ელექტრო ღუმელის ნიკელის სპირალი 5მ სიგრძისაა

ნიქრომი 1905 წელს გამოიგონა ალბერტ მარშმა, რომელიც აერთიანებდა ნიკელს (80%) და ქრომს (20%). დღეისათვის არსებობს სხვადასხვა ბრენდის შენადნობების ათამდე მოდიფიკაცია. ალუმინი, მანგანუმი, რკინა, სილიციუმი, ტიტანი, მოლიბდენი და ა.შ. დამატებულია, როგორც დამატებითი შენადნობის მინარევები, მისი გამორჩეული თვისებების გამო, ეს ლითონი ფართოდ გამოიყენება ელექტრო მოწყობილობების წარმოებაში.

ნიქრომის ძირითადი თვისებები

ნიქრომი განსხვავებულია:

  • მაღალი სითბოს წინააღმდეგობა. მაღალ ტემპერატურაზე მისი მექანიკური თვისებები არ იცვლება;
  • პლასტიურობა, რომელიც საშუალებას გაძლევთ გააკეთოთ ნიქრომული სპირალები, მავთულები, ლენტები, ძაფები შენადნობიდან;
  • დამუშავების სიმარტივე. ნიქრომისგან დამზადებული პროდუქტები კარგად არის შედუღებული და დალუქული;
  • მაღალი წინააღმდეგობა კოროზიის მიმართ სხვადასხვა გარემოში.
  • ნიქრომის წინააღმდეგობა მაღალია.

ძირითადი თვისებები

  • სიმკვრივეა 8200-8500 კგ/მ3.
  • ნიქრომის დნობის წერტილი არის 1400 C.
  • მაქსიმალური სამუშაო ტემპერატურაა 1100°C.
  • სიძლიერე - 650-700 მპა.
  • ნიქრომის წინაღობა არის 1.05-1.4 Ohm.

ნიქრომული მავთულის მარკირება

ნიქრომის მავთული არის შესანიშნავი მასალა სხვადასხვა ელექტრო გათბობის ელემენტებისთვის, რომლებიც გამოიყენება თითქმის ყველა ინდუსტრიაში. თითქმის ყველა საყოფაცხოვრებო გათბობის მოწყობილობას აქვს ნიქრომისგან დამზადებული ელემენტები.

მავთულის ასოებით მარკირება:

  • "H" - გამოიყენება, როგორც წესი, გათბობის ელემენტებში.
  • "C" - გამოიყენება წინააღმდეგობის ელემენტებში.
  • "TEN" - განკუთვნილია მილისებური ელექტრო გამათბობლებისთვის.

შიდა სტანდარტების მიხედვით, არსებობს რამდენიმე ძირითადი ბრენდი:

  • ორმაგი მავთული X20N80. შენადნობის შემადგენლობაში შედის: ნიკელი - 74%, ქრომი - 23%, ასევე თითო 1% რკინა, სილიციუმი და მანგანუმი.
  • სამმაგი X15N60. შენადნობი შედგება 60% ნიკელის და 15% ქრომისგან. მესამე კომპონენტია რკინა (25%). შენადნობის გაჯერება რკინით შესაძლებელს ხდის მნიშვნელოვნად შეამციროს ნიქრომის ღირებულება, რომლის ფასიც საკმაოდ მაღალია და ამავდროულად შეინარჩუნოს მისი სითბოს წინააღმდეგობა. გარდა ამისა, იზრდება მისი დამუშავების უნარი.
  • ნიქრომის ყველაზე იაფი ვარიანტია X25N20. ეს არის რკინით მდიდარი შენადნობი, რომელშიც შენარჩუნებულია მექანიკური თვისებები, მაგრამ სამუშაო ტემპერატურა შეზღუდულია 900°C-მდე.

ნიქრომის გამოყენება

მათი მაღალი ხარისხის და უნიკალური მახასიათებლების წყალობით, ნიქრომის პროდუქტები შეიძლება გამოყენებულ იქნას იქ, სადაც საჭიროა საიმედოობა, სიმტკიცე და წინააღმდეგობა ქიმიურად აგრესიულ გარემოში და ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე.

ნიქრომის სპირალები და მავთული თითქმის ყველა ტიპის გათბობის მოწყობილობის განუყოფელი ნაწილია. ნიქრომი გვხვდება ტოსტერებში, თონეებში, გამათბობელებში და ღუმელებში. შენადნობმა ასევე იპოვა გამოყენება რეზისტორებსა და რეოსტატებში, რომლებიც მუშაობენ მაღალი სიცხის ქვეშ. ნიქრომი ასევე გვხვდება ელექტრო ნათურებში და შედუღების უთოებში. ნიქრომის სპირალებს აქვთ სითბოს წინააღმდეგობა და მნიშვნელოვანი წინააღმდეგობა, რაც მათ საშუალებას აძლევს გამოიყენონ მაღალტემპერატურულ საშრობი და ცეცხლგამძლე ღუმელებში.

ასევე გამოიყენება ნიქრომის ჯართი. იგი დნება და მასალა კვლავ გამოიყენება. ნიკელის და ქრომის შენადნობი გამოიყენება ქიმიურ ლაბორატორიებში. ეს შემადგენლობა არ რეაგირებს უმეტეს ტუტეებთან და მჟავებთან. დეფორმირებული ნიქრომის გამაცხელებელი კოჭები გამოიყენება ელექტრონულ სიგარეტში.

ამ მიზნებისათვის ადრე გამოყენებულ რკინასთან შედარებით, ნიქრომის პროდუქტები უფრო უსაფრთხოა, არ ნაპერწკალს, არ ჟანგდება და არ აქვს გამდნარი ადგილები.


ნიქრომის დნობის წერტილი არის 1400°C, ამიტომ მომზადებისას უცხო სუნი ან ორთქლი არ იგრძნობა.

ინჟინრები კვლავ იკვლევენ ამ მასალის უნიკალურ თვისებებს, მუდმივად აფართოებენ მისი გამოყენების ფარგლებს.

სახლში ნიქრომის მავთულები გამოიყენება თვითნაკეთი მოწყობილობების, ჯიგზის და საჭრელების დასამზადებლად, როგორიცაა, მაგალითად, ქაფის ან ხის საჭრელი მანქანა, შედუღების უთო, ხის დაწვის მოწყობილობა, შედუღების აპარატები, საყოფაცხოვრებო გამათბობლები და ა.შ.

ყველაზე პოპულარული მავთულებია X20H80 და X15H60.

სად ვიყიდო ნიქრომის მავთული?

ეს პროდუქტი იყიდება რულონებად (კოჭები, კოჭები) ან ლენტის სახით. ნიქრომული მავთულის კვეთა შეიძლება იყოს ოვალური, წრის, კვადრატის ან ტრაპეციის სახით.

სად შემიძლია მივიღო ან ვიყიდო ნიქრომის პროდუქტები? ჩვენ გთავაზობთ გავითვალისწინოთ ყველაზე გავრცელებული და შესაძლო ვარიანტები:

  1. უპირველეს ყოვლისა, შეგიძლიათ დაუკავშირდეთ ორგანიზაციას, რომელიც აწარმოებს ამ პროდუქტებს და შეუკვეთოთ. თქვენ შეგიძლიათ გაიგოთ ასეთი საწარმოების ზუსტი მისამართი საქონლისა და მომსახურების შესახებ სპეციალურ საინფორმაციო მაგიდებზე, რომლებიც ხელმისაწვდომია თითქმის ყველა დიდ ქალაქში. ოპერატორს შეეძლება გითხრათ სად იყიდოთ და მოგცეთ ტელეფონის ნომერი. გარდა ამისა, ინფორმაცია ასეთი პროდუქტების ასორტიმენტის შესახებ შეგიძლიათ იხილოთ მწარმოებლების ოფიციალურ ვებსაიტებზე.
  2. თქვენ შეგიძლიათ შეიძინოთ ნიქრომის პროდუქტები სპეციალიზირებულ მაღაზიებში, მაგალითად, რადიოს კომპონენტები, ხელოსნებისთვის მასალები, როგორიცაა "მოხელე ხელები" და ა.შ.

  3. შეიძინეთ კერძო პირებისგან, რომლებიც ყიდიან რადიოს კომპონენტებს, სათადარიგო ნაწილებს და სხვა ლითონის პროდუქტებს.
  4. ნებისმიერ ტექნიკის მაღაზიაში.
  5. ბაზარზე შეგიძლიათ შეიძინოთ ძველი მოწყობილობა, მაგალითად, ლაბორატორიული რიოსტატი და აიღოთ ნიქრომი.
  6. ნიქრომის მავთულის ნახვა ასევე შეგიძლიათ სახლში. მაგალითად, სწორედ აქედან მზადდება ელექტრო ღუმელის სპირალი.

თუ საჭიროა დიდი შეკვეთის განთავსება, მაშინ პირველი ვარიანტი ყველაზე შესაფერისია. თუ თქვენ გჭირდებათ მცირე რაოდენობის ნიქრომის მავთული, ამ შემთხვევაში შეგიძლიათ გაითვალისწინოთ ყველა სხვა ელემენტი სიაში. ყიდვისას აუცილებლად მიაქციეთ ყურადღება ეტიკეტს.

ნიქრომის სპირალური გრაგნილი

დღეს ნიქრომის სპირალი მრავალი გათბობის მოწყობილობის ერთ-ერთი მთავარი ელემენტია. გაციების შემდეგ ნიქრომს შეუძლია შეინარჩუნოს პლასტიურობა, რის წყალობითაც ასეთი მასალისგან დამზადებული სპირალი ადვილად შეიძლება მოიხსნას, შეიცვალოს ფორმა ან, საჭიროების შემთხვევაში, მორგებული იყოს შესაფერის ზომაზე. სამრეწველო პირობებში სპირალის დახვევა ხდება ავტომატურად. სახლში, ასევე შეგიძლიათ გააკეთოთ ხელით გრაგნილი. მოდით უფრო დეტალურად განვიხილოთ, თუ როგორ უნდა გავაკეთოთ ეს.


თუ მზა ნიქრომის სპირალის პარამეტრები მის სამუშაო მდგომარეობაში არც თუ ისე მნიშვნელოვანია, გრაგნილის დროს შეგიძლიათ გააკეთოთ გამოთვლა, ასე ვთქვათ, "თვალით". ამისათვის თქვენ უნდა აირჩიოთ მობრუნების საჭირო რაოდენობა, რაც დამოკიდებულია ნიქრომული მავთულის გაცხელებაზე, ხოლო პერიოდულად ჩართეთ სპირალი ქსელში და შეამციროთ ან გაზარდოთ შემობრუნების რაოდენობა. ეს გრაგნილი პროცედურა ძალიან მარტივია, მაგრამ მას შეიძლება საკმაოდ დიდი დრო დასჭირდეს და ნიქრომის ნაწილი იკარგება.

სპირალური გრაგნილის გამოთვლების სიმარტივისა და სიზუსტის გასაზრდელად, შეგიძლიათ გამოიყენოთ სპეციალური ონლაინ კალკულატორი.

მობრუნების საჭირო რაოდენობის გამოთვლის შემდეგ, შეგიძლიათ დაიწყოთ მისი დახვევა ღეროზე. მავთულის გაჭრის გარეშე, ფრთხილად უნდა დააკავშიროთ ნიქრომის სპირალი ძაბვის წყაროსთან. შემდეგ შეამოწმეთ გამოთვლების სისწორე სპირალის დახვევისთვის. მნიშვნელოვანია გავითვალისწინოთ, რომ დახურული ტიპის სპირალებისთვის გრაგნილის სიგრძე უნდა გაიზარდოს გაანგარიშებით მიღებული მნიშვნელობის მესამედით.

მიმდებარე მოხვევებს შორის ერთი და იგივე მანძილის უზრუნველსაყოფად, თქვენ უნდა შემოახვიოთ ორი მავთული: ერთი - ნიქრომი, მეორე - ნებისმიერი სპილენძი ან ალუმინი, დიამეტრით, რომელიც უდრის საჭირო უფსკრულის. როდესაც გრაგნილი დასრულებულია, დამხმარე მავთული ფრთხილად უნდა დაიჭრას.

ნიქრომის ღირებულება

ერთადერთი ნაკლი, რაც ნიქრომს აქვს, არის ფასი. ამრიგად, ორკომპონენტიანი შენადნობი საცალო ვაჭრობის დროს შეფასებულია დაახლოებით 1000 რუბლზე თითო კილოგრამზე. ნიქრომის მარკების ღირებულება ლიგატურით არის დაახლოებით 500-600 რუბლი.

დასკვნა

ნიქრომული პროდუქტების არჩევისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ მონაცემები საინტერესო პროდუქტის ქიმიური შემადგენლობის, მისი ელექტრული გამტარობისა და წინააღმდეგობის, დიამეტრის ფიზიკური მახასიათებლების, განივი კვეთის, სიგრძის და ა.შ. ასევე მნიშვნელოვანია შესაბამისობის შესახებ კითხვა დოკუმენტაცია. გარდა ამისა, თქვენ უნდა შეძლოთ ვიზუალურად განასხვავოთ შენადნობი მისი, ასე ვთქვათ, "კონკურენტებისგან". მასალის სწორი არჩევანი არის ელექტროტექნიკის საიმედოობის გასაღები.

fb.ru

ამოცანების მაგალითები

Ნაწილი 1

1. დირიჟორში მიმდინარე სიძლიერე გაიზარდა 2-ჯერ. როგორ შეიცვლება მასში გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა დროის ერთეულზე, თუ გამტარის წინაღობა მუდმივი რჩება?

1) გაიზრდება 4-ჯერ
2) შემცირდება 2-ჯერ
3) გაიზრდება 2-ჯერ
4) შემცირდება 4-ჯერ

2. ელექტრო ღუმელის სპირალის სიგრძე 2-ჯერ შემცირდა. როგორ შეიცვლება სპირალში გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა ერთეულ დროში, თუ ქსელის ძაბვა რჩება მუდმივი?

1) გაიზრდება 4-ჯერ
2) შემცირდება 2-ჯერ
3) გაიზრდება 2-ჯერ
4) შემცირდება 4-ჯერ

3. რეზისტორის წინააღმდეგობა (R_1) ოთხჯერ ნაკლებია რეზისტორის წინააღმდეგობაზე (R_2). მიმდინარე მუშაობა რეზისტორ 2-ში

1) 4-ჯერ მეტი, ვიდრე რეზისტორ 1-ში
2) 16-ჯერ მეტი, ვიდრე რეზისტორ 1-ში
3) 4-ჯერ ნაკლები, ვიდრე რეზისტორ 1-ში
4) 16-ჯერ ნაკლები, ვიდრე რეზისტორ 1-ში

4. რეზისტორის წინააღმდეგობა (R_1) 3-ჯერ აღემატება რეზისტორის წინააღმდეგობას (R_2). სითბოს რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა რეზისტორ 1-ში


1) 3-ჯერ მეტი ვიდრე რეზისტორ 2-ში
2) 9-ჯერ მეტი, ვიდრე რეზისტორ 2-ში
3) 3-ჯერ ნაკლები, ვიდრე რეზისტორ 2-ში
4) 9-ჯერ ნაკლები, ვიდრე რეზისტორ 2-ში

5. წრე აწყობილია დენის წყაროდან, ნათურიდან და თხელი რკინის მავთულიდან, რომლებიც დაკავშირებულია სერიაში. ნათურა უფრო კაშკაშა ანათებს თუ

1) შეცვალეთ მავთული უფრო თხელი რკინისთ
2) შეამცირეთ მავთულის სიგრძე
3) შეცვალეთ მავთული და ნათურა
4) რკინის მავთულის შეცვლა ნიქრომით

6. ნახაზი გვიჩვენებს ზოლიანი დიაგრამას. იგი გვიჩვენებს ძაბვის მნიშვნელობებს ერთი და იგივე წინააღმდეგობის ორი გამტარის ბოლოებზე (1) და (2). შეადარეთ მიმდინარე სამუშაოს (A_1) და (A_2) მნიშვნელობები ამ დირიჟორებში ამავე დროს.

1) (A_1=A_2).
2) (A_1=3A_2)
3) (9A_1=A_2)
4) (3A_1=A_2)

7. ნახაზი გვიჩვენებს ზოლიანი დიაგრამას. იგი აჩვენებს მიმდინარე მნიშვნელობებს იმავე წინააღმდეგობის ორ დირიჟორში (1) და (2). შეადარეთ მიმდინარე სამუშაოს (A_1) და (A_2) მნიშვნელობები ამ დირიჟორებში ამავე დროს.


1) (A_1=A_2).
2) (A_1=3A_2)
3) (9A_1=A_2)
4) (3A_1=A_2)

8. თუ ოთახის გასანათებლად იყენებთ 60 და 100 ვტ სიმძლავრის ნათურებს ჭაღში, მაშინ

A. დიდი დენი იქნება 100 ვტ ნათურაში.
B. 60 ვტ ნათურას უფრო დიდი წინააღმდეგობა აქვს.

შემდეგი განცხადება(ები) მართალია:

1) მხოლოდ ა
2) მხოლოდ B
3) A და B
4) არც A და არც B

9. პირდაპირი დენის წყაროსთან დაკავშირებული ელექტრო ღუმელი მოიხმარს 108 კჯ ენერგიას 120 წამში. რა არის ამჟამინდელი სიძლიერე კრამიტის სპირალში, თუ მისი წინააღმდეგობა არის 25 Ohms?

1) 36 ა
2) 6 ა
3) 2.16 ა
4) 1,5 ა

10. 5 ა დენის მქონე ელექტრო ღუმელი მოიხმარს 1000 კჯ ენერგიას. რა დრო სჭირდება დენის გავლას კრამიტის სპირალში, თუ მისი წინააღმდეგობა 20 Ohms-ია?

1) 10000 წმ
2) 2000 წ
3) 10 წმ
4) 2 წმ

11. ელექტრო ღუმელის ნიკელის სპირალი შეიცვალა იმავე სიგრძისა და განივი ფართობის ნიქრომით. დაამყარეთ კორესპონდენცია ფიზიკურ სიდიდეებსა და მათ შესაძლო ცვლილებებს შორის, როდესაც ფილა დაკავშირებულია ელექტრო ქსელთან. ჩაწერეთ არჩეული რიცხვები ცხრილში შესაბამისი ასოების ქვეშ. პასუხში მოცემული რიცხვები შეიძლება განმეორდეს.


ფიზიკური რაოდენობა
ა) სპირალის ელექტრული წინააღმდეგობა
ბ) ელექტრული დენის სიძლიერე სპირალში
ბ) კრამიტის მიერ მოხმარებული ელექტროენერგია

ცვლილების ბუნება
1) გაიზარდა
2) შემცირდა
3) არ შეცვლილა

12. დაადგინეთ შესაბამისობა ფიზიკურ სიდიდეებსა და ფორმულებს შორის, რომლებითაც განისაზღვრება ეს რაოდენობები. ჩაწერეთ არჩეული რიცხვები ცხრილში შესაბამისი ასოების ქვეშ.

ფიზიკური რაოდენობები
ა) მიმდინარე სამუშაო
ბ) დენის სიძლიერე
ბ) დენის სიმძლავრე

ფორმულები
1) (ფრაქ(q)(t)).
2) (qU).
3) (ფრაქ(RS)(L)).
4) (UI).
5) (ფრაქ(U)(I)).

Მე -2 ნაწილი

13. გამათბობელი რიგად არის დაკავშირებული 7,5 Ohms წინააღმდეგობის მქონე 220 ვ ძაბვის ქსელში რიოსტატით. როგორია გამათბობელის წინაღობა, თუ ელექტრული დენის სიმძლავრე რეოსტატში არის 480 W?

ძალიან ხშირად, თუ გსურთ გააკეთოთ ან შეკეთება გამათბობელისაკუთარი ხელით ელექტრო ღუმელების დამზადებისას ადამიანს ბევრი კითხვა უჩნდება. მაგალითად, რა დიამეტრის უნდა ავიღოთ მავთული, როგორი უნდა იყოს მისი სიგრძე, ან რა სიმძლავრის მიღება შეიძლება მოცემული პარამეტრებით მავთულის ან ლენტის გამოყენებით და ა.შ. ამ საკითხის გადაჭრის სწორი მიდგომით აუცილებელია საკმაოდ ბევრი პარამეტრის გათვალისწინება, მაგალითად, გამავალი დენის სიძლიერე გამათბობელი, სამუშაო ტემპერატურა, ელექტრო ქსელის ტიპი და სხვა.

ამ სტატიაში მოცემულია ძირითადი ინფორმაცია გამათბობლების წარმოებაში ყველაზე გავრცელებული მასალების შესახებ ელექტრო ღუმელები, ასევე მათი გაანგარიშების მეთოდები და მაგალითები (ელექტრო ღუმელების გამათბობლების გაანგარიშება).

გამათბობლები. მასალები გამათბობლების წარმოებისთვის

პირდაპირ გამათბობელი- ღუმელის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ელემენტია, ეს არის ის, რომელიც ახორციელებს გათბობას, აქვს უმაღლესი ტემპერატურა და განსაზღვრავს მთლიანი გათბობის ინსტალაციის მუშაობას. აქედან გამომდინარე, გამათბობლები უნდა აკმაყოფილებდეს მთელ რიგ მოთხოვნებს, რომლებიც მოცემულია ქვემოთ.

მოთხოვნები გამათბობელებისთვის

გამათბობლების ძირითადი მოთხოვნები (გამათბობელი მასალები):
  • გამათბობლებს უნდა ჰქონდეთ საკმარისი სითბოს წინააღმდეგობა (მასშტაბიანი წინააღმდეგობა) და სითბოს წინააღმდეგობა. სითბოს წინააღმდეგობა - მექანიკური სიმტკიცე მაღალ ტემპერატურაზე. სითბოს წინააღმდეგობა - ლითონებისა და შენადნობების წინააღმდეგობა გაზის კოროზიის მიმართ მაღალ ტემპერატურაზე (თბომედეგობის და სითბოს წინააღმდეგობის თვისებები უფრო დეტალურად არის აღწერილი გვერდზე).
  • გამათბობელიელექტრო ღუმელში უნდა იყოს დამზადებული მაღალი ელექტრული წინაღობის მქონე მასალისგან. მარტივი სიტყვებით, რაც უფრო მაღალია მასალის ელექტრული წინააღმდეგობა, მით უფრო თბება იგი. ამიტომ, თუ თქვენ იღებთ მასალას უფრო დაბალი წინააღმდეგობის მქონე, დაგჭირდებათ უფრო დიდი სიგრძის და მცირე კვეთის ფართობის გამათბობელი. ყოველთვის არ არის შესაძლებელი ღუმელში საკმარისად გრძელი გამათბობლის განთავსება. ასევე გასათვალისწინებელია, რომ, რაც უფრო დიდია მავთულის დიამეტრი, საიდანაც მზადდება გამათბობელი, მით უფრო გრძელია მისი მომსახურების ვადა . მაღალი ელექტრული წინააღმდეგობის მქონე მასალების მაგალითებია ქრომი-ნიკელის შენადნობი, რკინა-ქრომი-ალუმინის შენადნობი, რომლებიც არის ზუსტი შენადნობები მაღალი ელექტრული წინააღმდეგობით.
  • წინააღმდეგობის დაბალი ტემპერატურის კოეფიციენტი არის მნიშვნელოვანი ფაქტორი გამათბობელისთვის მასალის არჩევისას. ეს ნიშნავს, რომ როდესაც ტემპერატურა იცვლება, მასალის ელექტრული წინააღმდეგობა გამათბობელიდიდად არ იცვლება. თუ ელექტრული წინააღმდეგობის ტემპერატურული კოეფიციენტი მაღალია, ღუმელის ცივ მდგომარეობაში ჩართვისთვის აუცილებელია ტრანსფორმატორების გამოყენება, რომლებიც თავდაპირველად უზრუნველყოფენ შემცირებულ ძაბვას.
  • გამათბობელი მასალების ფიზიკური თვისებები მუდმივი უნდა იყოს. ზოგიერთ მასალას, მაგალითად, კარბორუნდუმს, რომელიც წარმოადგენს არალითონურ გამათბობელს, შეუძლია დროთა განმავლობაში შეცვალოს მათი ფიზიკური თვისებები, კერძოდ, ელექტრული წინააღმდეგობა, რაც ართულებს მათ სამუშაო პირობებს. ელექტრული წინააღმდეგობის სტაბილიზაციისთვის გამოიყენება ტრანსფორმატორები დიდი რაოდენობით საფეხურებით და ძაბვის დიაპაზონით.
  • ლითონის მასალებს უნდა ჰქონდეთ კარგი ტექნოლოგიური თვისებები, კერძოდ ელასტიურობა და შედუღება, რათა მათი გამოყენება შესაძლებელი იყოს დასამზადებლად. მავთული, ფირზე, ხოლო ლენტიდან - რთული კონფიგურაციის გათბობის ელემენტები. ასევე გამათბობლებიშეიძლება დამზადდეს არალითონებისგან. არალითონური გამათბობლები დაჭერით ან ყალიბდება მზა პროდუქტში.

მასალები გამათბობლების წარმოებისთვის

ყველაზე შესაფერისი და ყველაზე გამოყენებული ელექტრო ღუმელების გამათბობლების წარმოებაში არის ზუსტი შენადნობები მაღალი ელექტრული წინააღმდეგობით. მათ შორისაა შენადნობები, რომლებიც დაფუძნებულია ქრომისა და ნიკელის საფუძველზე ( ქრომი-ნიკელი), რკინა, ქრომი და ალუმინი ( რკინა-ქრომი-ალუმინი). განხილულია ამ შენადნობების ხარისხები და თვისებები ”ზუსტი შენადნობები. მარკები". ქრომი-ნიკელის შენადნობების წარმომადგენლები არიან კლასის X20N80, X20N80-N (950-1200 °C), X15N60, X15N60-N (900-1125 °C), რკინა-ქრომი-ალუმინის შენადნობები - კლასები X23Yu10 °C (95Yu10) , X27Yu5T (950-1350 °C), X23Yu5 (950-1200 °C), X15YU5 (750-1000 °C). ასევე არსებობს რკინა-ქრომ-ნიკელის შენადნობები - Kh15N60Yu3, Kh27N70YUZ.

ზემოთ ჩამოთვლილ შენადნობებს აქვთ კარგი სითბოს წინააღმდეგობა და სითბოს წინააღმდეგობის თვისებები, ამიტომ მათ შეუძლიათ მუშაობა მაღალ ტემპერატურაზე. კარგი სითბოს წინააღმდეგობაუზრუნველყოფს ქრომის ოქსიდის დამცავ ფილმს, რომელიც წარმოიქმნება მასალის ზედაპირზე. ფილმის დნობის წერტილი უფრო მაღალია, ვიდრე თავად შენადნობის დნობის წერტილი;

მივცეთ ნიქრომისა და ფეხრალის შედარებითი აღწერა.
ნიქრომის უპირატესობები:

  • კარგი მექანიკური თვისებები დაბალ და მაღალ ტემპერატურაზე;
  • შენადნობი მცოცავი მდგრადია;
  • აქვს კარგი ტექნოლოგიური თვისებები - ელასტიურობა და შედუღება;
  • კარგად დამუშავებული;
  • არ ბერდება, არამაგნიტურია.
ნიქრომის ნაკლოვანებები:
  • ნიკელის მაღალი ღირებულება - შენადნობის ერთ-ერთი მთავარი კომპონენტი;
  • დაბალი სამუშაო ტემპერატურა ფეხრალთან შედარებით.
ფეჰრალის უპირატესობები:
  • უფრო იაფი შენადნობია ნიქრომთან შედარებით, რადგან არ შეიცავს ;
  • აქვს უკეთესი სითბოს წინააღმდეგობა ნიქრომთან შედარებით, მაგალითად, fechral X23Yu5T შეუძლია იმუშაოს 1400 °C-მდე ტემპერატურაზე (1400 °C არის მაქსიმალური სამუშაო ტემპერატურა Ø 6.0 მმ ან მეტი მავთულისგან დამზადებული გამათბობელისთვის; Ø 3.0 - 1350 °C; Ø 1,0 - 1225 °C;
ფეხრალის ნაკლოვანებები:
  • მყიფე და სუსტი შენადნობი, ეს უარყოფითი თვისებები განსაკუთრებით გამოხატულია მას შემდეგ, რაც შენადნობი იმყოფება 1000 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე;
  • რადგან ვინაიდან ფეხრალი შეიცავს რკინას, ეს შენადნობი მაგნიტურია და ნოტიო ატმოსფეროში ნორმალურ ტემპერატურაზე ჟანგდება;
  • აქვს დაბალი მცოცავი წინააღმდეგობა;
  • ურთიერთქმედებს ცეცხლმოკიდებული ფენით და რკინის ოქსიდებთან;
  • ექსპლუატაციის დროს ფეხრალის გამათბობლები მნიშვნელოვნად აგრძელებენ.
ასევე შენადნობების შედარება ფეხრალიდა ნიქრომისტატიაში მომზადებული.

ბოლო დროს შეიქმნა Kh15N60Yu3 და Kh27N70YUZ ტიპის შენადნობები, ე.ი. 3% ალუმინის დამატებით, რამაც საგრძნობლად გააუმჯობესა შენადნობების სითბოს წინააღმდეგობა და ნიკელის არსებობა პრაქტიკულად აღმოფხვრა რკინა-ქრომი-ალუმინის შენადნობების უარყოფითი მხარეები. შენადნობები Kh15N60YUZ, Kh27N60YUZ არ ურთიერთქმედებენ ცეცხლგამძლე თიხასთან და რკინის ოქსიდებთან, საკმაოდ კარგად დამუშავებული, მექანიკურად ძლიერი და არამყიფეა. X15N60YUZ შენადნობის მაქსიმალური სამუშაო ტემპერატურაა 1200 °C.

ნიკელის, ქრომის, რკინისა და ალუმინის საფუძველზე ზემოაღნიშნული შენადნობების გარდა, გამათბობლების დასამზადებლად გამოიყენება სხვა მასალები: ცეცხლგამძლე ლითონები, ასევე არალითონები.

გამათბობლების დასამზადებლად არალითონებს შორის გამოიყენება ნახშირბადი, მოლიბდენის დიზილიციდი, ქვანახშირი და გრაფიტი. მაღალტემპერატურულ ღუმელებში გამოიყენება კარბორუნდისა და მოლიბდენის დიზილიციდური გამათბობლები. დამცავი ატმოსფეროს მქონე ღუმელებში გამოიყენება ქვანახშირისა და გრაფიტის გამათბობლები.

ცეცხლგამძლე მასალებს შორის გამათბობლად შეიძლება გამოვიყენოთ ტანტალი და ნიობიუმი. მაღალი ტემპერატურის ვაკუუმ ღუმელებში და დამცავი ატმოსფეროს მქონე ღუმელებში ისინი გამოიყენება მოლიბდენის გამათბობლებიდა ვოლფრამი. მოლიბდენის გამათბობლებს შეუძლიათ იმუშაონ 1700 °C ტემპერატურამდე ვაკუუმში და 2200 °C-მდე დამცავ ატმოსფეროში. ეს ტემპერატურული განსხვავება განპირობებულია მოლიბდენის აორთქლებით 1700 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე ვაკუუმში. ვოლფრამის გამათბობლებს შეუძლიათ მუშაობა 3000 °C-მდე. განსაკუთრებულ შემთხვევებში გამოიყენება ტანტალისა და ნიობიუმისგან დამზადებული გამათბობლები.

ელექტრო ღუმელის გამათბობლების გაანგარიშება

როგორც წესი, ამის საწყისი მონაცემები არის სიმძლავრე, რომელიც უნდა უზრუნველყოფდეს გამათბობლებს, მაქსიმალური ტემპერატურა, რომელიც საჭიროა შესაბამისი ტექნოლოგიური პროცესის განსახორციელებლად (დადუღება, გამკვრივება, აგლომერაცია და ა.შ.) და ელექტრო ღუმელის სამუშაო სივრცის ზომები. . თუ ღუმელის სიმძლავრე არ არის მითითებული, ის შეიძლება განისაზღვროს ცერის წესით. გამათბობლების გაანგარიშებისას აუცილებელია მივიღოთ დიამეტრი და სიგრძე (მავთულისთვის) ან განივი ფართობი და სიგრძე (ლენტისთვის), რაც აუცილებელია გამათბობლების წარმოება.

ასევე აუცილებელია განისაზღვროს მასალა, საიდანაც უნდა დამზადდეს. გამათბობლები(ეს პუნქტი არ არის განხილული სტატიაში). ამ სტატიაში გამათბობელ მასალად განიხილება მაღალი ელექტრული წინააღმდეგობის მქონე ქრომი-ნიკელის ზუსტი შენადნობი, რომელიც ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარულია გათბობის ელემენტების წარმოებაში.

გამათბობელის (ნიკრომული მავთულის) დიამეტრისა და სიგრძის განსაზღვრა ღუმელის მოცემული სიმძლავრესთვის (მარტივი გაანგარიშება)

ალბათ უმარტივესი ვარიანტი გამათბობლის გათვლებინიქრომიდან არის დიამეტრის და სიგრძის არჩევანი მოცემული გამათბობლის სიმძლავრეზე, მიწოდების ძაბვაზე, ასევე ტემპერატურაზე, რომელიც ექნება გამათბობელს. მიუხედავად გაანგარიშების სიმარტივისა, მას აქვს ერთი თვისება, რომელსაც ქვემოთ მივაქცევთ ყურადღებას.

გათბობის ელემენტის დიამეტრისა და სიგრძის გაანგარიშების მაგალითი

საწყისი მონაცემები:
მოწყობილობის სიმძლავრე = 800 W; ქსელის ძაბვა = 220 ვ; გამათბობელი ტემპერატურა 800 °C. ნიქრომის მავთული X20N80 გამოიყენება როგორც გამათბობელი.

1. ჯერ უნდა განსაზღვროთ მიმდინარე სიძლიერე, რომელიც გაივლის გამათბობელ ელემენტს:
I=P/U = 800 / 220 = 3,63 ა.

2. ახლა თქვენ უნდა იპოვოთ გამათბობლის წინააღმდეგობა:
R=U/I = 220 / 3.63 = 61 Ohm;

3. 1-ლი ნაბიჯის გავლისას მიღებული დენის სიძლიერის მნიშვნელობიდან გამომდინარე ნიქრომული გამათბობელი, თქვენ უნდა აირჩიოთ მავთულის დიამეტრი. და ეს წერტილი მნიშვნელოვანია. თუ, მაგალითად, 6 A დენით იყენებთ ნიქრომის მავთულს 0,4 მმ დიამეტრით, ის დაიწვება. ამიტომ, მიმდინარე სიძლიერის გამოთვლის შემდეგ, აუცილებელია ცხრილიდან შეარჩიოთ მავთულის შესაბამისი დიამეტრის მნიშვნელობა. ჩვენს შემთხვევაში, 3,63 ა დენის და 800 °C გამათბობლის ტემპერატურისთვის, ჩვენ ვირჩევთ ნიქრომულ მავთულს დიამეტრით. = 0,35 მმ და კვეთის ფართობი = 0,096 მმ 2.

მავთულის დიამეტრის არჩევის ზოგადი წესიშეიძლება ჩამოყალიბდეს შემდეგნაირად: აუცილებელია მავთულის შერჩევა, რომლის დასაშვები დენის სიძლიერე არ არის ნაკლები გამათბობელზე გამავალი გამოთვლილი დენის სიძლიერეზე. გამათბობლის მასალის დაზოგვის მიზნით, თქვენ უნდა აირჩიოთ მავთული, რომლის დასაშვები დენის ყველაზე მაღალი (დათვლილზე) სიმძლავრეა..

ცხრილი 1

დასაშვები დენი, რომელიც გადის ნიქრომული მავთულის გამათბობელში, რომელიც შეესაბამება მავთულის გარკვეულ გათბობის ტემპერატურას, რომელიც ჰორიზონტალურად არის შეჩერებული მშვიდ ჰაერში ნორმალურ ტემპერატურაზე
დიამეტრი, მმ ნიქრომული მავთულის განივი ფართობი, მმ 2 ნიქრომული მავთულის გათბობის ტემპერატურა, °C
200 400 600 700 800 900 1000
მაქსიმალური დასაშვები დენი, ა
5 19,6 52 83 105 124 146 173 206
4 12,6 37,0 60,0 80,0 93,0 110,0 129,0 151,0
3 7,07 22,3 37,5 54,5 64,0 77,0 88,0 102,0
2,5 4,91 16,6 27,5 40,0 46,6 57,5 66,5 73,0
2 3,14 11,7 19,6 28,7 33,8 39,5 47,0 51,0
1,8 2,54 10,0 16,9 24,9 29,0 33,1 39,0 43,2
1,6 2,01 8,6 14,4 21,0 24,5 28,0 32,9 36,0
1,5 1,77 7,9 13,2 19,2 22,4 25,7 30,0 33,0
1,4 1,54 7,25 12,0 17,4 20,0 23,3 27,0 30,0
1,3 1,33 6,6 10,9 15,6 17,8 21,0 24,4 27,0
1,2 1,13 6,0 9,8 14,0 15,8 18,7 21,6 24,3
1,1 0,95 5,4 8,7 12,4 13,9 16,5 19,1 21,5
1,0 0,785 4,85 7,7 10,8 12,1 14,3 16,8 19,2
0,9 0,636 4,25 6,7 9,35 10,45 12,3 14,5 16,5
0,8 0,503 3,7 5,7 8,15 9,15 10,8 12,3 14,0
0,75 0,442 3,4 5,3 7,55 8,4 9,95 11,25 12,85
0,7 0,385 3,1 4,8 6,95 7,8 9,1 10,3 11,8
0,65 0,342 2,82 4,4 6,3 7,15 8,25 9,3 10,75
0,6 0,283 2,52 4 5,7 6,5 7,5 8,5 9,7
0,55 0,238 2,25 3,55 5,1 5,8 6,75 7,6 8,7
0,5 0,196 2 3,15 4,5 5,2 5,9 6,75 7,7
0,45 0,159 1,74 2,75 3,9 4,45 5,2 5,85 6,75
0,4 0,126 1,5 2,34 3,3 3,85 4,4 5,0 5,7
0,35 0,096 1,27 1,95 2,76 3,3 3,75 4,15 4,75
0,3 0,085 1,05 1,63 2,27 2,7 3,05 3,4 3,85
0,25 0,049 0,84 1,33 1,83 2,15 2,4 2,7 3,1
0,2 0,0314 0,65 1,03 1,4 1,65 1,82 2,0 2,3
0,15 0,0177 0,46 0,74 0,99 1,15 1,28 1,4 1,62
0,1 0,00785 0,1 0,47 0,63 0,72 0,8 0,9 1,0

შენიშვნა :
  • თუ გამათბობლები განლაგებულია გაცხელებული სითხის შიგნით, მაშინ დატვირთვა (დასაშვები დენი) შეიძლება გაიზარდოს 1.1 - 1.5-ჯერ;
  • გამათბობლების დახურული მოწყობით (მაგალითად, კამერის ელექტრო ღუმელებში), საჭიროა დატვირთვის შემცირება 1.2 - 1.5-ჯერ (უფრო მცირე კოეფიციენტი აღებულია სქელი მავთულისთვის, უფრო დიდი - თხელი მავთულისთვის).
4. შემდეგი, განსაზღვრეთ ნიქრომის მავთულის სიგრძე.
R = ρ l/S ,
სად - გამტარის (გამათბობლის) ელექტრული წინააღმდეგობა [Ohm], ρ - გამათბობელი მასალის სპეციფიკური ელექტრული წინააღმდეგობა [Ohm მმ 2/მ], - გამტარის სიგრძე (გამათბობელი) [მმ], - გამტარის (გამათბობლის) კვეთის ფართობი [მმ 2].

ამრიგად, ჩვენ ვიღებთ გამათბობლის სიგრძეს:
l = R S / ρ = 61 · 0,096 / 1,11 = 5,3 მ.

ამ მაგალითში გამათბობლად გამოიყენება ნიქრომის მავთული Ø 0,35 მმ. Შესაბამისად "მავთული დამზადებულია მაღალი ელექტრული წინააღმდეგობის ზუსტი შენადნობებისგან. ტექნიკური მახასიათებლები"ნიქრომული მავთულის კლასის X20N80 ელექტრული წინაღობის ნომინალური მნიშვნელობა არის 1.1 Ohm მმ 2 / მ ( ρ = 1.1 Ohm მმ 2 / მ), იხილეთ ცხრილი. 2.

გამოთვლების შედეგია ნიქრომული მავთულის საჭირო სიგრძე, რომელიც არის 5,3 მ, დიამეტრი - 0,35 მმ.

მაგიდა 2

გამათბობელის (ნიკრომული მავთულის) დიამეტრისა და სიგრძის განსაზღვრა მოცემული ღუმელისთვის (დეტალური გაანგარიშება)

ამ პუნქტში წარმოდგენილი გაანგარიშება უფრო რთულია, ვიდრე ზემოთ. აქ ჩვენ გავითვალისწინებთ გამათბობლების დამატებით პარამეტრებს და შევეცდებით გავიგოთ გამათბობლების სამფაზიან დენის ქსელთან დაკავშირების ვარიანტები. ჩვენ გამოვთვლით გამათბობელს, მაგალითად, ელექტრო ღუმელის გამოყენებით. დაე, საწყისი მონაცემები იყოს ღუმელის შიდა ზომები.

1. პირველი რაც უნდა გააკეთოთ არის ღუმელის შიგნით არსებული კამერის მოცულობის გამოთვლა. ამ შემთხვევაში ავიღოთ = 490 მმ, = 350 მმ და = 350 მმ (სიმაღლე, სიგანე და სიღრმე შესაბამისად). ამრიგად, ჩვენ ვიღებთ მოცულობას V = სთ დ ლ = 490 · 350 · 350 = 60 · 10 6 მმ 3 = 60 ლ (მოცულობის საზომი).

2. შემდეგი, თქვენ უნდა განსაზღვროთ სიმძლავრე, რომელსაც ღუმელი უნდა აწარმოოს. სიმძლავრე იზომება ვატებში (W) და განისაზღვრება ემპირიული წესი: 10 - 50 ლიტრი მოცულობის ელექტრო ღუმელისთვის სპეციფიური სიმძლავრეა 100 ვტ/ლ (ვატი მოცულობის ლიტრზე), 100 - 500 ლიტრი მოცულობისთვის - 50 - 70 ვტ/ლ. ავიღოთ კონკრეტული სიმძლავრე 100 ვტ/ლ მოცემული ღუმელისთვის. ამრიგად, ელექტრო ღუმელის გამაცხელებელი ძალა უნდა იყოს = 100 · 60 = 6000 W = 6 კვტ.

აღსანიშნავია, რომ 5-10 კვტ სიმძლავრით გამათბობლებიჩვეულებრივ მზადდება ერთფაზიანი. მაღალი სიმძლავრის დროს, ქსელის თანაბარი დატვირთვის უზრუნველსაყოფად, გამათბობლები მზადდება სამფაზიანი.

3. შემდეგ თქვენ უნდა იპოვოთ გამათბობელში გამავალი დენი I=P/U , სად - გამათბობლის სიმძლავრე, - ძაბვა გამათბობელზე (მის ბოლოებს შორის) და გამათბობლის წინააღმდეგობა R=U/I .

შეიძლება იყოს ელექტრო ქსელთან დაკავშირების ორი ვარიანტი:

  • ერთფაზიან საყოფაცხოვრებო ქსელამდე - შემდეგ = 220 ვ;
  • ინდუსტრიულ სამფაზიან დენის ქსელში - = 220 ვ (ნეიტრალურ მავთულსა და ფაზას შორის) ან = 380 V (ნებისმიერ ორ ფაზას შორის).
შემდგომი გამოთვლები განხორციელდება ცალკე ერთფაზიანი და სამფაზიანი კავშირებისთვის.

I=P/U = 6000 / 220 = 27.3 A - დენი გადის გამათბობელში.
შემდეგი, თქვენ უნდა განსაზღვროთ ღუმელის გამათბობლის წინააღმდეგობა.
R=U/I = 220 / 27.3 = 8.06 Ohm.

ნახაზი 1 მავთულის გამათბობელი ერთფაზიან დენის ქსელში

მავთულის დიამეტრისა და მისი სიგრძის საჭირო მნიშვნელობები განისაზღვრება ამ პუნქტის მე-5 პუნქტში.

ამ ტიპის კავშირით დატვირთვა თანაბრად ნაწილდება სამ ფაზაზე, ე.ი. 6/3 = 2 კვტ ფაზაზე. ასე რომ, ჩვენ გვჭირდება 3 გამათბობელი. შემდეგი, თქვენ უნდა აირჩიოთ გამათბობლების (ჩატვირთვის) პირდაპირ დაკავშირების მეთოდი. შეიძლება იყოს 2 გზა: "ვარსკვლავი" ან "სამკუთხედი".

აღსანიშნავია, რომ ამ სტატიაში მოცემულია მიმდინარე სიმძლავრის გამოთვლის ფორმულები ( მე ) და წინააღმდეგობა ( ) სამფაზიანი ქსელისთვის არ იწერება კლასიკური ფორმით. ეს კეთდება იმისათვის, რომ არ გართულდეს მასალის წარმოდგენა გამათბობლების გაანგარიშებაზე ელექტრული ტერმინებითა და განმარტებებით (მაგალითად, ფაზური და წრფივი ძაბვები და დენები და მათ შორის ურთიერთობა არ არის ნახსენები). სამფაზიანი სქემების გამოთვლის კლასიკური მიდგომა და ფორმულები შეგიძლიათ იხილოთ სპეციალიზებულ ლიტერატურაში. ამ სტატიაში, კლასიკურ ფორმულებზე განხორციელებული ზოგიერთი მათემატიკური ტრანსფორმაცია დამალულია მკითხველისგან და ეს არანაირ გავლენას არ ახდენს საბოლოო შედეგზე.

"STAR" ტიპის შეერთებისასგამათბობელი დაკავშირებულია ფაზასა და ნულს შორის (იხ. სურ. 2). შესაბამისად, ძაბვა გამათბობლის ბოლოებში იქნება = 220 ვ.
I=P/U = 2000 / 220 = 9,10 ა.
R=U/I = 220 / 9.10 = 24.2 Ohms.

ნახაზი 2 მავთულის გამათბობელი სამფაზიან დენის ქსელში. STAR კავშირი

"TRIANGLE" ტიპის შეერთებისასგამათბობელი დაკავშირებულია ორ ფაზას შორის (იხ. სურ. 3). შესაბამისად, ძაბვა გამათბობლის ბოლოებში იქნება = 380 ვ.
დენი გადის გამათბობელში -
I=P/U = 2000 / 380 = 5,26 ა.
ერთი გამათბობლის წინააღმდეგობა -
R=U/I = 380/ 5.26 = 72.2 Ohm.

სურათი 3 მავთულის გამათბობელი სამფაზიან დენის ქსელში. კავშირი "TRIANGLE" სქემის მიხედვით

4. ელექტრო ქსელთან შესაბამისი შეერთებით გამათბობელის წინაღობის განსაზღვრის შემდეგ აუცილებელია მავთულის დიამეტრისა და სიგრძის შერჩევა.

ზემოაღნიშნული პარამეტრების დადგენისას საჭიროა ანალიზი გამათბობლის სპეციფიკური ზედაპირის სიმძლავრე, ე.ი. სიმძლავრე, რომელიც გამოიყოფა ერთეულ ფართობზე. გამათბობლის ზედაპირის სიმძლავრე დამოკიდებულია გაცხელებული მასალის ტემპერატურაზე და გამათბობლების დიზაინზე.

მაგალითი
წინა საანგარიშო წერტილებიდან (იხ. ამ პუნქტის მე-3 პუნქტი) ვიცით გამათბობლის წინააღმდეგობა. 60 ლიტრიანი ღუმელისთვის ერთფაზიანი შეერთებით არის = 8.06 Ohm. მაგალითისთვის ავიღოთ 1მმ დიამეტრი. შემდეგ, საჭირო წინააღმდეგობის მისაღებად, აუცილებელია l = R / ρ = 8,06 / 1,4 = 5,7 მ ნიქრომის მავთული, სადაც ρ - 1 მ მავთულის ელექტრული წინააღმდეგობის ნომინალური მნიშვნელობა, [Ohm/m]. ნიქრომის მავთულის ამ ნაწილის მასა იქნება m = l μ = 5,7 · 0,007 = 0,0399 კგ = 40 გ, სადაც μ - მავთულის მასა 1 მ. ახლა თქვენ უნდა განსაზღვროთ მავთულის ნაჭერი 5.7 მ სიგრძის ზედაპირის ფართობი. S = l π d = 570 · 3.14 · 0.1 = 179 სმ 2, სადაც - მავთულის სიგრძე [სმ], - მავთულის დიამეტრი [სმ]. ამრიგად, 6 კვტ უნდა გამოიყოს 179 სმ2 ფართობიდან. მარტივი პროპორციის ამოხსნით, აღმოვაჩენთ, რომ სიმძლავრე იხსნება 1 სმ 2-დან β = P/S = 6000 / 179 = 33,5 W, სადაც β - გამათბობლის ზედაპირის სიმძლავრე.

შედეგად მიღებული ზედაპირის სიმძლავრე ძალიან მაღალია. გამათბობელიდნება, თუ გაცხელდება ისეთ ტემპერატურამდე, რომელიც უზრუნველყოფს ზედაპირის სიმძლავრის მნიშვნელობას. ეს ტემპერატურა უფრო მაღალი იქნება, ვიდრე გამათბობელი მასალის დნობის წერტილი.

მოცემული მაგალითი არის მავთულის დიამეტრის არასწორი არჩევანის დემონსტრირება, რომელიც გამოყენებული იქნება გამათბობლის დასამზადებლად. ამ პუნქტის მე-5 პუნქტში მოცემულია მაგალითი დიამეტრის სწორი შერჩევით.

თითოეული მასალისთვის, გათბობის საჭირო ტემპერატურის მიხედვით, განისაზღვრება ზედაპირის სიმძლავრის დასაშვები მნიშვნელობა. მისი დადგენა შესაძლებელია სპეციალური ცხრილების ან გრაფიკების გამოყენებით. ამ გამოთვლებში გამოიყენება ცხრილები.

ამისთვის მაღალი ტემპერატურის ღუმელები(700 - 800 °C-ზე ზემოთ ტემპერატურაზე) დასაშვები ზედაპირის სიმძლავრე, W/m2, უდრის β დამატებითი = β eff · α , სად β ეფფ - გამათბობლების ზედაპირული სიმძლავრე სითბოს მიმღები საშუალების ტემპერატურაზეა დამოკიდებული [W/m2], α - გამოსხივების ეფექტურობის კოეფიციენტი. β ეფფ შერჩეული მე-3 ცხრილის მიხედვით, α - მე-4 ცხრილის მიხედვით.

თუ დაბალი ტემპერატურის ღუმელი(ტემპერატურა 200 - 300 °C-ზე ნაკლები), მაშინ დასაშვები ზედაპირის სიმძლავრე შეიძლება ჩაითვალოს ტოლი (4 - 6) · 10 4 ვტ/მ2.

ცხრილი 3

გამათბობლების ეფექტური სპეციფიკური ზედაპირის სიმძლავრე სითბოს მიმღები საშუალების ტემპერატურაზეა დამოკიდებული
სითბოს მიმღები ზედაპირის ტემპერატურა, °C β eff, W/cm 2 გამათბობელ ტემპერატურაზე, °C
800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350
100 6,1 7,3 8,7 10,3 12,5 14,15 16,4 19,0 21,8 24,9 28,4 36,3
200 5,9 7,15 8,55 10,15 12,0 14,0 16,25 18,85 21,65 24,75 28,2 36,1
300 5,65 6,85 8,3 9,9 11,7 13,75 16,0 18,6 21,35 24,5 27,9 35,8
400 5,2 6,45 7,85 9,45 11,25 13,3 15,55 18,1 20,9 24,0 27,45 35,4
500 4,5 5,7 7,15 8,8 10,55 12,6 14,85 17,4 20,2 23,3 26,8 34,6
600 3,5 4,7 6,1 7,7 9,5 11,5 13,8 16,4 19,3 22,3 25,7 33,7
700 2 3,2 4,6 6,25 8,05 10,0 12,4 14,9 17,7 20,8 24,3 32,2
800 - 1,25 2,65 4,2 6,05 8,1 10,4 12,9 15,7 18,8 22,3 30,2
850 - - 1,4 3,0 4,8 6,85 9,1 11,7 14,5 17,6 21,0 29,0
900 - - - 1,55 3,4 5,45 7,75 10,3 13 16,2 19,6 27,6
950 - - - - 1,8 3,85 6,15 8,65 11,5 14,5 18,1 26,0
1000 - - - - - 2,05 4,3 6,85 9,7 12,75 16,25 24,2
1050 - - - - - - 2,3 4,8 7,65 10,75 14,25 22,2
1100 - - - - - - - 2,55 5,35 8,5 12,0 19,8
1150 - - - - - - - - 2,85 5,95 9,4 17,55
1200 - - - - - - - - - 3,15 6,55 14,55
1300 - - - - - - - - - - - 7,95

ცხრილი 4

მავთულის სპირალები, ნახევრად დახურული უგულებელყოფის ღარები

მავთულის სპირალები თაროებზე მილებში

მავთულის ზიგზაგის გამათბობლები

დავუშვათ, რომ გამაცხელებელი ტემპერატურაა 1000 °C, ხოლო სამუშაო ნაწილის გაცხელება გვინდა 700 °C ტემპერატურამდე. შემდეგ მე-3 ცხრილის მიხედვით ვირჩევთ β ეფფ = 8,05 ვტ/სმ2, α = 0,2, β დამატებითი = β eff · α = 8,05 · 0,2 = 1,61 ვტ/სმ2 = 1,61 · 10 4 ვტ/მ2.

5. გამათბობელის დასაშვები ზედაპირული სიმძლავრის დადგენის შემდეგ აუცილებელია იპოვეთ მისი დიამეტრი(მავთულის გამათბობლებისთვის) ან სიგანე და სისქე(ლენტის გამათბობლებისთვის), ასევე სიგრძე.

მავთულის დიამეტრი შეიძლება განისაზღვროს შემდეგი ფორმულის გამოყენებით: - მავთულის დიამეტრი, [მ]; - გამათბობლის სიმძლავრე, [W]; - ძაბვა გამათბობლის ბოლოებზე, [V]; β დამატებითი - გამათბობლის დასაშვები ზედაპირის სიმძლავრე, [W/m 2]; ρ ტ - გამათბობელი მასალის სპეციფიკური წინააღმდეგობა მოცემულ ტემპერატურაზე, [Ohm m].
ρ t = ρ 20 კ , სად ρ 20 - გამაცხელებელი მასალის სპეციფიკური ელექტრული წინააღმდეგობა 20 °C, [Ohm m] - კორექტირების კოეფიციენტი ელექტრული წინააღმდეგობის ცვლილებების გამოსათვლელად ტემპერატურის მიხედვით (მით ).

მავთულის სიგრძე შეიძლება განისაზღვროს შემდეგი ფორმულის გამოყენებით:
- მავთულის სიგრძე, [მ].

აირჩიეთ მავთულის დიამეტრი და სიგრძე ნიქრომი X20N80. გამათბობელი მასალის სპეციფიკური ელექტრული წინააღმდეგობა არის
ρ t = ρ 20 კ = 1,13 · 10 -6 · 1,025 = 1,15 · 10 -6 Ohm m.

ერთფაზიანი საყოფაცხოვრებო ქსელი
60 ლიტრიანი ღუმელისთვის, რომელიც დაკავშირებულია ერთფაზიან საყოფაცხოვრებო ქსელთან, გაანგარიშების წინა ეტაპებიდან ცნობილია, რომ ღუმელის სიმძლავრე არის = 6000 W, ძაბვა გამათბობლის ბოლოებზე - = 220 ვ, ზედაპირის გამაცხელებლის დასაშვები სიმძლავრე β დამატებითი = 1,6 · 10 4 ვტ/მ2. შემდეგ მივიღებთ

მიღებული ზომა უნდა დამრგვალდეს უახლოეს უფრო დიდ სტანდარტამდე. ნიქრომისა და ფეხრალის მავთულის სტანდარტული ზომები შეგიძლიათ იხილოთ: დანართი 2, ცხრილი 8. ამ შემთხვევაში, უახლოესი უფრო დიდი სტანდარტული ზომაა Ø 2.8 მმ. გამათბობლის დიამეტრი = 2,8 მმ.

გამათბობელის სიგრძე = 43 მ.

ასევე ზოგჯერ საჭიროა მავთულის საჭირო რაოდენობის მასის დადგენა.
m = l μ , სად - მავთულის ნაჭერის წონა, [კგ]; - მავთულის სიგრძე, [მ]; μ - ხვედრითი წონა (მავთულის წონა 1 მეტრი), [კგ/მ].

ჩვენს შემთხვევაში გამათბობელი მასა m = l μ = 43 · 0,052 = 2,3 კგ.

ეს გაანგარიშება იძლევა მავთულის მინიმალურ დიამეტრს, რომლითაც ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გამათბობელი მოცემულ პირობებში. მასალის დაზოგვის თვალსაზრისით, ეს გაანგარიშება ოპტიმალურია. ამ შემთხვევაში შეიძლება უფრო დიდი დიამეტრის მავთულის გამოყენებაც, მაგრამ შემდეგ მისი რაოდენობა გაიზრდება.

ექსპერტიზა
გაანგარიშების შედეგები შეიძლება შემოწმდესშემდეგი გზით. მიღებულია მავთულის დიამეტრი 2.8 მმ. მაშინ სიგრძე ჩვენ გვჭირდება იქნება
l = R / (ρ k) = 8,06 / (0,179 1,025) = 43 მ, სადაც - მავთულის სიგრძე, [მ]; - გამაცხელებელი წინააღმდეგობა, [Ohm]; ρ - 1 მ მავთულის ელექტრული წინააღმდეგობის ნომინალური მნიშვნელობა, [Ohm/m]; - კორექტირების ფაქტორი ელექტრული წინააღმდეგობის ცვლილებების გამოსათვლელად, ტემპერატურის მიხედვით.
ეს მნიშვნელობა იგივეა, რაც სხვა გაანგარიშებით მიღებული მნიშვნელობა.

ახლა ჩვენ უნდა შევამოწმოთ, არ აღემატება თუ არა ჩვენს მიერ არჩეული გამათბობლის ზედაპირული სიმძლავრე დასაშვებ ზედაპირულ სიმძლავრეს, რომელიც ნაპოვნი იქნა მე-4 საფეხურზე. β = P/S = 6000 / (3.14 · 4300 · 0.28) = 1.59 ვტ/სმ2. მიღებული ღირებულება β = 1,59 ვტ/სმ 2 არ აღემატება β დამატებითი = 1,6 ვტ/სმ2.

შედეგები
ამრიგად, გამათბობელს დასჭირდება 43 მეტრი X20N80 ნიქრომის მავთული 2,8 მმ დიამეტრით, რაც 2,3 კგ.

სამფაზიანი სამრეწველო ქსელი
ასევე შეგიძლიათ იპოვოთ მავთულის დიამეტრი და სიგრძე, რომელიც საჭიროა ღუმელის გამათბობლების წარმოებისთვის, რომლებიც დაკავშირებულია სამფაზიან მიმდინარე ქსელთან.

როგორც მე-3 პუნქტშია აღწერილი, სამი გამათბობლიდან თითოეული შეადგენს 2 ​​კვტ სიმძლავრეს. ვიპოვოთ ერთი გამათბობლის დიამეტრი, სიგრძე და მასა.

STAR კავშირი(იხ. სურ. 2)

ამ შემთხვევაში, უახლოესი უფრო დიდი სტანდარტული ზომაა Ø 1.4 მმ. გამათბობლის დიამეტრი = 1,4 მმ.

ერთი გამათბობელი სიგრძე = 30 მ.
ერთი გამათბობელის წონა m = l μ = 30 · 0,013 = 0,39 კგ.

ექსპერტიზა
მიღებულია მავთულის დიამეტრი 1.4 მმ. მაშინ სიგრძე ჩვენ გვჭირდება იქნება
l = R / (ρ k) = 24,2 / (0,714 · 1,025) = 33 მ.

β = P/S = 2000 / (3.14 · 3000 · 0.14) = 1.52 W/cm2, ის არ აღემატება დასაშვებ ზღვარს.

შედეგები
სამი გამათბობლისთვის, რომლებიც დაკავშირებულია "STAR" კონფიგურაციაში, დაგჭირდებათ
= 3 30 = 90 მ მავთული, რაც არის
= 3 · 0,39 = 1,2 კგ.

TRIANGLE კავშირი(იხ. სურ. 3)

ამ შემთხვევაში, უახლოესი უფრო დიდი სტანდარტული ზომაა Ø 0,95 მმ. გამათბობლის დიამეტრი = 0,95 მმ.

ერთი გამათბობელი სიგრძე = 43 მ.
ერთი გამათბობელის წონა m = l μ = 43 · 0,006 = 0,258 კგ.

ექსპერტიზა
მიღებულია მავთულის დიამეტრი 0,95 მმ. მაშინ სიგრძე ჩვენ გვჭირდება იქნება
l = R / (ρ k) = 72,2 / (1,55 · 1,025) = 45 მ.

ეს მნიშვნელობა პრაქტიკულად ემთხვევა სხვა გაანგარიშების შედეგად მიღებულ მნიშვნელობას.

ზედაპირის სისქე იქნება β = P/S = 2000 / (3.14 · 4300 · 0.095) = 1.56 W/cm2, ის არ აღემატება დასაშვებ ზღვარს.

შედეგები
სამი გამათბობლისთვის, რომლებიც დაკავშირებულია TRIANGLE კონფიგურაციაში, დაგჭირდებათ
= 3 43 = 129 მ მავთული, რაც არის
= 3 · 0,258 = 0,8 კგ.

თუ შევადარებთ ზემოთ განხილულ სამფაზიან დენის ქსელთან გამათბობლების მიერთების 2 ვარიანტს, შეამჩნევთ, რომ "STAR" მოითხოვს უფრო დიდი დიამეტრის მავთულს, ვიდრე "TRIANGLE" (1,4 მმ 0,95 მმ-ის წინააღმდეგ) ღუმელის მოცემული სიმძლავრის უზრუნველსაყოფად 6 კვტ. სადაც ნიქრომული მავთულის საჭირო სიგრძე "STAR" სქემის მიხედვით შეერთებისას ნაკლებია მავთულის სიგრძეზე "TRIANGLE" ტიპის მიხედვით შეერთებისას.(90 მ 129 მ-ის წინააღმდეგ), და საჭირო მასა, პირიქით, მეტია (1,2 კგ 0,8 კგ-ის წინააღმდეგ).

სპირალის გაანგარიშება

ექსპლუატაციის დროს მთავარი ამოცანაა გამოთვლილი სიგრძის გამათბობლის განთავსება ღუმელის შეზღუდულ სივრცეში. ნიქრომი და ფეხრალის მავთულიდახვეულია სპირალის სახით ან მოხრილი ზიგზაგის სახით, ლენტი მოხრილია ზიგზაგების სახით, რაც საშუალებას გაძლევთ მოათავსოთ უფრო დიდი რაოდენობით მასალა (სიგრძის გასწვრივ) სამუშაო კამერაში. ყველაზე გავრცელებული ვარიანტია სპირალი.

კავშირი სპირალის სიმაღლესა და მის დიამეტრსა და მავთულის დიამეტრს შორის არჩეულია ისე, რომ ხელი შეუწყოს გამათბობლების განთავსებას ღუმელში, უზრუნველყოს მათი საკმარისი სიმტკიცე, აღმოფხვრას თავად სპირალის მოხვევის ადგილობრივი გადახურება. მაქსიმალურად და ამავდროულად არ შეაფერხოს მათგან სითბოს გადაცემა პროდუქტებზე.

რაც უფრო დიდია სპირალის დიამეტრი და რაც უფრო მცირეა მისი სიმაღლე, მით უფრო ადვილია გამათბობლების მოთავსება ღუმელში, მაგრამ დიამეტრის მატებასთან ერთად მცირდება სპირალის სიძლიერე და იზრდება მისი მოხვევების ერთმანეთზე დაწოლის ტენდენცია. . თავის მხრივ, გრაგნილის სიხშირის მატებასთან ერთად, იზრდება მისი მოხვევის ნაწილის დამცავი ეფექტი დანარჩენზე და, შესაბამისად, მისი ზედაპირის გამოყენება უარესდება და შეიძლება მოხდეს ადგილობრივი გადახურებაც.

პრაქტიკამ დაადგინა კარგად განსაზღვრული, რეკომენდებული ურთიერთობები მავთულის დიამეტრს შორის ( ), ნაბიჯი ( ) და სპირალის დიამეტრი ( ) მავთულისთვის Ø 3-დან 7 მმ-მდე. ეს კოეფიციენტები შემდეგია: t ≥ 2d და D = (7÷10) d ნიქრომისთვის და D = (4÷6) d - ნაკლებად გამძლე რკინა-ქრომი-ალუმინის შენადნობებისთვის, როგორიცაა ფეხრალი და ა.შ. უფრო თხელი მავთულებისთვის თანაფარდობა და , და ჩვეულებრივ, ისინი მეტს იღებენ.

დასკვნა

სტატიაში განხილული იყო მასთან დაკავშირებული სხვადასხვა ასპექტები ელექტრო ღუმელის გამათბობლების გაანგარიშება- მასალები, გაანგარიშების მაგალითები საჭირო საცნობარო მონაცემებით, სტანდარტების ბმულები, ილუსტრაციები.

მაგალითებში გათვალისწინებული იყო მხოლოდ გაანგარიშების მეთოდები მავთულის გამათბობლები. ზუსტი შენადნობებისგან დამზადებული მავთულის გარდა, ლენტი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას გამათბობლების დასამზადებლად.

გამათბობლების გაანგარიშება არ შემოიფარგლება მათი ზომების არჩევით. ასევე აუცილებელია განისაზღვროს მასალა, საიდანაც უნდა გაკეთდეს გამათბობელი, გამათბობელის ტიპი (მავთული ან ლენტი), გამათბობლების ადგილმდებარეობის ტიპი და სხვა მახასიათებლები. თუ გამაცხელებელი დამზადებულია სპირალის სახით, მაშინ აუცილებელია მონაცვლეების რაოდენობის და მათ შორის სიმაღლის დადგენა.

ვიმედოვნებთ, რომ სტატია თქვენთვის სასარგებლო იყო. ჩვენ ვუშვებთ მის უფასო გავრცელებას იმ პირობით, რომ ჩვენი ვებსაიტის ბმული ინახება http://www.site

თუ რაიმე უზუსტობას აღმოაჩენთ, გთხოვთ, შეგვატყობინოთ ელფოსტით info@site-ზე ან Orfus სისტემის გამოყენებით შეცდომით ტექსტის მონიშვნით და Ctrl+Enter-ის დაჭერით.

ბიბლიოგრაფია

  • დიაკოვი V.I. "ტიპიური გამოთვლები ელექტრო მოწყობილობებისთვის".
  • ჟუკოვი ლ.ლ., პლემიანიკოვა ი.მ., მირონოვა მ.ნ., ბარკაია დ.ს., შუმკოვი იუ.ვ. "შენადნობები გამათბობლებისთვის".
  • სოკონოვი ბ.ა., გრობოვა ლ.ს. "ელექტროთერმული დანადგარები (ელექტრორეზისტენტული ღუმელები)".
  • Feldman I.A., Gutman M.B., Rubin G.K., Shadrich N.I. "რეზისტენტობის ელექტრო ღუმელის გამათბობლების გაანგარიშება და დიზაინი".
  • http://www.horss.ru/h6.php?p=45
  • http://www.electromonter.info/advice/nichrom.html

ამ დავალების შესრულებისას თქვენ უნდა:

2. გააანალიზეთ მარცხენა სვეტი და გააცნობიერეთ, რას ახასიათებს მოცემული სიდიდეები (სხეულის თვისება, ურთიერთქმედება, მდგომარეობა, მდგომარეობის ცვლილება და ა.შ.). ამ მაგალითში მოცემული მნიშვნელობები ახასიათებს სხეულის მდგომარეობას და მათი ცვლილება დაკავშირებულია მდგომარეობის ცვლილებასთან.

3. გააანალიზეთ მდგომარეობაში აღწერილი პროცესი და შეადარეთ ამ პროცესში მათი ცვლილების ხასიათი ფიზიკურ სიდიდეებს.

4. ცხრილის მარჯვენა სვეტში ჩაწერეთ არჩეული ელემენტების ნომრები.

ამოცანები დამოუკიდებელი მუშაობისთვის

147. ტყვიის ბურთი გაცივებულია მაცივარში. როგორ იცვლება ბურთის შინაგანი ენერგია, მისი მასა და ბურთის ნივთიერების სიმკვრივე?

თითოეული ფიზიკური სიდიდისთვის განსაზღვრეთ ცვლილების შესაბამისი ბუნება.

1) გაიზარდა

2) შემცირდა

3) არ შეცვლილა

ჩაწერეთ არჩეული რიცხვები ცხრილში შესაბამისი ასოების ქვეშ.

პასუხში მოცემული რიცხვები შეიძლება განმეორდეს.

შინაგანი ენერგია

მატერიის სიმკვრივე



დაკავშირებული პუბლიკაციები