· 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.