Калькуляторы расчета нагревателя муфельной печи - с подробным описанием алгоритма и с необходимыми таблицами

Блок управления.

Расключения на задней стороне Ш4501. Для
непонятливых на пластмассовой крышечке ещё раз приведена схема
расключений

Прошу обратить внимание- компенсационный провод должен идти
до самого клеммника с компенсационной катушкой. Такая арматура для индикаторных ламп уже не
выпускается, поэтому рекомендую применить современные типа
XB2-EV161

Они бывают красного, жёлтого, зелёного, белого и синего
цветов. Схема электрическая блока управления. Если
не найдёте достаточно мощный тумблер включения блока управления, то
поместите его после контактов реле ПЭ23. Реле идёт в комплекте с
прибором Ш4501. Мощность контактов реле 500 ВА в цепи переменного тока.
На схеме не показано- 3 группы контактов у меня в параллель, поэтому
коммутируемая мощность до 1500 ВА. На схеме исправлено- лампа ТЛЗ
подходит к нормальнозамкнутым контактам, ТЛО к нормальноразомкнутым.

Реализация монтажа блока управления в этой
коробке. Регулятор засовывается спереди по лыжам. Подсоединяется разъём
(справа). Реле крепится на задней крышке изнутри.

Печь в сборе. Вид сзади. Как видите,
провода термопары и выводы нагревателя охлаждаются просто на воздухе,
без излишеств. Провода нагревателя подключаются через клеммник,
желательно с керамическим основанием. Рекомендую использовать
керамическое нутро от розетки или керамического патрона лампы.
Выводы термопары тоже через клеммник. К этим же контактам клеммника
подключается отрезок соответствующего градуировке компенсационного
провода. Если это будет обычный провод, то прибор будет врать на
величину разности температур между этим клеммником и задней панелью
Ш4501 с измерительной катушкой. Снаружи на задней крышке смонтирована
накладная розетка для подключения нагрузки, а на задней крышке коробки
муфеля клеммник для подключения термопары. Это позволяет использовать
этот блок управления не только с этим муфелем, но и для регулирования
температуры в других ваших устройствах. Достаточно прикрутить термопару
такой градуировки к клеммнику и всунуть вилку в розетку.

Немного о самодельной термопаре. Для
окончательной бюджетности нашей печи я применил самодельную термопару
градуировки ХА. Я предпочитаю самодельные термопары не из-за жадности, а
просто потому, что они обладают меньшей инерционностью по сравнению с
заводскими. Хотя есть риск сжечь входные цепи регулятора. Подробно на
изготовлении такой термопары я останавливаться не буду, потому что этот
процесс хорошо освещён в литературе (Бастанов.
300 практических советов) и в интернете.

Материалом послужили жилы из компенсационного провода градуировки ХА. Концы сварены
вольфрамовым электродом в атмосфере аргона. Если так сварить вам слабо,
тогда как это описано в книгах в графите с бурой с помощью мощного
трансформатора.Затем термопара засовывается в
керамическуюдвухканальную МКР трубку. Тут уж
вам, пардон, придётся раскошелиться.

Нагревательная камера в сборе. Стенка
долеплена, замазаны щели. Затем вокруг устья муфеля наносится замазка с
некоторым излишком. Затем накрывается полиэтиленом и крышка закрывается.
На замазке отпечатывается рельеф крышки. Полиэтилен снимается и всё это
хозяйство сушится. Зазоры между крышкой и камерой минимальны.

Муфель в сборе. После укладки спирали, она
обмазывается тем же составом, из чего состоит муфель. Концы спирали
крепить петлёй из стеклоленты со слюдой. Не забудьте под спираль
положить закладной стержень. Когда муфель высохнет, стержень вынимается
и остаётся отверстие под термопару.

Муфель без обвязки

Обратите внимание на
пазы на углах муфеля. Они для того, чтобы спираль при обмазке не
смещалась

Внизу канавка для термопары. Термопара должна находиться в
непосредственной близости от спирали.

Оборудование
- Плавильная тигельная электрическая печь
- Вакууматор (малый)
- Вакууматор (большой)
- Восковой инжектор
- Восковой инжектор малый
- Компрессор- вакуумный насос
- Печь муфельная электрическая (малая)
- Печь муфельная из ШВП
- Регулятор температуры печи
- Газовая муфельная печь
- Газовая тигельная печь
Инструмент
- Сверлильный станок- минитокарка
- Горелки самодельные. Часть 1
- Горелки самодельные. Часть 2
Приспособления
- «Третья рука»
- Третья рука с шарниром
- Вальцы ручные
Блоки питания
- Нестабилизированный для бормашин
- Регулятор мощности, не создающий помех
- Блок питания 0-40 В 160 мА
- Блок питания 0-36 В 4 А
- Блок питания 0-30 В 10 А

Пример 2 Расчет полосового LC Задание

фильтра Спроектировать полосовой фильтр с центральной равной f , частотой . Полоса пропускания равна , неравномерность в пропускания полосе . Коэффициент прямоугольности равен 2, подавление в непропускания полосе . Входное и выходное сопротивление фильтра быть должно равно . Подобные фильтры часто качестве в применяются входных фильтров радиоприемников.

1) Сначала узкополосный определим или широкополосный полосовой фильтр задан нам. Для этого поделим полосу фильтра пропускания на его центральную частоту.

Так относительная как ширина полосы пропускания получилась полосовой 10%, то меньше фильтр узкополосный, и его не имеет выполнять смысла в виде отдельных ФНЧ и ФВЧ.

2) определения Формула коэффициента прямоугольности фильтра совпадает с определения формулой отстройки по частоте для полосы ФНЧ задерживания прототипа, поэтому запишем ξ_з=2.

3) Теперь порядок определим фильтра-прототипа, необходимый для подавления обеспечения мешающего сигнала на . По графику амплитудно-характеристики частотной фильтра Чебышева пятого порядка что, определим он на частоте отстройки, равной двум, раз как обеспечивает подавление . Поэтому схема прототипа-фильтра будет выглядеть так же, как и в примере предыдущем:

Рисунок 5. Схема фильтра-прототипа порядка пятого

4) Следующий этап — это увеличение пропускания полосы фильтра до и увеличение входного и выходного Для до . сопротивления этого нужно пересчитать индуктивности и фильтра конденсаторы:

Дата последнего обновления файла 08.04.Источник

2019

Расчет диаметра, длины и удельной поверхностной мощности проволоки нагревательного элемента

На данном этапе производится выбор материала нагревательного элемента. Хотел бы оговорить, что для данных целей наиболее часто используют нихромы и фехрали.

В печах для обжига керамики GRIFON мы используем суперфехраль GS SY по ряду весомых причин:

это более дешевый сплав по сравнению с нихромом, так как не содержит никель;
суперфехраль обладает лучшей жаростойкостью, чем нихромы (наибольшая рабочая температура 1450°С);
данная марка фехрали обладает повышенной пластичностью, что облегчает навивку спиралей.

После выбора материала выбирается диаметр проволоки нагревательного элемента.

Диаметр спирали выбирается в зависимости от необходимого удельного электрического сопротивления (сопротивление в 1 метре проволоки, см. табл. 2). Большему уд. эл. сопротивлению соответствует меньший диаметр проводника, меньшему уд. эл. сопротивлению соответственно больший диаметр.

Табл.2. Выбор диаметра проволоки в зависимости от нужного диаметра и длины нагревательного элемента

Диаметр проволоки d, мм	Физические свойства суперфехрали GS SY
Удельное элек-е сопротивление в 1 м проволоки ρ, (Ом/м)	Количество метров в 1 кг
0,18	54,7	5480
0,2	44,3	4512
0,3	19,7	2000
0,5	7,09	717
0,8	2,76	280
1	1,77	179,5
1,2	1,23	124,5
1,6	0,692	70,1
2	0,452	44,8
3	0,197	19,9
6	0,0491	4,98
8	0,0276	2,8
11	0,0159	1,45

От диаметра проводника зависит так же и длина проволоки нагревательного элемента. Так же хотелось бы отметить, что чем больше диаметр проволоки нагревательного элемента, тем дольше прослужит нагревательный элемент.

Таким образом, комбинируя выше перечисленные параметры подбирается спираль в муфель печи.

Зная необходимое сопротивление R (см. предыдущий раздел) и удельное электрическое сопротивление ρ вычисляется длина проволоки L:

L = R/ρ , (м)

Так как в данной печи мы используем диаметр проволоки d = 2 (мм) , то ρ = 0,452 (Ом/м). Тогда L= 17,92/0,452 = 39,64 (м)=3964 (см).

Самым важным расчетом в этом разделе является вычисление поверхностной мощности проволоки ψ, т.е. мощности которая выделяется с единицы площади проволоки.

В печах с высокими температурами поверхностная мощность ψ фехрали не должна превышать 1,4 Вт/см2 для проволоки диаметром до 4 мм. Если данное значение существенно превысить, то нагревательный элемент не выдержит температуры.

ψ=P/S , (Вт/см2), где

P— мощность печи,(Вт);

S=3,14*L*d — площадь поверхности проволоки, (см2), где

L— длина проволоки,(см);

d— диаметр проволоки,(см)

ψ=2700/2489,4=1,08 (Вт/см2), где S=3,14*3964*0,2=2489,4 (см2). Таким образом ψ=1,08<1,4 (Вт/см2), что удовлетворяет требованию.

Если требование не удовлетворяется, необходимо увеличивать диаметр проволоки или выполнять параллельное соединение.

Классификация нагревателей по температуре

Нагреватели по предельно допустимой температуре подразделяются на пять классов:

200° C. В этом диапазоне температур наиболее широко распространено использование трубчатых электрических нагревателей

Для того чтобы в рабочем пространстве соблюдалась оптимальная температура, при монтаже ТЕНов необходимо уделить внимание их правильному расположению. От 200 до 400° C

Используются ленточные нагреватели. Для создания необходимой температуры в рабочей камере охватывают весь её периметр.
От 400 до 600° C. Материалом для нагревателей должен служить лишь резистивный элемент высокого сопротивления. Распространёнными являются константан, фехраль, нихром. С целью обеспечения необходимой температуры нагреватель должен быть открытым для доступа воздуха. Поэтому расположен внутри или снаружи трубки.
От 600 до 1250° C. В печах старого образца используется нихром. Но в этом диапазоне температур он значительно уступает сплаву из алюминия, железа и хрома (фехрали). Поэтому в более современных образцах печей нихром заменён фехралью.
От 1250 до 1700° C. Высокотемпературные нагреватели изготавливают из дисилицида молибдена, карбида кремния. Основным недостатком обогревателей является их дефицит и высокая стоимость.

Выбираем спираль

Спирали для печи можно купить в магазине, они продаются в свободном доступе, обычно их покупают для ремонта оборудования. Вы можете купить спираль для сборки, выбрав подходящий материал.

Вам предложат два вида спиралей:

Нихромовая – состоит из хрома и никеля. Она обладает большим запасом прочности, рассчитана на длительный цикл нагрева. К недостаткам можно отнести лишь высокую цену.
Фехралевая – изготавливается из сплава алюминия, железа и хрома. Обеспечивает быстрый нагрев, но служит меньше, чем нихромовая. Стоит дешевле, поэтому ее часто покупают для изготовления недорогих печей.

Расчет диаметра, длины и удельной поверхностной мощности проволоки нагревательного элемента

В печах для обжига керамики GRIFON мы используем суперфехраль GS SY по ряду весомых причин:

это более дешевый сплав по сравнению с нихромом, так как не содержит никель;
суперфехраль обладает лучшей жаростойкостью, чем нихромы (наибольшая рабочая температура 1450°С);
данная марка фехрали обладает повышенной пластичностью, что облегчает навивку спиралей.

После выбора материала выбирается диаметр проволоки нагревательного элемента.

Табл.2. Выбор диаметра проволоки в зависимости от нужного диаметра и длины нагревательного элемента

Диаметр проволоки d, мм	Физические свойства суперфехрали GS SY
Удельное элек-е сопротивление в 1 м проволоки ρ, (Ом/м)	Количество метров в 1 кг
0,18	54,7	5480
0,2	44,3	4512
0,3	19,7	2000
0,5	7,09	717
0,8	2,76	280
1	1,77	179,5
1,2	1,23	124,5
1,6	0,692	70,1
2	0,452	44,8
3	0,197	19,9
6	0,0491	4,98
8	0,0276	2,8
11	0,0159	1,45

Таким образом, комбинируя выше перечисленные параметры подбирается спираль в муфель печи.

L = R/ρ , (м)

Так как в данной печи мы используем диаметр проволоки d = 2 (мм) , то ρ = 0,452 (Ом/м). Тогда L= 17,92/0,452 = 39,64 (м)=3964 (см).

ψ=P/S , (Вт/см2), где

P— мощность печи,(Вт);

S=3,14*L*d — площадь поверхности проволоки, (см2), где

L— длина проволоки,(см);

d— диаметр проволоки,(см)

ψ=2700/2489,4=1,08 (Вт/см2), где S=3,14*3964*0,2=2489,4 (см2). Таким образом ψ=1,08<1,4 (Вт/см2), что удовлетворяет требованию.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Лучше всего для корпуса подойдут металлические коробки бытовых приборов (например, старой стиральной машины), если таковых не оказалось, придется сделать корпус из оцинкованной стали.
На дно корпуса приваривают уголки для укрепления основания. Вместо них можно использовать металлические трубы 1,5 см в диаметре. К углам основания приваривают ножки из тех же материалов. Так же укрепляют верхнюю часть корпуса, дверь и стенку, на которую эта дверь будет крепиться.
Дно и внутренние стенки конструкции обкладывают слоем базальтовой ваты в 1 см и закрепляют его с помощью металлических уголков. Закрывают слой металлическими листами.
Укладывают на дно будущего агрегата легкие огнеупорные кирпичи марки «ШЛ» или волокнистые шамотными плитами, которые нарезают по размеру. Для связывания кирпичей используют мертель, шамотную глину или кладочную смесь. Для качественной фиксации кирпичей на металлической поверхности в смесь добавляют 30% цемента.
Кладку кирпичей осуществляют максимально близко друг к другу, на расстоянии не более 0,5 см. Огнеупорную смесь растворяют в воде, перед установкой каждый кирпич увлажняют. Вначале закладывают дно корпуса. Затем поднимают стены и заканчивают верхнюю часть, укладывая кирпичи с небольшим уклоном вверх. Дверку тоже выкладывают кирпичом таким образом, чтобы заложенный слой входил в отверстие в корпусе.
Приваривают петли к корпусу и подгоняют дверь так, чтобы зазор между кирпичной кладкой двери и стен был минимальным. Чтобы достичь герметичности при закрывании двери, слой кирпича необходимо уплотнить. Лучше всего для этого подойдет термостабильный уплотнитель или обычный силикон.
После того, как кладка высохнет, в кирпичах делают канавки для укладывания в них нихромовой спирали с диаметром витка от 0,5 до 0,7 см. Канавки делают такой же глубины. Спирали фиксируют любым удобным способом: с помощью укрепления проволокой или МКР-трубки, сделав углубление в кирпиче под углом. Витки спирали не должны соединяться друг с другом.
Прокладывают 2 контура для возможности регулировки температуры. Концы спиралей выводят на верхнюю часть корпуса через сквозные отверстия в верхних кирпичах и фиксируют их на керамической пластине болтами.
На переднюю сторону печи устанавливают переключатель с тремя контактами с одной стороны и двумя — с другой. Провода питания (ноль и фазу) подключают к стороне с двумя контактами. Оставшиеся 3 контакта соединяют проводом с керамической пластиной. Такое подключение необходимо для регулировки включения спиралей поочередно или вместе.
Для безопасного использования печи устанавливают усиленную розетку с заземлением. Можно подвести питание к прибору из щитка через отдельный автоматический выключатель.
Готовый аппарат просушивают на солнце или возле радиатора в течение 1-2-х месяцев. Завершают работу над печью прогрев ее несколько часов при минимальной температуре до тех пор, пока не перестанет клубиться дым. Мини-муфельная печь своими руками готова к использованию.

преобразователь Повышающий для солнечной панели преобразователя

повышающий — Схема преобразователь для солнечной панели

конденсатор R1 и Резистор C1 согласно схемы.
Транзистор V2 германиевый, как так он работает в качестве генератора даже напряжении при 0,4 В.
Трансформатор наматывается на ферритовом колечке. обмотка Первичная содержит 20 витков провода диаметром 0,1 мм (10 витков + 10 витков). Вторичная обмотка содержит 100 того витков же провода.
К выходу вторичной обмотки диодный подключен мост V3.
На выходе параллельно заряжаемой подключается батарейке емкость от 0,1 до 1 мкф.
Предусматривается возможность солнечной от подзарядки панели калькулятора батареек до 3-х вольт Полезное.

Стало любопытно, устроена же как схема соединения солнечной панели в калькуляторах настоящих двойного питания, батарейка + солнечная поленился. Не панель открыть имеющиеся. Между прочим что, оказалось оба калькулятора прекрасно работают и батареек без, только на энергии солнечной панели.

Простейшие электрические расчеты нагревательных элементов

Электронагреватели широко используются в бытовых электроприборах: чайниках, утюгах, каминах, плитках, паяльниках и т. д. Тепловое действие тока. При прохождении электрического тока через неподвижные металлические проводники единственным результатом работы тока является нагревание этих проводников, и, следовательно,по закону сохранения энергии вся работа, совершенная током, превращается в тепло.

Работа (в джоулях), совершаемая током при прохождении его через участок цепи, вычисляется по формуле:

U — напряжение, В;
I — сила тока, А;
t- время, с.

Количество теплоты (Дж), выделенное в проводнике при прохождении по нему электрического тока, пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока и вычисляется по закону Джоуля — Ленца:

где R — сопротивление проводника, Ом.

Произведем расчет количества теплоты, необходимой для того, чтобы вскипятить воду в чайнике, вмещающем 2 л. Напряжение сети U=220 В. Ток, потребляемый электрочайником, I= 4 А. Определить время закипания воды в чайнике, если КПД его 80% и начальная температура воды 20° С.

U=220 В;
I=4 А;
m=2 кг;
КПД=0,8;
t=20° С;
tкип = 100° С.
Удельная теплоемкость воды С=4200.

Определим количество теплоты, необходимое для нагрева воды до температуры кипения.

Qпол = cm (tкип — t0) = 4200 * 2(100 — 20) = 672 000 Дж.

Определим общее количество теплоты, которое должен выделить нагревательный элемент электрочайника, с учетом потерь на нагрев керамики, корпуса чайника и внешней среды:

Определим время закипания воды в чайнике:

Отсюда находим t;

Мощность электрического тока. Зная работу, совершаемую током за некоторый промежуток времени, можно рассчитать и мощность тока, под которой, так же как и в механике, понимают работу, совершаемую за единицу времени. Из формулы, определяющей работу постоянного тока А = U//t, следует, что мощность его (Р) равна:

Нередко говорят о мощности электрического тока, потребляемой от сети, желая этим выразить мысль, что при помощи электрического тока (за счет тока) нагреваются утюги, электроплитки и т. д.

В соответствии с этим на приборах нередко обозначается их мощность, т. е. мощность тока, необходимая для нормального действия этих приборов. Так, например, для нормальной работы электроплитки на 220 В мощностью 500 Вт требуется ток около 2,3 А при напряжении 220 В (2.3 * 220 = 500).

На практике применяют более крупные единицы мощности: 1 гВт (гектоватт) = 100 Вт и 1 кВт (киловатт) = 1000 Вт.

Таким образом, 1 Вт есть мощность, выделяемая током 1 А в проводнике, между концами которого поддерживается напряжение 1 В.

Единица работы, совершаемой электрическим током в течение 1 с при помощи 1 Вт, называется ватт-секундой, или иначе джоулем. Применяют и более крупные единицы работы: 1 гектоватт-час (гВт*ч) или 1 киловатт-час (кВт*ч), который равен работе, совершаемой электрическим током в течение 1 ч при мощности 1 кВт.

Длину и диаметр проволоки нагревательного элемента рассчитывают исходя из величины напряжения сети и заданной мощности нагревательного элемента. Сила тока при данном напряжении и мощности определяется по формуле:

омическое сопротивление проводника всегда вычисляется по формуле:

Зная величину тока, можно найти диаметр и сечение проволоки.

Основные данные для расчета нагревательных элементов:

Допустимая сила тока, А	1	2	3	4	5	6	7
Диаметр нихромовой проволоки при температуре 700° С, мм	0,17	0,3	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85
Площадь поперечного сечения проволоки, мм2	0,0227	0,0707	0,159	0,238	0,332	0,442	0,57

Подставляя полученные значения в формулу:

где: l — длина проволоки, м; S — сечение проволоки, мм^2; R — сопротивление проволоки, Ом; р-удельное сопротивление проволоки (для нихрома р = 1,1, для фехраля р =1,3), Ом*мм^2/м, получим необходимую длину проволоки для нагревательного элемента.

Пример. Определить длину проволоки из нихрома для нагревательного элемента плитки мощностью Р = 600 Вт при напряжении сети U = 220 В.

По этим данным находим диаметр и сечение проволоки: d= 0,45 мм, S = 0,159 мм^2. Тогда длина проволоки будет равна:

Точно так же можно рассчитать нагревательные элементы и для других электронагревательных приборов.

Примечание. При эксплуатации электрорадиотехнической аппаратуры необходимо знать сечение монтажных проводов — в зависимости от величины проходящего по ним тока. В таблице приведены максимально допустимые токи нагрузки для медных проводов различного сечения.

Допустимые токи нагрузки медных проводов (монтажных):

Параметр	Сечение провода, мм^2
0,05	0,07	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,7	1	1 ,5	2	2,5	4	6	10
Наибольший допустимый ток, А	0,7	1	1,3	2,5	3,5	4	5	7	10	14	17	20	25	30	54

Литература: В. Г. Бастанов. 300 практических советов, 1986г.

Источник

Расчет нихромовой проволоки

Пайка нихрома. Пайка нихрома нихром с нихромом, нихром с медью и ее сплавами, нихром со сталью может быть осуществлена припоем ПОС 61, ПОС 50 с применением флюса следующего состава, г: вазелин технический — , порошкообразный хлористый цинк — 7, глицерин — 5. Компоненты тщательно перемешивают до получения однородной массы. Искать в Школе для электрика:. Длину нихромовой проволоки для изготовления электронагревателей определяют исходя из необходимой мощности. Ремонт нихромовой сприали. Навив концы перегоревшей спирали из нихрома на кусок медной проволоки и загнув оба конца этой проволоки пассатижами, вы обеспечите спирали вторую жизнь. Медная проволока должна иметь диаметр не менее 1 мм. При лужении нихромового провода возникает проблема обеспечения надежного электрического соединения нихромового провода с медным проволочным выводом — ведь нихром плохо поддается лужению с обычным канифольным флюсом. Значительно легче облудить конец нихромового провода, если в качестве флюса использовать обычную лимонную кислоту в порошке.

Сообщений 1 страница 10 из 21

Поделиться3Ср, 16 Июл 2008 23:30

Упростите себе жизнь, т.е. расчёты. определитесь с мощностью, которую хотите получить на самопальном «козле». Рассчитайте ток через нагреватель, выберете из таблицы в конце статьи диаметр нихромовой проволоки . и считайте. рулит закон дедушки Ома.

Навивка спирали из нихромовой проволоки (electromonter.info)

Длину нихромовой проволоки для изготовления спирали определяютисходя из необходимой мощности.

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

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

2) R = U/I = 220/2,72 = 81 Ом

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

тогда длина нихрома l = SR/ρ = 0,159·81 /1,1 = 11,6 м,где l — длина проволоки (м); S — сечение проволоки (мм2); R — сопротивление проволоки (Ом);ρ — удельное сопротивление (для нихрома ρ=1.0÷1.2 Ом·мм2/м).

Ремонт. навив концы перегоревшей спирали из нихрома на кусок медной проволоки и загнув оба конца этой проволоки пассатижами, вы обеспечите спирали вторую жизнь. Медная проволока должна иметь диаметр не менее 1 мм.

Пайка нихрома. пайка нихрома (нихром с нихромом, нихром с медью и ее сплавами, нихром со сталью) может быть осуществлена припоем ПОС 61, ПОС 50 с применением флюса следующего состава, г:вазелин технический — 100, порошкообразный хлористый цинк — 7, глицерин — 5.Компоненты тщательно перемешивают до получения однородной массы.Соединяемые поверхности хорошо зачищают шлифовальной шкуркой и протирают тампоном, смоченным в 10%-ном спиртовом растворе хлористой меди, обрабатывают флюсом, лудят и только после этого паяют.

. при лужение нихромового провода возникает проблема обеспечения надежного электрического соединения нихромового провода с медным проволочным выводом — ведь нихром плохо поддается лужению с обычным канифольным флюсом. Значительно легче облудить конец нихромового провода, если в качестве флюса использовать обычную лимонную кислоту в порошке. На деревянную подставку насыпают очень немного (в объеме двух спичечных головок) порошка лимонной кислоты, кладут на порошок зачищенный конец провода и с некоторым усилием водят по нему жалом горячего паяльника. Порошок плавится и хорошо смачивает провод. Залуженный проводник кладут на канифоль и еще раз облуживают — это необходимо для того, чтобы удалить с провода остатки лимонной кислоты. Описанным способом можно лудить мелкие предметы из стали и других металлов

Материалы для изготовления муфеля и крышки печи

Для изготовления печей мы используем самые современные материалы. Для рабочего слоя футеровки (муфель и крышка печи) мы используем легковесный огнеупорный кирпич, который привозим из Германии. Данный кирпич обладает отличными термо-характеристиками, а именно имеет низкую теплопроводность, высокую термо- и жаростойкость. Классификационная температура применения данного кирпича 1430 °С. При всем этом кирпич достаточно легкий за счет малой плотности и хорошо обрабатывается механически. Это позволяет фрезеровать пазы в кирпичах под установку нагревательных элементов. Фрезерование обеспечивает наивысшую точность пазов под спираль.

Процесс навивки и растяжения спирали для печи обжига керамики.

Навивку проволоки необходимо осуществлять на пруток обеспечивающий необходимый диаметр спирали, т. е.

Dспирали = Dпрутка + 2*Dпроволоки

Далее происходит растяжение спирали на необходимую длину с определенным шагом между витками.

Длина спирали определяется исходя из количества пазов в стенках муфеля для обжига. Т.е. необходимо растянуть спираль так, что бы она заняла все пазы в стенах муфеля.

При этом для исключения перегревов витков относительно друг друга необходимо придерживаться правила. А именно, расстояние между витками должно быть в 1,5-2 раза больше, чем диаметр проволоки.

Спираль после навивки

Спираль после растяжения

Мы приведем самою простую типовую электрическую принципиальную схему для печи:

Схема электрическая принципиальная

Мозгом печи для обжига керамики является программируемый терморегулятор (ПТР).

ПТР предназначен для автоматизированного измерения температуры печи для обжига и ее регулирования по заданному закону (графику, программе).

Выносное исполнение ПТР позволяет исключить:

перегревание ПТР от печи, так как его максимальная температура применения 40°С;
влияние электромагнитных помех на точность измерения.

Методика расчёта нагревателя из нихромовой проволоки

Наиболее значительной деталью электротепловой установки является нагревательный элемент. Основная составляющая часть приборов косвенного нагрева — резистор с высоким удельным сопротивлением. А одним из приоритетных материалов — хромоникелевый сплав. Так как сопротивление нихромовой проволоки высоко, этот материал занимает лидирующее место в качестве сырья для различных видов электротепловых установок. Расчёт нагревателя из нихромовой проволоки проводят с целью определения размеров нагревательного элемента.

Основные понятия
Алгоритм расчёта для однофазных установок
Классификация нагревателей по температуре
Параметры, способствующие неполадкам

Процесс навивки и растяжения спирали для печи обжига керамики.

Навивку проволоки необходимо осуществлять на пруток обеспечивающий необходимый диаметр спирали, т. е.

Dспирали = Dпрутка + 2*Dпроволоки

Далее происходит растяжение спирали на необходимую длину с определенным шагом между витками.

Спираль после навивки

Спираль после растяжения

Мы приведем самою простую типовую электрическую принципиальную схему для печи:

Схема электрическая принципиальная

Мозгом печи для обжига керамики является программируемый терморегулятор (ПТР).

Выносное исполнение ПТР позволяет исключить:

перегревание ПТР от печи, так как его максимальная температура применения 40°С;
влияние электромагнитных помех на точность измерения.

Технология постройки муфельной печи

Порядок выполнения работ горизонтальной ли вертикальной муфельной печи аналогичен, различие состоит в расположении элементов печи.

Корпус муфельной печи выполняем из листового железа. Вырезаем болгаркой прямоугольную полоску нужного размера, сгибаем ее в радиус и при помощи сварки герметично завариваем шов. Для предотвращения образования коррозии можно покрыть металл несколькими слоями огнеупорной краски. К полученному цилиндру привариваем дно. Для этого вырезаем из листа стали круг необходимого диаметра, равного диаметру цилиндра. Укрепляем стенки и донышко металлической арматурой. Корпус выполняем такого объема, чтобы внутри можно было разместить термозащитный слой и огнеупорный кирпич.
В случае если для корпуса используется старый холодильник, аналогично укрепляем его донышко и стенки металлическими уголками или трубками.
Внутреннюю часть корпуса выкладываем толстым слоем базальтовой ваты.
Для изготовления внутреннего термослоя (аккумулятора тепла) используем шамотный кирпич (огнеупорный). Задача состоит в состыковке кирпичей в количестве семи штук в форме трубы, которая будет в дальнейшем служить рабочей камерой печи.
Для этого раскладываем кирпич в ряд и делаем на каждом кирпиче разметку, по которой будем производить резку. Форма кирпичей после резки должна позволять собрать все кирпичи в форме полой трубы. Обрезку производим болгаркой. Для удобства кирпичи нумеруем. После обрезки собираем их вместе и закрепляем проволокой, проверяя правильность резки. При необходимости подправляем форму, добиваясь точности.

Помещаем образовавшуюся кирпичную трубу в корпус со слоем теплоизоляции.

Далее на внутренней поверхности кирпичей необходимо пропилить канавки под проволоку.

Канавки под проволоку

Но прежде из мотка нихромовой или фехралевой проволоки необходимо сделать спираль диаметром около 6 мм. Для этого наматываем проволоку на основу (карандаш, сварочный электрод или тонкий металлический пруток).Достаем кирпичи и вновь выкладываем их на ровную поверхность в ряд.

Прикладываем спираль, делаем разметку под будущие канавки, которые будем вырезать в кирпичах болгаркой. Правильность линий проверяем строительным уровнем. В конечном итоге внутри рабочего пространства проволока будет уложена по спирали от дна к вершине рабочего пространства

Важно, чтобы витки не соприкасались друг с другом, иначе будет замыкание

Спираль в муфельной печи

Чтобы вывести концы проволоки за пределы рабочей камеры и подключить их к автомату, между двумя соседними кирпичами вставляем три тонких длинных отрезка керамической плитки с пропиленными в них тонкими каналами под проволоку.

Каналы под проволоку из муфельной печи

Применение таких керамических выводов в дальнейшем позволит легко производить ремонтные работы муфельной печи.

Коммутация электрической части с тремя ступенями мощности

для первой ступени мощностей необходимо два контура спиралей включать последовательно;
вторая ступень подразумевает отдельное подключение нижней спирали;
третья ступень мощности – параллельное включение двух контуров.

Готовую конструкцию рабочей камеры помещаем в корпус со слоем теплоизолирующего материала и одним кирпичом, уложенным на дно, обмазывая его огнеупорной (печной) глиной или огнеупорным клеем.

Чтобы вывести керамические каналы за пределы корпуса, сверлим в нем отверстия.

Делаем корпус и обмазываем шамотной глиной

Крышку выполняем из листовой стали, вырезая ее по размеру печи и закрепляя на ней печной глиной огнеупорный кирпич. Сверху привариваем щеколду, ручки и навесы. Для герметичности по краям крышки и на примыкающие стенки муфельной печи наносим слой термостойкого силикона, предварительно тщательно обезжирив поверхности.

Муфельная печь в работе

После полного высыхания печи подключаем проволоку к электрическому автомату со стабилизатором и проводим ряд испытаний, настраивая мощность накала спиралей и температуру в рабочем пространстве увеличивая или уменьшая напряжение сети.

Во время работы печи дверцу необходимо плотно запирать.

Итоги

Онлайн калькулятор для расчета спирали поможет вам с быстрыми предварительными расчетами, но для точного учета всех особенностей даже второго метода расчета с учетом температуры может быть не достаточно

На практике существует еще очень много факторов, которые нужно взять во внимание при расчете параметров нагревателя

Если вам нужна помощь с расчетами нагревателей – обращайтесь к нам. Наши специалисты имеют огромный опыт в проектировании нагревательных элементов для различного промышленного оборудования. Мы поможем с расчетами оптимальных параметров нагревательных элементов для вашего оборудования и можем изготовить любой тип нагревателей для Вас.

Источник