· Итак, длина проводника для навивки спирали определена. Можно выполнить еще одно действие. Дело в том, что очень часто ни хромовую проволоку реализуют не метражом, а катушками или бухтами определённого веса. Стало быть, может понадобиться перевод линейной величины в весовой эквивалент. В этом поможет следующая таблица:
Таблица для перевода длины ни хромовой проволоки в ее вес
| Диаметр проволоки, мм | Вес погонного метра, г | Длина 1 кг, м | ||||
| Х20Н80 | Х15Н60 | ХН70Ю | Х20Н80 | Х15Н60 | ХН70Ю | |
| 0.6 | 2.374 | 2.317 | 2.233 | 421.26 | 431.53 | 447.92 |
| 0.7 | 3.231 | 3.154 | 3.039 | 309.5 | 317.04 | 329.08 |
| 0.8 | 4.22 | 4.12 | 3.969 | 236.96 | 242.74 | 251.96 |
| 0.9 | 5.341 | 5.214 | 5.023 | 187.23 | 191.79 | 199.08 |
| 6.594 | 6.437 | 6.202 | 151.65 | 155.35 | 161.25 | |
| 1.2 | 9.495 | 9.269 | 8.93 | 105.31 | 107.88 | 111.98 |
| 1.3 | 11.144 | 10.879 | 10.481 | 89.74 | 91.92 | 95.41 |
| 1.4 | 12.924 | 12.617 | 12.155 | 77.37 | 79.26 | 82.27 |
| 1.5 | 14.837 | 14.483 | 13.953 | 67.4 | 69.05 | 71.67 |
| 1.6 | 16.881 | 16.479 | 15.876 | 59.24 | 60.68 | 62.99 |
| 1.8 | 21.365 | 20.856 | 20.093 | 46.81 | 47.95 | 49.77 |
| 26.376 | 25.748 | 24.806 | 37.91 | 38.84 | 40.31 | |
| 2.2 | 31.915 | 31.155 | 30.015 | 31.33 | 32.1 | 33.32 |
| 2.5 | 41.213 | 40.231 | 38.759 | 24.26 | 24.86 | 25.8 |
| 2.8 | 51.697 | 50.466 | 48.62 | 19.34 | 19.82 | 20.57 |
| 59.346 | 57.933 | 55.814 | 16.85 | 17.26 | 17.92 | |
| 3.2 | 67.523 | 65.915 | 63.503 | 14.81 | 15.17 | 15.75 |
| 3.5 | 80.777 | 78.853 | 75.968 | 12.38 | 12.68 | 13.16 |
| 3.6 | 85.458 | 83.424 | 80.371 | 11.7 | 11.99 | 12.44 |
| 105.504 | 102.992 | 99.224 | 9.48 | 9.71 | 10.08 | |
| 4.5 | 133.529 | 130.349 | 125.58 | 7.49 | 7.67 | 7.96 |
| 164.85 | 160.925 | 155.038 | 6.07 | 6.21 | 6.45 | |
| 5.5 | 199.469 | 194.719 | 187.595 | 5.01 | 5.14 | 5.33 |
| 5.6 | 206.788 | 201.684 | 194.479 | 4.84 | 4.95 | 5.14 |
| 237.384 | 231.732 | 223.254 | 4.21 | 4.32 | 4.48 | |
| 6.3 | 261.716 | 255.485 | 246.138 | 3.82 | 3.91 | 4.06 |
| 6.5 | 278.597 | 271.963 | 262.013 | 3.59 | 3.68 | 3.82 |
| 323.106 | 315.413 | 303.874 | 3.09 | 3.17 | 3.29 | |
| 422.016 | 411.968 | 396.896 | 2.37 | 2.43 | 2.52 | |
| 534.114 | 521.397 | 502.322 | 1.87 | 1.92 | 1.99 | |
| 659.4 | 643.7 | 620.15 | 1.52 | 1.55 | 1.61 |
Подробнее на этом расчете останавливаться не будет – чтобы перемножить длину проволоки на удельный вес ее погонного метра, наверное, дополнительного калькулятора не требуется.
· Казалось бы – расчет окончен. Но следует провести еще одну проверку. Дело в том, что иногда можно прийти к таким результатам, что нагреватель рассчитанной длины и сечения или просто не будет справляться с поставленной задачей, или моментально оплавится, или «век его будет крайне недолог». Необходимо оценить нагревательный элемент еще и с позиций допустимой удельной поверхностной мощности. Это, по сути, количество ватт тепловой энергии, которое способен вырабатывать нагревательный проводник на единицу своей поверхностной площади без потери своих механических и эксплуатационных качеств. Превышать это допустимое значение – нельзя, так как затраченные средства и усилия на изготовления спирали будут затрачены впустую.
Итак, откуда взять значение допустимой удельной поверхностной мощности? Оно вычисляется по формуле:
βдоп = βэф × α
βдоп – допустимая удельная поверхностная мощность, Вт/см²
βэф – эффективная удельная поверхностная мощность, зависящая от температурного режима работы муфельной печи.
α – коэффициент эффективности теплового излучения нагревателя.
βэф можно взять из таблицы. Здесь используются два исходных параметра:
— В столбцах указана температура, до которой будет разогреваться сам нагревательный элемент.
— В строках – температура воспринимающей среды. Иными словами, какой нагрев необходимо задать помещенному в печь для термической обработки материалу.
Пересечение столбца и строки даст значение βэф.
| Требуемая температура тепловоспринимающего материала, °С | Поверхностная мощность βэф (Вт/cм ²) при температуре разогрева нагревательного элемента, °С | |||||||||||
| 6.1 | 7.3 | 8.7 | 10.3 | 12.5 | 14.15 | 16.4 | 21.8 | 24.9 | 28.4 | 36.3 | ||
| 5.9 | 7.15 | 8.55 | 10.15 | 16.25 | 18.85 | 21.65 | 24.75 | 28.2 | 36.1 | |||
| 5.65 | 6.85 | 8.3 | 9.9 | 11.7 | 13.75 | 18.6 | 21.35 | 24.5 | 27.9 | 35.8 | ||
| 5.2 | 6.45 | 7.85 | 9.45 | 11.25 | 13.3 | 15.55 | 18.1 | 20.9 | 27.45 | 35.4 | ||
| 4.5 | 5.7 | 7.15 | 8.8 | 10.55 | 12.6 | 14.85 | 17.4 | 20.2 | 23.3 | 26.8 | 34.6 | |
| 3.5 | 4.7 | 6.1 | 7.7 | 9.5 | 11.5 | 13.8 | 16.4 | 19.3 | 22.3 | 25.7 | 33.7 | |
| 3.2 | 4.6 | 6.25 | 8.05 | 12.4 | 14.9 | 17.7 | 20.8 | 24.3 | 32.2 | |||
| - | 1.25 | 2.65 | 4.2 | 6.05 | 8.1 | 10.4 | 12.9 | 15.7 | 18.8 | 22.3 | 30.2 | |
| - | - | 1.4 | 4.8 | 6.85 | 9.1 | 11.7 | 14.5 | 17.6 | ||||
| - | - | - | 1.55 | 3.4 | 5.45 | 7.75 | 10.3 | 16.2 | 19.6 | 27.6 | ||
| - | - | - | - | 1.8 | 3.85 | 6.15 | 8.65 | 11.5 | 14.5 | 18.1 | ||
| - | - | - | - | - | 2.05 | 4.3 | 6.85 | 9.7 | 12.75 | 16.25 | 24.2 | |
| - | - | - | - | - | - | 2.3 | 4.8 | 7.65 | 10.75 | 14.25 | 22.2 | |
| - | - | - | - | - | - | - | 2.55 | 5.35 | 8.5 | 19.8 | ||
| - | - | - | - | - | - | - | - | 2.85 | 5.95 | 9.4 | 17.55 | |
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | 3.15 | 6.55 | 14.55 | |
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 7.95 |
А коэффициент зависит от особенностей расположения нагревательного элемента в камере печи. Всю таблицу приводить не будем – остановимся только на вариантах с использованием проволочной спирали.
Теперь уже не составит труда по данным этих двух таблиц определить значение допустимой удельной поверхностной мощности.
Практика показывает, что для высокотемпературных печей (с нагревом более 700 градусов) требуемую долговечность наряду с необходимой эффективностью работы показывают нагревательные элементы с показателем допустимой удельной поверхностной мощностью не более 1,6 Вт/см² — для нихромовойпроволоки, и порядка 2,0÷2,4 Вт/см² — для фехралевой.
Для печей же с невысокими показателями нагрева (порядка 200÷400 градусов) этот показатель не столь критичен. Здесь вполне можно исходить из допустимых значений 4 ÷ 6 Вт/см².
Если со значением допустимой удельной поверхностной мощности определились, то можно сравнить их с аналогичным показателем нагревателя, который у нас получился в ходе ранее проведенного расчета. Предлагаем опять воспользоваться возможностями онлайн-калькулятора.