Калькулятор рассчета нагревателей из фехраля и нихрома

Какие потребители считаются беспотерьными и что такое перетоки?

В представленной выше формуле используется понятие «беспотерьные», которое определяется по коммерческим приборам учета на подстанциях высокого напряжения. Предприятие или организация самостоятельно несут расходы на потери электроэнергии, которые учитываются прибором учета в точке подключения к сетям.

Что касается перетоков, то они также относятся к беспотерьным, хотя высказывание не совсем корректное. В общем понимании это электрическая энергия, которая из одной энергосистемы отправляется в другую. Учет осуществляется также с использованием приборов.

Обогреватель 12 вольт своими руками

Как сделать обогреватель 12 вольт своими руками: подробная фото инструкция.

Этот простой обогреватель работает по принципу тепловой пушки, вентилятор гонит воздух на разогретую спираль, в результате чего создаётся поток тёплого воздуха. Работает устройство от 12 V источника питания, его можно подключить к бортовой сети автомобиля или к аккумулятору на 12 V.

Для изготовления самоделки понадобятся материалы:

  • Жестяная банка.
  • Кулер с решёткой от компьютера на 12 V.
  • Нихромовая проволока.
  • Гипс.
  • Шприц.
  • Провода.
  • Выключатель.
  • Кусок стальной проволоки.

Весь процесс изготовления самодельного обогревателя показан на этих фото.

В качестве нагревательного элемента автор использовал кусок нихромовой проволоки толщиной 1,8 мм, длиной 61 см. Проволоку нужно намотать в виде спирали, здесь автор намотал проволоку на 30 кубовый медицинский шприц.

Теперь нужно изготовить основу на которой будет держаться спираль, делается она из гипса. Гипс замешивается с водой до жидкой консистенции, набираем жидкий гипс в шприц.

Через пол часа гипс застынет и его можно извлечь разрезав шприц пополам.

Из жестяной банки сделаем корпус.

Устанавливаем на консервную банку решётку от вентилятора.

На заднюю крышку крепим вентилятор.

Корпус окрашиваем.

Извлекаем из шприца застывший гипс.

На торцах гипсовой заготовки делаем отверстия для крепления к корпусу банки.

Одеваем нихромовую спираль.

Крепим.

Подключаем выключатель и провода.

Вот схема подключения спирали и вентилятора для обогревателя.

Из стальной проволоки выгибаем ножки для обогревателя.

Автор замерил температуру работающего обогревателя.

Вот такой самодельный обогреватель на 12 вольт можно сделать своими руками из подручных материалов.

Популярные самоделки

samodelki-n.ru

Литература

  • David Darling. The Universal Book of Mathematics: From Abracadabra to Zeno’s Paradoxes. — John Wiley & Sons, 2004. — ISBN 9780471270478.
  • Ivars Peterson. Sea Shell Spirals. — Society for Science & the Public, 2005-04-01.
  • Keith Devlin. The myth that will not go away. — May 2007.
  • Midhat Gazale. Gnomon: From Pharaohs to Fractals. — Princeton University Press, 1999. — ISBN 9780691005140.
  • Charles B. Madden. Fractals in Music: introductory mathematics for musical analysis. — High Art Press, 1999. — ISBN 0-9671727-6-4.
  • Klaus Mainzer. Symmetries of Nature: A Handbook for Philosophy of Nature and Science. — Walter de Gruyter, 1996. — ISBN 3-11-012990-6.
  • Priya Hemenway. Divine Proportion: Φ Phi in Art, Nature, and Science. — Sterling Publishing Co, 2005. — ISBN 1-4027-3522-7.

Рассчет шага укладки кабеля при его спиральной укладке на трубе

Во время хранения или транспортирования продуктов по трубопроводах температура веществ снижается. Часто это влечет за собой серьезные последствия – застывание, замерзание, кристаллизация или увеличение вязкости продукта, следовательно, происходит закупорка трубопроводов и остановка технологического процесса. Для предотвращение этого рекомендуется применять электрический кабельный обогрев.

Для компенсирования тепловых потерь на трубопровод монтируется нагревательный кабель. Удельная мощность греющего кабеля должна быть равной или больше тепловых потерь с погонного метра трубы. Величина теплопотерь зависит от диаметра трубопровода, необходимой температуры поддержания, минимальной температуры окружающей среды, типа теплоизоляции и ее толщины.

Выбранный кабель прокладывается вдоль трубы в местах, соответствующих точкам на часовом циферблате приблизительно “4 часа 30 минут” и “7 часов 30 минут”. Недопустимо прокладывать кабель на самой низкой точке при горизонтальном расположении труб.

Иногда уложить греющий кабель в нижней части трубопровода не предоставляется возможным. Для таких случаев существуют альтернативные варианты расположения кабеля – спиральная укладка или укладка “волной”.

Справочные таблицы

Электрическое сопротивление – это одна из самых важных характеристик нихрома.

Оно определяется многими факторами, в частности электрическое сопротивление нихрома зависит от размеров проволоки или ленты, марки сплава.

Общая формула для активного сопротивления имеет вид:

R = ρ · l / S

R – активное электрическое сопротивление (Ом), ρ- удельное электрическое сопротивление (Ом·мм), l- длина проводника (м), S – площадь сечения (мм2)

Значения электрического сопротивления для 1 м нихромовой проволоки Х20Н80

1 Ø 0,1 137,00
2 Ø 0,2 34,60
3 Ø 0,3 15,71
4 Ø 0,4 8,75
5 Ø 0,5 5,60
6 Ø 0,6 3,93
7 Ø 0,7 2,89
8 Ø 0,8 2,2
9 Ø 0,9 1,70
10 Ø 1,0 1,40
11 Ø 1,2 0,97
12 Ø 1,5 0,62
13 Ø 2,0 0,35
14 Ø 2,2 0,31
15 Ø 2,5 0,22
16 Ø 3,0 0,16
17 Ø 3,5 0,11
18 Ø 4,0 0,087
19 Ø 4,5 0,069
20 Ø 5,0 0,056
21 Ø 5,5 0,046
22 Ø 6,0 0,039
23 Ø 6,5 0,0333
24 Ø 7,0 0,029
25 Ø 7,5 0,025
26 Ø 8,0 0,022
27 Ø 8,5 0,019
28 Ø 9,0 0,017
29 Ø 10,0 0,014

Значения электрического сопротивления для 1 м нихромовой ленты Х20Н80

1 0,1×20 2 0,55
2 0,2×60 12 0,092
3 0,3×2 0,6 1,833
4 0,3×250 75 0,015
5 0,3×400 120 0,009
6 0,5×6 3 0,367
7 0,5×8 4 0,275
8 1,0×6 6 0,183
9 1,0×10 10 0,11
10 1,5×10 15 0,073
11 1,0×15 15 0,073
12 1,5×15 22,5 0,049
13 1,0×20 20 0,055
14 1,2×20 24 0,046
15 2,0×20 40 0,028
16 2,0×25 50 0,022
17 2,0×40 80 0,014
18 2,5×20 50 0,022
19 3,0×20 60 0,018
20 3,0×30 90 0,012
21 3,0×40 120 0,009
22 3,2×40 128 0,009

Расчет нихромовой спирали

При намотке спирали из нихрома для нагревательных приборов эту операцию зачастую выполняют “на глазок”, а затем, включая спираль в сеть, по нагреву нихромового провода подбирают требующееся количество витков. Обычно такая процедура занимает много времени, да и нихром расходуется попусту.

Рассчитайте длину нихромовой проволоки площадью поперечного сечения 0,05 мм2, необходимой дляРассчитайте длину нихромовой проволоки площадью поперечного сечения 0,05 мм2, необходимой для

Чтобы рационализировать эту работу при использовании нихромовой спирали на напряжение 220 В, предлагаю воспользоваться данными приведенными в таблице, из расчета, что удельное сопротивление нихрома = (Ом · мм2 / м) C.

С ее помощью можно быстро определить длину намотки виток к витку в зависимости от толщины нихромового провода и диаметра 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

1,5 49 1,5 59 1,5 77 2 64 2 76 2 84 3 68 3 78
2 30 2 43 2 68 3 46 3 53 3 64 4 54 4 72
3 21 3 30 3 40 4 36 4 40 4 49 5 46 6 68
4 16 4 22 4 28 5 30 5 33 5 40 6 40 8 52
5 13 5 18 5 24 6 26 6 30 6 34 8 31
6 20 8 22 8 26 10 24

Например, требуется определить длину нихромовой спирали на напряжение 380 В из провода толщиной 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 массы нихрома Х20Н80 (проволока и лента)

В данной таблице приведена теоретическая масса 1 метра нихромовой проволоки и ленты. Она изменяется в зависимости от размеров продукции.

Ø 0,4 8,4 0,126 0,001
Ø 0,5 8,4 0,196 0,002
Ø 0,6 8,4 0,283 0,002
Ø 0,7 8,4 0,385 0,003
Ø 0,8 8,4 0,503 0,004
Ø 0,9 8,4 0,636 0,005
Ø 1,0 8,4 0,785 0,007
Ø 1,2 8,4 1,13 0,009
Ø 1,4 8,4 1,54 0,013
Ø 1,5 8,4 1,77 0,015
Ø 1,6 8,4 2,01 0,017
Ø 1,8 8,4 2,54 0,021
Ø 2,0 8,4 3,14 0,026
Ø 2,2 8,4 3,8 0,032
Ø 2,5 8,4 4,91 0,041
Ø 2,6 8,4 5,31 0,045
Ø 3,0 8,4 7,07 0,059
Ø 3,2 8,4 8,04 0,068
Ø 3,5 8,4 9,62 0,081
Ø 3,6 8,4 10,2 0,086
Ø 4,0 8,4 12,6 0,106
Ø 4,5 8,4 15,9 0,134
Ø 5,0 8,4 19,6 0,165
Ø 5,5 8,4 23,74 0,199
Ø 5,6 8,4 24,6 0,207
Ø 6,0 8,4 28,26 0,237
Ø 6,3 8,4 31,2 0,262
Ø 7,0 8,4 38,5 0,323
Ø 8,0 8,4 50,24 0,422
Ø 9,0 8,4 63,59 0,534
Ø 10,0 8,4 78,5 0,659
1 x 6 8,4 6 0,050
1 x 10 8,4 10 0,084
0,5 x 10 8,4 5 0,042
1 x 15 8,4 15 0,126
1,2 x 20 8,4 24 0,202
1,5 x 15 8,4 22,5 0,189
1,5 x 25 8,4 37,5 0,315
2 x 15 8,4 30 0,252
2 x 20 8,4 40 0,336
2 x 25 8,4 50 0,420
2 x 32 8,4 64 0,538
2 x 35 8,4 70 0,588
2 x 40 8,4 80 0,672
2,1 x 36 8,4 75,6 0,635
2,2 x 25 8,4 55 0,462
2,2 x 30 8,4 66 0,554
2,5 x 40 8,4 100 0,840
3 x 25 8,4 75 0,630
3 x 30 8,4 90 0,756
1,8 x 25 8,4 45 0,376
3,2 x 32 8,4 102,4 0,860

Расчет массы вольфрамовой проволоки

8 0,008 0,19 0,0010 0,97 1031,32
9 0,009 0,25 0,0012 1,23 814,87
10 0,01 0,30 0,0015 1,52 660,04
11 0,011 0,37 0,0018 1,83 545,49
12 0,012 0,44 0,0022 2,18 458,36
13 0,013 0,51 0,0026 2,56 390,56
14 0,014 0,59 0,0030 2,97 336,76
15 0,015 0,68 0,0034 3,41 293,35
16 0,016 0,78 0,0039 3,88 257,83
17 0,017 0,88 0,0044 4,38 228,39
18 0,018 0,98 0,0049 4,91 203,72
19 0,019 1,09 0,0055 5,47 182,84
20 0,02 1,21 0,0061 6,06 165,01
30 0,03 2,73 0,0136 13,64 73,34
40 0,04 4,85 0,0242 24,24 41,25
50 0,05 7,58 0,0379 37,88 26,40
60 0,06 10,91 0,0545 54,54 18,33

Формула

Спираль Фибоначчи аппроксимирует золотую спираль с использованием четвертинок окружности в квадратах с размерами квадратов, равных числам Фибоначчи. На рисунке показаны квадраты с размерами 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21.

Уравнение для золотой спирали в полярной системе координат то же самое, что и для других логарифмических спиралей, но со специальным значением коэффициента роста — φ4:

r=aφ±2θπ{\displaystyle r=a\varphi ^{\pm {\frac {2\theta }{\pi }}}},

где a — произвольная положительная вещественная константа, а φ=5+12{\displaystyle \varphi ={\frac {{\sqrt {5}}+1}{2}}} — золотое сечение.

Основное свойство логарифмической спирали: угол между радиус-вектором, исходящим из полюса, и касательной к спирали — μ — постоянен, и для золотой спирали определяется формулой:

tg(μ)= г/r’ = π/(2lnφ),

где r’ = dr/dθ. Откуда μ ≈ 73°.

Основы теории ламповых генераторов. Вопросы для самоконтроля

1. Назначение радиопередатчика, его роль в системе радиосвязи. Что такое «радиосигнал » (перечислите диапазоны частот информации – речи, музыки).

2. Структурная схема радиопередатчика, назначение ее основных блоков.

3. Поясните назначение основных элементов схемы генератора с независимым возбуждением на триоде, роль электронной лампы и роль колебательного контура. Каковы фазовые соотношения между переменными составляющими напряжений на аноде еа, и на сетке, еg.

4. Токораспределение в лампе. Что такое « электронный режим» лампы, какие электронные режимы Вы знаете и от чего они зависят.

5. Задачи расчета генератора. В чем заключается квазилинейная теория А.И.Берга и каковы ее преимущества.

6. Из каких соображений выбирают угол отсечки анодного тока лампы генератора с независимым возбуждением.

7. Изобразите нагрузочные характеристики лампового генератора, поясните каждую из них.

8. Изобразите эквивалентную схему генератора, работающего в недонапряженном или критическом режимах на настроенную нагрузку. Каково назначение этой схемы и каков физический смысл ее парметров. Напишите выражение для первой гармоники анодного тока. Что такое коэффициент приведения ai и как он зависит от угла отсечки анодного тока q (нарисуйте график ai =f (q ) ).

9. Изобразите эквивалентную схему генератора, работающего в недонапряженном режиме на расстроенную нагрузку, напишите выражения для приведенных параметров лампы и поясните их физический смысл.

10. Изобразите эквивалентную схему генератора, работающего в перенапряженном режиме на расстроенную нагрузку, напишите выражения для приведенных параметров лампы и поясните их физический смысл, изобразите

импульсы суммарного и анодного токов.

11. Пользуясь эквивалентной схемой генератора, изобразите зависимость первой гармоники анодного тока Ia1 от амплитуды напряжения возбуждения Ugm при трех значениях напряжения смещения на управляющей сетке:

Eg =E’g, |Eg|<|E’g| и |Eg|>|E’g|, где E’g — напряжение запирания ( при этом напряжение анодного питания Еа и эквивалентное сопротивление нагрузки лампы Rэ постоянны). Покажите на анодно-сеточной характеристике лампы все три рабочие точки. Охарактеризуйте электронный режим лампы.

12. Пользуясь эквивалентной схемой объясните, как первая гармоника анодного тока Ia1 и электронный режим лампы зависят от напряжения смещения на управляющей сетке Eg при неизменных значениях Ea, Ugm, Rэ. Прикаких значениях угла отсечки анодного тока эта зависимость линейная и почему.

13. Изобразите и объясните зависимость первой гармоники анодного тока Ia1 и электронного режима лампы от напряжения на аноде (на этом же графике должны быть показаны суммарный и сеточный токи)

14. Перечислите преимущества, достигаемые в радиопередатчиках при использовании умножения частоты.

15. Сравните ламповые (транзисторные) и варакторные умножители частоты. Как выбирают угол отсечки анодного тока лампы умножителя. Чем обусловлены трудности умножения в большое число раз ламповыми и транзисторными умножителями.

16. Изобразите структурную схему варакторного умножителя частоты и объясните, каково назначение всех ее элементов.

17. Каково влияние высших гармоник на электронный КПД генератора. В чем принцип повышения КПД за счет высших гармоник.

18. Каковы особенности, достоинства и недостатки параллельного и последовательного (двухтактного) включений ламп в генераторе.

19. Если при параллельном или двухтактном включении генераторных ламп, работающих в критическом режиме, выйдет из строя одна лампа, то как и почему изменится электронный режим оставшейся лампы

20. Каковы достоинства и недостатки схемы с заземленной сеткой.

21. Перечислите и сравните основные методы сложения мощностей

22. Что такое ключевой режим работы генератора, в чем его особенности и каковы основные показатели ключевых свойств приборов, работающих в этом режиме. Понятия об электронном КПД и КПД по первой гармонике.

23. Ключевые генераторы с резистивной нагрузкой и с формирующим контуром.

Литература

1. «Радиопередающие устройства» под ред. В.В.Шахгильдяна. M., Радио и связь,1996г.,гл. 2.

2. «Устройства генерирования и формирования радиосигналов» под ред. Г.М.Уткина. М. Радио и связь,1994г., гл. 1-3 и 7.

3.»Транзисторные генераторы гармонических колебаний в ключевом режиме» под ред И.А.Попова. М., «Радио и связь»,1985г.

4. Шумилин М.С. и др. «Радиопередающие устройства». М., «Радио и связь», 1990г., гл.2, п.2.15.

Фазовая и частотная модуляции. Вопросы для самопроверки

1. Напишите выражение, описывающее колебания с угловой модуляцией.

2. Что такое «индекс» угловой модуляции. Каковы энергетические показатели генератора с угловой модуляции и каков спектр колебаний с угловой модуляцией, в чем его особенности.

3. Как зависят от параметров модулирующего сигнала низкой частоты индексы фазовой (ФМ) и частотной модуляций (ЧМ). Изобразите спектры колебаний с ФМ и с ЧМ при постоянной амплитуде модулирующего сигнала и двух значениях модулирующей частоты: F<sub>1 </sub>и F<sub>2</sub>=2F<sub>1</sub>.

4. Перечислите достоинства и недостатки передатчиков с ЧМ по сравнению с передатчиками, модулированными по амплитуде.

5. Какие методы осуществления ЧМ Вы знаете, каковы их достоинства и недостатки.

6. Какими методами обеспечивают стабильность средней частоты автогенератора при прямых методах ЧМ.

7. Какие требования предъявляют к частотным модуляторам. Расскажите об основных типах частотных модуляторов: о реактивных лампах, схеме Шитикова, варикапах.

8. В чем причина высокой помехоустойчивости ЧМ.

9. Каковы особенности частотной модуляции кварцевого автогенератора.

Литература

1. «Радиопередающие устройства» под ред. В.В.Шахгильдяна. M., Радио и связь, 1996г., глава 8.

2. «Устройства генерирования и формирования радиосигналов» под ред. Г.М.Уткина. М., Радио и связь,1994г., главы 17 и 19.

3. Лабораторный практикум по курсу «Радиопередающие устройства» под ред. Л.А. Корнеева. М., изд. МЭИ, 1980г., с.6972.

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 отличается тем, что его электросопротивление мало меняется при изменении температуры. Из нее изготавливают резисторы, соединители электронных схем, ответственные детали вакуумных приборов.

Описание

Уравнение Архимедовой спирали в полярной системе координат записывается так:

(1)  ρ=kφ,{\displaystyle \rho =k\varphi ,}

где k — смещение точки M по лучу r, при повороте на угол равный одному радиану.

Повороту прямой на 2π{\displaystyle 2\pi } соответствует смещение a = |BM| = |MA| = 2kπ{\displaystyle 2k\pi }.
Число a — называется шагом спирали. Уравнение Архимедовой спирали можно переписать так:

ρ=a2πφ.{\displaystyle \rho ={\frac {a}{2\pi }}\varphi .}

При вращении луча против часовой стрелки получается правая спираль (синяя линия) (см. Рис. 2), при вращении по часовой стрелке — левая спираль (зелёная линия).


Рис. 2

Обе ветви спирали (правая и левая) описываются одним уравнением (1). Положительным значениям φ{\displaystyle \varphi } соответствует правая спираль, отрицательным — левая спираль. Если точка M будет двигаться по прямой UV из отрицательных значений через центр вращения O и далее в положительные значения, вдоль прямой UV, то точка M опишет обе ветви спирали.

Луч OV, проведённый из начальной точки O, пересекает спираль бесконечное число раз — точки B, M, A и так далее. Расстояния между точками B и M, M и A равны шагу спирали a=2kπ{\displaystyle a=2k\pi }. При раскручивании спирали расстояние от точки O до точки M стремится к бесконечности, при этом шаг спирали остаётся постоянным (конечным), то есть чем дальше от центра, тем ближе витки спирали по форме приближаются к окружности.

9.2. Расчет числа витков и диаметра плоской спирали

Для расчёта плоских спиралей удобно пользоваться эмпирической формулой:

, мкГн

откуда число витков n равно

n=10,5, (9.4)

где и — соответственно минимальный и максимальный диаметры спирали (рис.9.5); h – шаг намотки спирали в мм, выбор которого был рассмотрен выше; n – число витков. Формула (9.3) справедлива при 0,2<<0,7. При < 0,2 и > 0,7 можно воспользоваться формулой:

L=6,28·10-3 ∙Dсрn2·[ln(4Dср/c )–0,5] , (9.5)

где с = h∙n, Dср=Dmin+(n – 1)·h.

Рис. 9.5. Плоская спираль.

В формуле (9.5) индуктивность L – в мкГн, а все линейные размеры – в см.

Обычно отношение Dmin/Dmax выбирают от 0,3 до 0,6. После определения числа витков n можно вычислить и , воспользовавшись уже выбранным отношением и формулой

Dmax= ,

или (9.6)

Dmin= .

Не следует делать 50 мм. Обычно = (10 – 20)∙h при навивке спирали из ленты и = (5 – 8)∙h при навивке из трубки. Невыполнение этих условий затрудняет навивку спирали и приводит к неоправданному увеличению габаритов.

Литература

1. «Проектирование радиопередатчиков» под ред. В.В. Шахгильдяна. М. «Радио и связь», 2000г., с .317.

2. Лапицкий Е. Г., Семенов А.М., Сосновкин Л. М. «Расчет диапозонных радиопередатчиков». Л., «Энергия», 1974., с.254.

3. Шумилин М. С. «Проектирование радиопередающих устройств». М. Связь, 1980г., с.119. 4. Финкельштейн Л.А. и Гиршман Г.Х. «Антенные контуры широкодиапазонных коротковолновых передатчиков». М.,Л., Госэнергоиздат, 1960г., с.82.

Литература

  • David Darling. The Universal Book of Mathematics: From Abracadabra to Zeno’s Paradoxes. — John Wiley & Sons, 2004. — ISBN 9780471270478.
  • Ivars Peterson. Sea Shell Spirals. — Society for Science & the Public, 2005-04-01.
  • Keith Devlin. The myth that will not go away. — May 2007.
  • Midhat Gazale. Gnomon: From Pharaohs to Fractals. — Princeton University Press, 1999. — ISBN 9780691005140.
  • Charles B. Madden. Fractals in Music: introductory mathematics for musical analysis. — High Art Press, 1999. — ISBN 0-9671727-6-4.
  • Klaus Mainzer. Symmetries of Nature: A Handbook for Philosophy of Nature and Science. — Walter de Gruyter, 1996. — ISBN 3-11-012990-6.
  • Priya Hemenway. Divine Proportion: Φ Phi in Art, Nature, and Science. — Sterling Publishing Co, 2005. — ISBN 1-4027-3522-7.

Сколько стоят нихромовые или фехралевые нагреватели

Стоимость муфельной печи напрямую зависит от особенностей элементов ее сборки. Важную роль в формировании цены имеет и материал нагревателя. Ключевое отличие фехраль от нихрома в том, что обойдется соединение железа, хрома и алюминия в 3-5 раз дешевле, чем то, где есть никель.

Не стоит спешить при выборе сплава. Для начала просчитайте:

  • Максимальную температуру нагрева.
  • Время бесперебойного функционирования техники.
  • Частоту включений и выключений оборудования.

Только после этого стоит принимать решение о покупке. Не стоит гнаться за более низкой ценой. Если нагреватель будет быстро изнашиваться, его постоянные замены и перебои при эксплуатации прибора обойдутся значительно дороже.

Купить муфельные печи с качественными нагревателями, Вы всегда можете в . Мы подберем для Вас идеальное решение «под ключ», которое будет надежным и долговечным. Обращайтесь!

Нагреватели для муфельных печей: требования к материалам изготовления

Если Вы сомневаетесь, фехраль или нихром, что лучше подойдет в качестве основы для нагревателя муфельной печи, рассмотрите их характеристики. Каждый из них имеет разные показатели:

  • Электрического сопротивления. Чем оно выше, тем лучше. Сплавы с высоким показателем электросопротивления быстрее нагреваются. Использовать их можно в меньших объемах, чем остальное сырье. Это очень удобно. В таком случае появляется возможность установить нагреватель из нихромовой проволоки внутри конструкции. Большого пространства для этого не потребуется.
  • Постоянности физических свойств. Очень трудно работать с динамичными элементами, такими как неметаллы. Приходится прибегать к применению дополнительных трансформаторов. Это может усложнить процесс эксплуатации промышленного сушильного шкафа или муфельной печи.
  • Температурного коэффициента. Когда меняется уровень температур, становится другим и электрическое сопротивление элемента. Нагреватель из нихрома изменяет свои показатели минимально.
  • Жаропрочности. Предельный уровень отличается у разных материалов. Изучив технические характеристики, Вы увидите, насколько устойчив нихром или фехраль к высоким температурам.

Промышленный сушильный шкаф должен иметь очень качественную конструкцию, в том числе, обладать надежным нагревательным элементом

Примечания

  1. Выгодский М. Я. Справочник по высшей математике. М.: Наука, 1977, с. 884.
  2. Прохоров А. Золотая спираль, Квант, 1984, №9.
  3. Аракелян. Г. Математика и история золотого сечения, М.: Логос, 2014, с. 50.
  4. Albrecht Durer (1525): Unterweysung der Messung mit dem Zirkel und Richtscheyt, in Linien Ebnen und gantzen Corporen. Verlag Dr. Alfons Uhl (Reprint 2000), Nordlingen, ISBN 3 921503 65 5 (Engl. Transl.: The Painter’s Manual, Abaris Books, New York 1977).
  5. , с. 14–16.
  6. Петухов С. В. Матричная генетика, алгебры генетического кода, помехоустойчивость. — Москва: Регулярная и хаотическая динамика, 2008. — С. 107.
  7. , с. 3.
  8. , с. 22–38.

Удельное сопротивление нихрома, плотность, теплопроводность, теплоемкость

Рассмотрены состав и основные физические свойства нихрома: удельное электрическое сопротивление, температура плавления, максимальная рабочая температура, удельная теплоемкость, коэффициент теплового линейного расширения, плотность нихрома и его теплопроводность.

Свойства в таблицах указаны для следующих марок:

  • ферронихром Х15Н60;
  • нихром Х20Н80;
  • сплав Nikrothal 80;
  • сплав, содержащий 10% хрома и 90% никеля.

Удельное сопротивление нихрома, его температура плавления и применения

В таблице представлено удельное электрическое сопротивление нихрома в зависимости от температуры в интервале от 20 до 1200°С. Удельное сопротивление нихрома указано в размерности мкОм·м. Например, при температуре 900°С нихром Х20Н80-Н имеет удельное электрическое сопротивление, равное 1,149 микро Ом·м (или 1,149·10-6 Ом·м).

С ростом температуры удельное сопротивление нихрома увеличивается. В процессе нагрева увеличение сопротивления нихрома от температуры может составлять 7…11% в интервале 20…1200°С. Однако, прямая линейная зависимость удельного сопротивления от температуры характерна только для ферронихрома Х15Н60, содержащего большое количество железа.

Сплавы Ni-Cr с низким содержанием железа имеют иной характер зависимости сопротивления от температуры: нихром Х20Н80 показывает снижение величины удельного сопротивления в диапазоне от 500 до 900°С; удельное сопротивление нихрома марки Nikrothal 80 не зависит от температуры в интервале 400…900°С.

20 1,12 1,13 1,09
100 1,135 1,137 1,101
200 1,152 1,147 1,112
300 1,172 1,155 1,123
400 1,189 1,163 1,134
500 1,203 1,166 1,134
600 1,213 1,156 1,134
700 1,213 1,148 1,134
800 1,22 1,147 1,134
900 1,229 1,149 1,134
1000 1,238 1,158 1,145
1100 1,248 1,167 1,155
1200 1,175 1,166

Температура плавления нихрома составляет 1400°С. Ферронихром Х15Н60 имеет чуть более низкую температуру плавления. Максимальная рабочая температура рассмотренных сплавов имеет значение 1125…1200°С.

Основное назначение нихрома — применение в виде ленты и проволоки для электрических нагревателей. Необходимо отметить, что максимальная температура применения нихромовой проволоки существенно зависит от ее диаметра.

Например, согласно ГОСТ 12766.1-90, для проволоки Х20Н80-Н диаметром 0,2 мм максимальная рабочая температура на воздухе составляет всего 950°С. При увеличении диаметра такой проволоки до 1 мм ее рабочая температура может достигать 1100°С.

Х15Н60 55-61% Ni, 15-18% Cr, остальное Fe 1390 1125
Х20Н80-Н Основной Ni, 20-23% Cr, Fe не более 1% 1400 1200
Nikrothal 80 Основной Ni, 19-21% Cr, Fe не более 2% 1400 1200

Теплоемкость, линейное расширение, плотность и теплопроводность нихрома

В таблице представлены следующие физические свойства нихрома: удельная теплоемкость при 25°С, средний коэффициент теплового линейного расширения в интервале температуры от 20 до 1000°С и плотность нихрома при 25°С.

Следует отметить, что рассмотренные марки нихрома имеют близкие значения физических свойств. Плотность нихрома находится в диапазоне 8200…8660 кг/м3 и повышается с увеличением содержания в сплаве никеля. Коэффициент теплового линейного расширения нихрома при 20…1000°С имеет значение (17…18)·10-6 град-1. Удельная теплоемкость нихрома, в зависимости от марки, составляет 440…460 Дж/(кг·град).

Нихром (10%Cr + 90%Ni) 460 18 8660
Х15Н60 460 17 8200
Х20Н80-Н 440 18 8400
Nikrothal 80 460 17,2 8300

Теплопроводность нихрома имеет величину, близкую по значению с теплопроводностью нержавеющей стали. В таблице приведены данные по теплопроводности рассмотренных сплавов при различных температурах в интервале от 0 до 600°С.

Теплопроводность нихрома увеличивается при нагревании. С повышением содержания никеля в сплаве его коэффициент теплопроводности повышается. К примеру, сплав, содержащий 10% Cr и 90% Ni, имеет наибольшую теплопроводность из рассмотренных сплавов, равную 17,4 Вт/(м·град) при 20°С.

t, °С →

020100200300400500600

Нихром (10%Cr + 90%Ni)
17,1
17,4
18,9
20,9
22,8
24,7

Х15Н60
11,8

13,3
14,6
16,1
17,5

Х20Н80-Н
12,2
13,6
13,8
15,6
17,2
18,9

22,6

Nikrothal 80

15
15
15
15
17
19
21

Окончательный вывод формулы

Рассмотрим подробнее систему уравнений:

Возведем в квадрат первое уравнение и попарно перемножим их.

В левой части мы видим выражение для мощности, а так же памятуя о том, что произведение коэффициентов равно единице, окончательно перепишем:

Отсюда получим выражение для токового коэффициента:

И для резистивного коэффициента (они взаимообратны):


где Рном и Uном – это номинальные мощность и напряжение, маркированные на цоколе или на колбе лампы.

Осталось подставить эти значения коэффициентов в “РАСЩЕПЛЕННУЮ” формулу Закона Ома, и мы получим окончательные выражения для тока и сопротивления.

Домножая последнее соотношение на Ux, получим:

Чтобы не забивать себе голову этими квадратами, кубами и корнями, достаточно запомнить простую зависимость, которая вытекает из последнего соотношения . Возводя последнее соотношение в квадрат, мы получаем ясную и понятную формулу:

Для любой лампочки с вольфрамовой нитью накала отношение куба напряжения к квадрату мощности является величиной ПОСТОЯННОЙ.

Полученные соотношения показали прекрасное соответствие практическим результатам (измерениям) в широком диапазоне изменения параметров напряжения и для весьма различных типов ламп накаливания, начиная от комнатных, автомобильных и заканчивая лампочками для карманных фонариков

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий