva nichrómovou špirálou na teplotu topenia spájky. Spájkovačka je vyrobená z medi kvôli vysokej tepelnej vodivosti. Koniec koncov, pri spájkovaní musíte rýchlo preniesť teplo na hrot spájkovačky z vykurovacieho telesa. Koniec tyče má klinový tvar, je pracovnou časťou spájkovačky a nazýva sa žihadlo. Tyč je vložená do oceľovej rúrky obalenej sľudou alebo sklolaminátom. Sľuda je navinutá nichrómovým drôtom, ktorý slúži ako vykurovacie teleso.
Na nichrom je navinutá vrstva sľudy alebo azbestu, ktorá slúži na zníženie tepelných strát a elektrickú izoláciu nichrómovej špirály od kovového tela spájkovačky.
Konce nichrómovej špirály sú spojené s medenými vodičmi elektrického kábla so zástrčkou na konci. Aby sa zabezpečila spoľahlivosť tohto spojenia, konce nichrómovej špirály sú ohnuté a zložené na polovicu, čo znižuje zahrievanie v mieste spojenia s medeným drôtom. Spojenie je navyše zalisované kovovou platňou, najlepšie je krimpovať hliníkovou platňou, ktorá má vysokú tepelnú vodivosť a účinnejšie odvádza teplo z križovatky. Na elektrickú izoláciu sa na križovatku nasadia rúrky z tepelne odolného izolačného materiálu, sklolaminátu alebo sľudy.
Medená tyč a nichrómová špirála sú uzavreté kovovým puzdrom pozostávajúcim z dvoch polovíc alebo pevnej rúrky, ako na fotografii. Telo spájkovačky na rúrke je upevnené krúžkami uzáveru. Na ochranu ruky človeka pred popáleninami je na rúrke namontovaná rukoväť vyrobená z materiálu, ktorý dobre nevidí teplo, dreva alebo žiaruvzdorného plastu.
Po zasunutí zástrčky spájkovačky do zásuvky prúdi elektrický prúd do nichrómového vykurovacieho telesa, ktoré sa zahrieva a odovzdáva teplo medenej tyči. Spájkovačka je pripravená na spájkovanie.
Nízkoenergetické tranzistory, diódy, odpory, kondenzátory, mikroobvody a tenké drôty sú spájkované 12 W spájkovačkou. Spájkovačky 40 a 60 W sa používajú na spájkovanie výkonných a veľkých rádiových súčiastok, hrubých drôtov a malých súčiastok. Na spájkovanie veľkých dielov, napríklad výmenníkov tepla s plynovým stĺpcom, budete potrebovať spájkovačku s výkonom sto alebo viac wattov.
Ako vidíte na výkrese, elektrický obvod spájkovačky je veľmi jednoduchý a pozostáva iba z troch prvkov: zástrčky, ohybného elektrického drôtu a nichrómovej špirály.
Ako je zrejmé z diagramu, spájkovačka nemá schopnosť nastaviť teplotu ohrevu hrotu. A aj keď je výkon spájkovačky zvolený správne, stále neplatí, že na spájkovanie bude potrebná teplota hrotu, keďže dĺžka hrotu sa časom zmenšuje v dôsledku jeho neustáleho dopĺňania, spájky majú tiež rozdielne teploty topenia. Pre udržanie optimálnej teploty spájkovacieho hrotu je preto potrebné jeho pripojenie cez tyristorové regulátory výkonu s manuálnym nastavovaním a automatickým udržiavaním nastavenej teploty spájkovacieho hrotu.
Výpočet a oprava vykurovacieho vinutia spájkovačky
Pri opravách alebo pri vlastnej výrobe elektrickej spájkovačky alebo akéhokoľvek iného vykurovacieho zariadenia musíte vykurovacie vinutie navinúť z nichrómového drôtu. Počiatočným údajom pre výpočet a výber drôtu je odpor vinutia spájkovačky alebo ohrievača, ktorý sa určuje na základe jeho výkonu a napájacieho napätia. Aký by mal byť odpor vinutia spájkovačky alebo ohrievača, môžete vypočítať pomocou tabuľky.
Elektrické vykurovacie telesá sa používajú v domácich a priemyselných zariadeniach. Použitie rôznych ohrievačov je známe všetkým. Ide o elektrické sporáky, rúry a rúry na pečenie, elektrické kávovary, rýchlovarné kanvice a ohrievače rôznych prevedení.
Elektrické ohrievače vody, častejšie označované ako, obsahujú aj vykurovacie telesá. Základom mnohých vykurovacích prvkov je drôt s vysokým elektrickým odporom. A najčastejšie je tento drôt vyrobený z nichrómu.
Otvorte nichrómovú špirálu
Najstarším vykurovacím telesom je možno obvyklá nichrómová špirála. Kedysi sa používali domáce elektrické sporáky, bojlery na vodu a ohrievače kôz. Mať po ruke nichrómový drôt, ktorý sa dal „zohnať“ vo výrobe, nebol problém vyrobiť špirálu požadovaného výkonu.
Koniec drôtu požadovanej dĺžky sa vloží do rezu kľúča, samotný drôt sa prevlečie medzi dva drevené bloky. Zverák musí byť upnutý tak, aby celá konštrukcia držala tak, ako je znázornené na obrázku. Upínacia sila by mala byť taká, aby drôt prešiel cez tyče s určitou silou. Ak je upínacia sila veľká, potom sa drôt jednoducho zlomí.
Obrázok 1. Navíjanie nichrómovej špirály
Otáčaním gombíka sa drôt pretiahne cez drevené tyče a opatrne sa cievka po cievke položí na kovovú tyč. V arzenáli elektrikárov bola celá sada gombíkov rôznych priemerov od 1,5 do 10 mm, čo umožnilo navíjať špirály pri všetkých príležitostiach.
Vedelo sa, aký priemer má drôt a aká dĺžka je potrebná na navinutie špirály požadovaného výkonu. Tieto magické čísla sa stále dajú nájsť na internete. Obrázok 2 ukazuje tabuľku, ktorá zobrazuje údaje o špirálach rôznych kapacít pri napájacom napätí 220V.
Obrázok 2. Výpočet elektrickej špirály vykurovacieho telesa (pre zväčšenie kliknite na obrázok)
Všetko je tu jednoduché a jasné. Po požiadaní o požadovaný výkon a priemer dostupného nichrómového drôtu zostáva len odrezať kus požadovanej dĺžky a navinúť ho na tŕň vhodného priemeru. V tomto prípade je dĺžka výslednej špirály uvedená v tabuľke. Ale čo ak existuje drôt s priemerom, ktorý nie je uvedený v tabuľke? V tomto prípade sa špirála bude musieť jednoducho vypočítať.
V prípade potreby je výpočet špirály pomerne jednoduchý. Ako príklad je uvedený výpočet špirály z nichrómového drôtu s priemerom 0,45 mm (v tabuľke nie je taký priemer) s výkonom 600 W pre napätie 220 V. Všetky výpočty sa vykonávajú podľa Ohmovho zákona.
Ako previesť ampéry na watty a naopak, watty na ampéry:
I = P/U = 600/220 = 2,72 A
Na to stačí vydeliť daný výkon napätím a získať množstvo prúdu prechádzajúceho špirálou. Výkon vo wattoch, napätie vo voltoch, výsledkom sú ampéry. Všetko podľa sústavy SI.
Vzorec na výpočet odporu vodiča R=ρ*L/S,
kde ρ je špecifický odpor vodiča (pre nichróm 1,0÷1,2 Ohm.mm2/m), L je dĺžka vodiča v metroch, S je prierez vodiča v milimetroch štvorcových. Pre vodič s priemerom 0,45 mm bude prierez 0,159 mm2.
Preto L = S * R / ρ = 0,159 * 81 / 1,1 = 1170 mm alebo 11,7 m.
Vo všeobecnosti sa ukazuje, že výpočet nie je taký zložitý. Áno, v skutočnosti nie je výroba špirály taká zložitá, čo je nepochybne výhodou bežných nichrómových špirál. Táto výhoda je však pokrytá mnohými nevýhodami, ktoré sú vlastné otvoreným špirálam.
V prvom rade ide o pomerne vysokú teplotu ohrevu - 700 ... 800˚C. Vyhrievaná špirálka má slabú červenú žiaru, náhodný kontakt s ňou môže spôsobiť popáleniny. Okrem toho môže dôjsť k úrazu elektrickým prúdom. Rozžeravená špirála spaľuje vzdušný kyslík, priťahuje prachové častice, ktoré po vyhorení vydávajú veľmi nepríjemný zápach.
Ale hlavná nevýhoda otvorených špirál by sa mala považovať za ich vysoké nebezpečenstvo požiaru. Preto hasičský zbor jednoducho zakazuje používanie ohrievačov s otvorenou cievkou. Tieto ohrievače v prvom rade zahŕňajú takzvanú „kozu“, ktorej dizajn je znázornený na obrázku 3.
Obrázok 3. Domáce ohrievač "koza"
Tu je taká divoká "koza": bola vyrobená zámerne neopatrne, jednoducho, dokonca veľmi zle. Oheň s takýmto ohrievačom nebude musieť dlho čakať. Pokročilejší dizajn takéhoto ohrievača je znázornený na obrázku 4.
Obrázok 4. "Koza" domov
Je ľahké vidieť, že špirála je uzavretá kovovým puzdrom, čo zabraňuje dotyku vyhrievaných častí vedúcich prúd. Nebezpečenstvo požiaru takéhoto zariadenia je oveľa menšie, ako je znázornené na predchádzajúcom obrázku.
Kedysi sa v ZSSR vyrábali ohrievače reflektorov. V strede poniklovaného reflektora bola keramická kartuša, do ktorej bol ako do žiarovky s päticou E27 naskrutkovaný 500W ohrievač. Nebezpečenstvo požiaru takéhoto reflektora je tiež veľmi vysoké. No, nejako si v tých dňoch nemysleli, k čomu môže viesť použitie takýchto ohrievačov.
Obrázok 5. Ohrievač typu reflektora
Je celkom zrejmé, že rôzne ohrievače s otvorenou špirálou možno v rozpore s požiadavkami požiarnej inšpekcie používať len pod bdelým dohľadom: opustiť miestnosť - vypnúť ohrievač! Ešte lepšie je, že prestaňte používať ohrievače tohto typu.
Uzavreté vykurovacie telesá špirály
Aby sme sa zbavili otvorenej cievky, boli vynájdené rúrkové elektrické ohrievače - TEN. Konštrukcia vykurovacieho telesa je znázornená na obrázku 6.
Obrázok 6. Konštrukcia vykurovacieho telesa
Nichrómová cievka 1 je ukrytá vo vnútri tenkostennej kovovej rúrky 2. Cievka je od rúrky izolovaná výplňou 3 s vysokou tepelnou vodivosťou a vysokým elektrickým odporom. Najčastejšie používaným plnivom je periklas (kryštalická zmes oxidu horečnatého MgO, niekedy s prímesami iných oxidov).
Po naplnení izolačnou hmotou sa rúrka stlačí a pod vysokým tlakom sa periklas zmení na monolit. Po takejto operácii je špirála pevne pripevnená, preto je elektrický kontakt s telom - trubica úplne vylúčený. Konštrukcia je taká pevná, že ak to vyžaduje konštrukcia ohrievača, môže sa ohnúť akýkoľvek vykurovací článok. Niektoré vykurovacie telesá majú veľmi bizarný tvar.
Špirála je pripojená na kovové svorky 4, ktoré vychádzajú cez izolátory 5. Prívodné vodiče sa pripájajú k závitovým koncom svoriek 4 pomocou matíc a podložiek 7. Vyhrievacie telesá sú v puzdre prístroja upevnené pomocou pomocou matíc a podložiek 6, ktoré v prípade potreby zabezpečujú tesnosť spojenia.
V závislosti od prevádzkových podmienok je takýto dizajn celkom spoľahlivý a odolný. To viedlo k veľmi rozšírenému používaniu vykurovacích telies v zariadeniach na rôzne účely a konštrukcie.
Podľa prevádzkových podmienok sú vykurovacie telesá rozdelené do dvoch veľkých skupín: vzduch a voda. Ale je to len meno. V skutočnosti sú telesá na ohrev vzduchu navrhnuté tak, aby fungovali v rôznych plynných médiách. Aj obyčajný atmosférický vzduch je zmesou viacerých plynov: kyslíka, dusíka, oxidu uhličitého, dokonca sú tu nečistoty argón, neón, kryptón atď.
Vzdušné prostredie je veľmi rôznorodé. Môže to byť pokojný atmosférický vzduch alebo prúd vzduchu pohybujúci sa rýchlosťou až niekoľko metrov za sekundu, ako v ohrievačoch ventilátorov alebo teplovzdušných pištoľách.
Ohrev plášťa vykurovacieho telesa môže dosiahnuť 450 ˚C a ešte viac. Preto sa na výrobu vonkajšieho rúrkového plášťa používajú rôzne materiály. Môže to byť obyčajná uhlíková oceľ, nehrdzavejúca oceľ alebo vysokoteplotná, žiaruvzdorná oceľ. Všetko závisí od prostredia.
Na zlepšenie prenosu tepla sú niektoré vykurovacie telesá vybavené rebrami na rúrkach vo forme navinutej kovovej pásky. Takéto ohrievače sa nazývajú rebrové. Použitie takýchto prvkov je najvhodnejšie v prostredí s pohybujúcim sa vzduchom, napríklad v ohrievačoch ventilátorov a teplovzdušných pištoliach.
Ohrievacie prvky vody sa tiež nemusia nevyhnutne používať vo vode, to je všeobecný názov pre rôzne kvapalné médiá. Môže to byť olej, vykurovací olej a dokonca aj rôzne agresívne kvapaliny. Tekuté vykurovacie telesá, destilátory, elektrické odsoľovače morskej vody a jednoducho v titáne na varenie pitnej vody.
Tepelná vodivosť a tepelná kapacita vody je oveľa vyššia ako u vzduchu a iných plynných médií, čo zabezpečuje v porovnaní s prostredím vzduchu lepší a rýchlejší odvod tepla z vykurovacieho telesa. Preto pri rovnakom elektrickom výkone má ohrievač vody menšie geometrické rozmery.
Tu môžete uviesť jednoduchý príklad: pri varení vody v bežnej rýchlovarnej kanvici sa môže vykurovacie teleso zahriať do červena a potom vyhorieť do dier. Rovnaký obrázok možno pozorovať pri bežných kotloch určených na varenie vody v pohári alebo vedre.
Uvedený príklad jasne ukazuje, že ohrievače vody by sa nikdy nemali používať na prácu vo vzdušnom prostredí. Ohrievače vzduchu sa dajú použiť na ohrev vody, no stačí dlho počkať, kým voda zovrie.
Vrstva vodného kameňa, ktorá sa tvorí počas prevádzky, nebude prínosom pre ohrev vody. Vodný kameň má spravidla poréznu štruktúru a jeho tepelná vodivosť je nízka. Preto teplo generované špirálou nejde dobre do kvapaliny, ale samotná špirála vo vnútri ohrievača sa zohreje na veľmi vysokú teplotu, čo skôr či neskôr povedie k jej vyhoreniu.
Aby sa tomu zabránilo, odporúča sa pravidelne čistiť vykurovacie telesá pomocou rôznych chemikálií. Napríklad televízne reklamy odporúčajú Calgon na ochranu ohrievačov práčok. Aj keď na tento nástroj existuje veľa rôznych názorov.
Ako sa zbaviť vodného kameňa
Okrem chemických prostriedkov proti vodnému kameňu sa používajú rôzne zariadenia. V prvom rade sú to magnetické prevodníky vody. V silnom magnetickom poli kryštály „tvrdých“ solí menia svoju štruktúru, menia sa na vločky, zmenšujú sa. Z takýchto vločiek sa vodný kameň tvorí menej aktívne, väčšina vločiek sa jednoducho zmyje prúdom vody. Takto sa dosiahne ochrana ohrievačov a potrubí pred vodným kameňom. Magnetické filtre-konvertory vyrába mnoho zahraničných firiem, takéto firmy existujú aj v Rusku. Takéto filtre sú dostupné ako zadlabacie a nadzemné.
Elektronické zmäkčovače vody
V poslednej dobe sú čoraz populárnejšie elektronické zmäkčovače vody. Navonok všetko vyzerá veľmi jednoducho. Na potrubí je inštalovaná malá krabica, z ktorej vychádzajú anténne drôty. Drôty sú navinuté okolo potrubia, bez toho, aby ste museli olúpať farbu. Zariadenie môžete nainštalovať na akékoľvek prístupné miesto, ako je znázornené na obrázku 7.
Obrázok 7. Elektronický zmäkčovač vody
Jediné, čo potrebujete na pripojenie zariadenia, je zásuvka na 220V. Zariadenie je určené na dlhodobé zapnutie, nie je potrebné ho pravidelne vypínať, pretože jeho vypnutie spôsobí opätovné stvrdnutie vody, opäť sa vytvorí vodný kameň.
Princíp činnosti zariadenia je redukovaný na emisiu kmitov v rozsahu ultrazvukových frekvencií, ktoré môžu dosahovať až 50 kHz. Frekvencia kmitania je regulovaná ovládacím panelom zariadenia. Emisie sú produkované v paketoch niekoľkokrát za sekundu, čo sa dosahuje pomocou vstavaného mikrokontroléra. Vibračná sila je malá, preto takéto zariadenia nepredstavujú žiadnu hrozbu pre ľudské zdravie.
Je celkom ľahké určiť uskutočniteľnosť inštalácie takýchto zariadení. Všetko závisí od toho, ako tvrdá voda tečie z vodovodného potrubia. Nepotrebujete tu ani žiadne „abstrúzne“ prístroje: ak vám po umytí vyschne pokožka, na dlaždici sa objavia biele škvrny od striekajúcej vody, v kanvici sa objaví vodný kameň, práčka vymazáva pomalšie ako na začiatku prevádzky - určite tečie tvrdá voda z kohútika. To všetko môže viesť k poruche vykurovacích telies a následne aj samotných kanvíc alebo práčok.
Tvrdá voda zle rozpúšťa rôzne čistiace prostriedky – od obyčajného mydla až po trendové pracie prášky. V dôsledku toho musíte dať viac práškov, ale to veľmi nepomôže, pretože kryštály soli tvrdosti pretrvávajú v tkaninách, kvalita prania zanecháva veľa želaní. Všetky uvedené znaky tvrdosti vody výrečne naznačujú, že je potrebné nainštalovať zmäkčovače vody.
Pripojenie a kontrola vykurovacích telies
Pri pripájaní vykurovacieho telesa je potrebné použiť vodič s vhodným prierezom. Všetko závisí od prúdu pretekajúceho ohrievačom. Najčastejšie sú známe dva parametre. Ide o výkon samotného ohrievača a napájacie napätie. Na určenie prúdu stačí vydeliť výkon napájacím napätím.
Jednoduchý príklad. Nech je tam vykurovacie teleso s výkonom 1 kW (1000 W) pre napájacie napätie 220 V. Pre takýto ohrievač sa ukazuje, že prúd bude
I \u003d P / U \u003d 1000/220 \u003d 4,545A.
Podľa tabuliek zverejnených v PUE môže takýto prúd poskytnúť vodič s prierezom 0,5 mm2 (11A), ale na zabezpečenie mechanickej pevnosti je lepšie použiť vodič s prierezom pri najmenej 2,5 mm2. Práve takýto drôt sa najčastejšie používa na dodávanie elektriny do zásuviek.
Pred zapojením by ste sa však mali presvedčiť, či funguje aj nové, práve zakúpené vykurovacie teleso. V prvom rade je potrebné zmerať jej odpor a skontrolovať neporušenosť izolácie. Výpočet odporu vykurovacieho telesa je pomerne jednoduchý. Aby ste to dosiahli, musíte umocniť napájacie napätie a vydeliť ho výkonom. Napríklad pre 1000W ohrievač vyzerá tento výpočet takto:
220*220/1000 = 48,4 ohmov.
Takýto odpor by mal vykazovať multimeter pri pripojení na svorky vykurovacieho telesa. Ak je špirála zlomená, potom, prirodzene, multimeter ukáže prerušenie. Ak vezmete vykurovacie teleso iného výkonu, odpor bude samozrejme iný.
Ak chcete skontrolovať integritu izolácie, zmerajte odpor medzi ktoroukoľvek zo svoriek a kovovým puzdrom vykurovacieho telesa. Odpor plniaceho izolátora je taký, že pri akomkoľvek limite merania by mal multimeter vykazovať prerušenie. Ak sa ukáže, že odpor je nulový, potom má špirála kontakt s kovovým telom ohrievača. To sa môže stať aj pri novom, práve kúpenom vykurovacom telese.
Vo všeobecnosti sa používa na kontrolu izolácie, no nie vždy a nie každý ju má po ruke. Takže kontrola pomocou bežného multimetra je celkom vhodná. Minimálne takáto kontrola by sa mala vykonať.
Ako už bolo spomenuté, vykurovacie telesá je možné ohýbať aj po naplnení izolantom. Existujú ohrievače najrozmanitejších foriem: vo forme rovnej trubice, tvaru U, stočenej do krúžku, hada alebo špirály. Všetko závisí od zariadenia vykurovacieho zariadenia, v ktorom má byť vykurovacie teleso inštalované. Napríklad v prietokovom ohrievači vody práčky sa používajú špirálové vykurovacie telesá.
Niektoré vykurovacie telesá majú ochranné prvky. Najjednoduchšou ochranou je tepelná poistka. Ak vyhorel, musíte vymeniť celé vykurovacie teleso, ale nedôjde k požiaru. Existuje aj komplexnejší ochranný systém, ktorý umožňuje použiť vykurovacie teleso po jeho spustení.
Jednou z týchto ochrán je ochrana založená na bimetalovej platni: teplo z prehriateho vykurovacieho telesa ohýba bimetalovú platňu, čím sa otvorí kontakt a vykurovacie teleso sa vypne. Po poklese teploty na prijateľnú hodnotu sa bimetalová doska uvoľní, kontakt sa uzavrie a vykurovacie teleso je opäť pripravené na prevádzku.
Vykurovacie telesá s termostatom
Pri absencii dodávky teplej vody musíte použiť kotly. Konštrukcia kotlov je pomerne jednoduchá. Ide o kovovú nádobu ukrytú v „kožušine“ vyrobenej z tepelného izolantu, na vrchu ktorej je ozdobné kovové puzdro. V tele je zabudovaný teplomer, ktorý ukazuje teplotu vody. Konštrukcia kotla je znázornená na obrázku 8.
Obrázok 8. Kotol akumulačného typu
Niektoré kotly obsahujú horčíkovú anódu. Jeho účelom je protikorózna ochrana ohrievača a vnútornej nádrže kotla. Horčíková anóda je spotrebný materiál, pri servise kotla sa musí pravidelne meniť. Ale v niektorých kotloch, zjavne lacnej cenovej kategórie, takáto ochrana nie je zabezpečená.
Ako vykurovacie teleso v kotloch sa používa vykurovacie teleso s termostatom, konštrukcia jedného z nich je znázornená na obrázku 9.
Obrázok 9. Vykurovacie teleso s termostatom
V plastovej krabičke je umiestnený mikrospínač, ktorý sa spúšťa snímačom teploty kvapaliny (rovná trubica vedľa vykurovacieho telesa). Tvar samotného vykurovacieho telesa môže byť veľmi rôznorodý, obrázok ukazuje najjednoduchší. Všetko závisí od výkonu a konštrukcie kotla. Stupeň ohrevu sa reguluje polohou mechanického kontaktu, ovládaného bielym okrúhlym gombíkom umiestneným v spodnej časti boxu. Nechýbajú ani svorky na prívod elektrického prúdu. Ohrievač je upevnený závitom.
Mokré a suché ohrievače
Takýto ohrievač je v priamom kontakte s vodou, preto sa takéto vykurovacie teleso nazýva "mokré". Životnosť "mokrého" vykurovacieho telesa je v rozmedzí 2 ... 5 rokov, potom je potrebné ho vymeniť. Vo všeobecnosti je životnosť krátka.
Pre zvýšenie životnosti vykurovacieho telesa a celého kotla ako celku vyvinula francúzska spoločnosť Atlantic v 90. rokoch minulého storočia dizajn „suchého“ vykurovacieho telesa. Zjednodušene povedané, ohrievač bol ukrytý v kovovej ochrannej banke, ktorá vylučuje priamy kontakt s vodou: vo vnútri banky sa zahrieva vykurovacie teleso, ktoré odovzdáva teplo vode.
Prirodzene, teplota banky je oveľa nižšia ako skutočné vykurovacie teleso, takže tvorba vodného kameňa pri rovnakej tvrdosti vody nie je taká intenzívna, do vody sa odovzdáva viac tepla. Životnosť takýchto ohrievačov dosahuje 10…15 rokov. Platí to pre dobré prevádzkové podmienky, najmä stabilitu napájacieho napätia. Ale aj v dobrých podmienkach „suché“ vykurovacie telesá tiež rozvíjajú svoje zdroje a musia sa meniť.
Tu sa ukazuje ďalšia výhoda technológie „suchého“ vykurovacieho telesa: pri výmene ohrievača nie je potrebné vypúšťať vodu z kotla, kvôli čomu by mal byť odpojený od potrubia. Ohrievač jednoducho odskrutkujte a vymeňte za nový.
Spoločnosť Atlantic si svoj vynález samozrejme patentovala a následne naň začala licencovať ďalšie firmy. V súčasnosti kotly so „suchým“ vykurovacím telesom vyrábajú aj iné spoločnosti, napríklad Electrolux a Gorenje. Konštrukcia kotla so "suchým" vykurovacím telesom je znázornená na obrázku 10.
Obrázok 10. Kotol so suchým ohrievačom
Mimochodom, na obrázku je kotol s keramickým steatitovým ohrievačom. Zariadenie takéhoto ohrievača je znázornené na obrázku 11.
Obrázok 11. Keramický ohrievač
Na keramickom podstavci je namontovaná obyčajná otvorená špirála z vysokoodporového drôtu. Teplota ohrevu špirály dosahuje 800 stupňov a do okolia (vzduchu pod ochranným plášťom) sa prenáša konvekciou a sálaním tepla. Prirodzene, takýto ohrievač vo vzťahu ku kotlom môže pracovať iba v ochrannom plášti, vo vzdušnom prostredí je priamy kontakt s vodou jednoducho vylúčený.
Špirála môže byť navinutá v niekoľkých sekciách, o čom svedčí prítomnosť niekoľkých svoriek na pripojenie. To vám umožní zmeniť výkon ohrievača. Maximálny špecifický výkon takýchto ohrievačov nepresahuje 9 W/cm 2 .
Podmienkou normálnej prevádzky takéhoto ohrievača je absencia mechanického zaťaženia, ohybov a vibrácií. Povrch musí byť zbavený hrdze a olejových škvŕn. A samozrejme, čím je napájacie napätie stabilnejšie, bez prepätia a prepätia, tým trvácnejšia prevádzka ohrievača.
Ale elektrotechnika nestojí na mieste. Technológie sa vyvíjajú a zdokonaľujú, preto okrem vykurovacích telies bola vyvinutá a úspešne používaná široká škála vykurovacích telies. Ide o keramické vykurovacie telesá, karbónové vykurovacie telesá, infračervené vykurovacie telesá, ale to bude téma na iný článok.
Najvýznamnejšou časťou elektrotepelnej inštalácie je vykurovacie teleso. Hlavnou súčasťou nepriamych vykurovacích zariadení je rezistor s vysokým odporom. A jedným z prioritných materiálov je zliatina chrómu a niklu. Pretože odpor nichrómového drôtu je vysoký, tento materiál zaujíma vedúce postavenie ako surovina pre rôzne typy elektrotepelných inštalácií. Výpočet ohrievača z nichrómového drôtu sa vykonáva s cieľom určiť rozmery vykurovacieho telesa.
Základné pojmy
Vo všeobecnosti je potrebné vypočítať vykurovacie teleso z nichrómu podľa štyroch výpočtov: hydraulického, mechanického, tepelného a elektrického. Výpočty sa však zvyčajne vykonávajú iba v dvoch fázach: podľa tepelných a elektrických ukazovateľov.
Tepelné vlastnosti zahŕňajú:
- tepelná izolácia;
- faktor tepelnej účinnosti;
- požadovaná teplovýmenná plocha.
Hlavným účelom výpočtu nichrómu je určiť geometrické rozmery vykurovacieho odporu.
K elektrickým parametrom ohrievačov sú:
- napájacie napätie;
- metóda riadenia výkonu;
- účinníka a elektrickej účinnosti.
Pri výbere napájacieho napätia pre vykurovacie zariadenia sa uprednostňuje také napätie, ktoré minimálne ohrozuje zvieratá a obsluhujúci personál. Sieťové napätie v poľnohospodárskych zariadeniach je 380/200 voltov s frekvenciou prúdu 50 Hertzov. V prípade elektrických inštalácií v obzvlášť vlhkých miestnostiach so zvýšeným elektrickým nebezpečenstvom je potrebné znížiť napätie. Jeho hodnota by nemala presiahnuť 12, 24, 36 voltov.
Upravte teplotu a výkon ohrievača možno vykonať dvoma spôsobmi:
- zmena napätia;
- zmena hodnoty odporu.
Najbežnejším spôsobom zmeny napájania je zapnutie určitého počtu sekcií trojfázovej inštalácie. V moderných vykurovacích zariadeniach sa výkon mení úpravou napätia pomocou tyristorov.
Výpočet prevádzkového prúdu je založený na tabuľkovom vzťahu, ktorý sa vzťahuje na prúdové zaťaženie nichrómového vodiča, jeho prierezovú plochu a teplotu.
Tabuľkové údaje boli zostavené pre nichrómový drôt, ktorý bol natiahnutý vo vzduchu bez zohľadnenia oscilácií a vibrácií pri teplote 20 ° C.
Pre prechod na reálne podmienky je potrebné vo výpočtoch použiť korekčné faktory.
Výpočet nichrómovej špirály by sa mal vykonávať postupne, pričom sa použijú počiatočné informácie o ohrievači: požadovaný výkon a značka nichrómu.
Výkon jednej sekcie:
P - výkon zariadenia, W;
m - počet fáz, pre jednofázové m = 1;
n - počet sekcií v jednej fáze, pre inštalácie s výkonom okolo 1 kW n = 1.
Prevádzkový prúd jednej sekcie ohrievača:
U - sieťové napätie, pre jednofázové inštalácie U = 220 V
Odhadovaná teplota drôtu:
θр = θd/(Km Ks)
θd - prípustná prevádzková teplota, vybraná z tabuľky 1 v závislosti od materiálu, °C.
stôl 1- Parametre materiálov pre elektrické ohrievače.
Km - inštalačný faktor, vybraný z tabuľky 2 v závislosti od konštrukcie.
tabuľka 2- Montážny faktor pre niektoré typy konštrukcií ohrievačov v pokojnom prúde vzduchu.
Úlohou inštalačného koeficientu je, že umožňuje zohľadniť zvýšenie teploty ohrievača v reálnych podmienkach v porovnaní s údajmi referenčnej tabuľky.
Kc - environmentálny faktor, určený z tabuľky 3.
Tabuľka 3- Korekčný faktor pre niektoré podmienky prostredia.
Faktor prostredia koriguje lepší prenos tepla v dôsledku okolitých podmienok. Preto sa skutočné výsledky výpočtu budú mierne líšiť od tabuľkových hodnôt.
Priemer d, mm a plocha prierezu S, mm 2 sa volí podľa prevádzkového prúdu a výpočtovej teploty z tabuľky 4
Tabuľka 4- Prípustné zaťaženie nichrómového drôtu pri 20 °C, zavesené vodorovne na nehybnom vzduchu.
Dĺžka drôtu jednej časti:
L \u003d (U f 2 S * 10 -6) / (ρ 20 Rs x 10 3)
ρ 20 - rezistivita pri teplote 20 ° C, vybraná z tabuľky 1;
α - teplotný koeficient odporu, určený z príslušného stĺpca v tabuľke 1.
Priemer špirály:
D = (6…10) d, mm.
Určte stúpanie špirály:
h = (2…4) d, mm
Stúpanie špirály ovplyvňuje produktivitu práce. Pri vyšších hodnotách sa zvyšuje prestup tepla.
Počet závitov špirály
W = (lx10 3)/ (√h 2 + (πD) 2)
Dĺžka špirály:
Ak je účelom ohrievača drôtu zvýšiť teplotu kvapaliny, prevádzkový prúd sa zvýši o 1,5-násobok vypočítanej hodnoty. V prípade výpočtu ohrievača s uzavretým typom sa odporúča znížiť prevádzkový prúd o 1,2 krát.
Klasifikácia ohrievačov podľa teploty
Ohrievače podľa maximálnej prípustnej teploty sú rozdelené do piatich tried:
Možnosti riešenia problémov
Najväčšia pravdepodobnosť zlyhania elektrických ohrievačov v dôsledku oxidácie povrchu vykurovacieho odporu.
Faktory, ktoré ovplyvňujú rýchlosť zničenia ohrievača:
Vzhľadom na to, že elektrické vykurovacie zariadenia pracujú nad prípustné hodnoty týchto parametrov, najčastejšie sa vyskytujú poruchy: spálenie kontaktov, porušenie mechanickej pevnosti nichrómového drôtu.
Oprava vykurovacieho telesa vyrobeného z nichrómu sa vykonáva spájkovaním alebo krútením.