Розрахунок закалочной печі - металевий форум
- Місто: Кулебаки, Нижегородська обл.
- Ім'я: Вячеслав
Розрахунок закалочной печі
Потужність кожного з двох контурів 2,5 - 3 кВт (Тобто в сумі при паралельному підключенні 5 - 6 кВт).
Розрахунок спіралей робимо по формулі:
L = SR / ρ
де L - довжина дроту (м); S - перетин дроту (мм 2); R - опір дроту (Ом); ρ - питомий опір (для ніхрому ρ = 1.0 ÷ 1.2 Ом · мм 2 / м).
Дріт у нас ніхром 1мм. Обчислюємо площу перетину S:
S = πD 2/4
S = 3,14 * 1/4 = 0,79мм 2
Обчислюємо силу струму для потужності 3000Вт і напруги в мережі 220В:
I = P / U
I = 3000/220 = 13,6A
Тепер обчислюємо опір:
R = U / I
R = 220 / 13,6 = 16,2 Ом
Підставляємо отримані дані в нашу формулу і отримуємо довжину дроту:
L = 0,79 * 16,2 / 1,1 = 11,6м
Для потужності 2,5 кВт вийде близько 14м. Якось так)
Ми отримали необхідне опір нагрівача в кожній фазі - 22 Ом.
Що таке 22 Ома? - адже вам це нічого не говорить, чи не так? # 33; Зате вам треба точно знати: спіраль якого діаметру навити, з дроту якого діаметру і який крок укладання витків # 33 ;?
Перш ніж приступити до цих розрахунків, намалюємо схему муфеля. Його внутрішній діаметр 400 мм. висота - 550 мм. Приблизний крок укладання нагрівальних спіралей всередині муфеля - 40-60 мм.
Ці цифри визначаються конструкцією муфеля. У нашому випадку, висота цегли - 50 мм. значить і крок укладання спіралей - 50..52 мм. (Необхідно враховувати можливу шліфування цегли, товщину клейового шва ..). Зверху і знизу відступаємо по 40 мм. Виходить, що ми можемо розмістити 9 спіралей (число повинне бути непарним, адже фаз рівно три # 33;).
Як вже було зазначено раніше, в якості дроту для навивки спіралей вибираємо Еврофехраль GS 23-5. Нижче вказана величина опору одного погонного метра цього матеріалу, але різного діаметру:
електроопір:
Ом / м при t = 20 ° С для діаметра 1,8 мм. - 0,566
Ом / м при t = 20 ° С для діаметра 2,0 мм. - 0,458
Ом / м при t = 20 ° С для діаметра 2,2 мм. - 0,379
Сила струму, A 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 10,0 15,0 20,0 25,0
Діаметр, мм 0,2 0,3 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,3 2,0 2,5 3,5
У нашому випадку, струм через нагрівач - 9 ампер. Якщо використовуємо дріт діаметром 1,8 мм. то вона буде досить комфортно працювати. Чому саме 1,8 мм. а не 2,0 мм. або інша? Просто саме вона була в наявності на складі продавця # 33;
А взагалі, з досвіду, чим товще дріт (в межах розрахунків), тим вона довше працює в печі.
Ми розрахували, що за все потрібно 120 м. Дроту. Визначимося з діаметром спіралі, і кроком її намотування.
Діаметр спіралі вибирається з умови (відомо з довідкової літератури):
D = (6..8) d - для ніхрому
D = (4..6) d - для железохромалюмінія (Еврофехраль)
Крок витків спіралі.
Намотування спіралі.
На практиці спіраль зазвичай намотується на токарному верстаті. На спеціальній оправці, виток до витка.
Після цього проводиться формування спіралі на спеціальному шаблоні. Перед укладанням в шаблон, спіраль попередньо рівномірно розтягується до заданої довжини, і тільки після цього їй надаються необхідні радіуси заокруглення для комфортної укладання в канавки муфеля # 33;
Ми зупинилися на зовнішньому діаметрі спіралі рівному 16 мм. Це пов'язано з діаметром каналу, куди вкладається спіраль і з тим, що при меншому діаметрі знадобиться більше витків, і як наслідок - велика довжина спіралі. Крім того, під час намотування спіралі діаметром 16 мм. на токарному верстаті можна використовувати в якості оправлення калібрований пруток діаметром 12 мм. (Спочатку, для експериментів, ми виготовили спіраль зовнішнім діаметром 15 мм. А для цього довелося протачивать довгий пруток діаметром 12мм. До діаметра 11 мм. - скільки зайвої і дорогої роботи # 33;).
Крок намотування вибираємо 5,0 мм. При визначенні кроку намотування необхідно керуватися наступними критеріями:
- малий крок - велика теплова віддача спіралі, але небезпека межвиткового замикання.
- великий крок - знижується ефективна теплова віддача спіралі, але відсутня небезпека межвиткового замикання.
З дроту діаметром 1,8 мм. і довжиною 120 м. можна навити 2400 витків (довжина одного витка спіралі обчислюється за формулою 3,1426хD (не забудьте все перевести в метри # 33;). З урахуванням кроку спіралі в 5,0 мм. загальна довжина спіралі складе 12 метрів.
Як ми раніше розрахували, всередині камери випалу зроблені 9 канавок (зовнішній діаметр канавки - 440 мм.). Тобто на один виток всередині камери потрібно 1,38 метра спіралі. Наші 12 метрів спіралі досить комфортно помістяться в ці канавки # 33;
Один практичний момент: у нас три фази, в кожній фазі - окрема спіраль. Ділимо 12 метрів на 3, отримуємо 4 метри спіралі на кожну фазу. Але це не технологічно # 33; - рівномірно навити таку довгу спіраль, і укласти її - велика проблема # 33; Крім того, якщо вона перегорить, буде потрібно заміна всієї спіралі - а це дорого # 33; Рішення - в кожній фазі зробити спіраль, що складається з трьох послідовно з'єднаних спіралей. Отже, в кожній фазі помістяться три спіралі довжиною по 1,33 метра, з кроком витків 5 мм. Це вже цілком практична довжина: легко витягти або встановити спіраль.
Підсумок: для печі об'ємом 60 літрів, потужністю 6,0 кВт. будуть потрібні 9 спіралей зовнішнім діаметром 16 мм, і довжиною по 1,33 м. кожна.
Практична порада.
Дріт для намотування спіралі зазвичай поставляється у вигляді бухти діаметром близько 0,8 м. Щоб відміряти необхідну довжину для намотування спіралі довжиною 1,33 метра, доведеться поламати голову # 33; Можна спробувати її розтягнути, взяти рулетку і виміряти. Але для цього треба як мінімум 2-3 людини і довге приміщення - до 15 м. А на вулиці-брудно. Ми зробили простіше: повісили бухту з дротом на дерев'яному бруску. Відокремили від бухти і один від одного (щоб витки не стикалися один з одним) 5..6 витків. Мультиметр (дешевий китайський, з цифровою шкалою) одним проводом підключили до кінця бухти, а другий доклали приблизно до шостого витка. Переміщаючи цей провідник по дроті, знайшли такий стан, коли мультиметр показав на дисплеї 7,33..7,35 Ом. Кусачками перерізали дріт в цьому місці. Отриманий відрізок - рівно 12,9 метра (для інтересу перевірили рулеткою - збіглося # 33;).
* (Цифри 7,33..7,35 Ом. - опір кожної з 9 намотуваних спіралей).
# 3 krosh77
- Місто: Червоноград
- Ім'я: Костянтин
Розрахунок закалочной печі
krosh77. раз Ви самі все знаєте, навіщо ради питаєте?
На практиці перевірено, ніхром понад 1000 довго не варто (вигорає в окалину), при 1100 в печі спіралі течуть (чому? Та тому що одна справа температура в печі, а спіраль при цьому нагрівається сильніше)
krosh77, в вікіпедії откапалі
Ніхром Х15Н60 - Ni 60%, Cr 16%, Fe 24%. Питомий опір - 675 Ohms / cmf, температура плавлення - 1390 ° C.
максимальною довжиною не більше 300 мм і діаметром не більше 20мм
довжина грубки і дію нагрівача на 350-400 мм-в залежності від конструктиву, внутрішній діаметр так-же занадто малим складно зробити-нерівномірний розподіл температури, ІМХО без проблем вийде з Ф60мм.
чи можна в цьому випадку говорити про те, що можна істотно зменшити споживану піччю потужність, наприклад до 1. 1.5 Квт
наприклад за рахунок зменшення її об'єму?
да можна і менше, тут питання продуктивність і теплопотерь.Но завжди краще мати максимально високу потужність нагрівача, а витрата енергії регулювати програмно.
чи можна в цьому випадку в якості нагрівачів використовувати галогенні лампи?
в сенсі-ваккуміровать деталь в прозорій трубці і розмістити в фокусі систем рефлекторів ламп? ІМХО ккд нагріву не фонтан вийдет.А якщо самі лампи змусити працювати в режимі ТО-то не вийдуть вони з ладу дуже бистро.Проще накрутити спіраль-вставити в керамічну трубку і забезпечити захисну атмосферу нехай і ціною зменшення діаметра печі.
# 20 promlyt
- Місто Київ
- Ім'я: Юлія Миколаївна
Розрахунок закалочной печі
Спочатку необхідно визначити необхідну потужність печі в залежності від робочого простору і маси садки. Якщо не вдаватися в складні розрахунки за температурними градиентам, чорнотою тіла і т.д. то для стандартної камерної печі, робочий простір якої 0,6х1,2х0,4 м потужність становить 58 кВт. Температурі 1000 гард.С. Це піч СНО / СНЗ - 6.12.4 / 10 з Ніхромовий нагрівач.
Для печі СНЗ - 6.12.4 / 12 (тим-ра 1200градС) - потужність 52 кВт, нагрівачі - фехраль.
Печі працюють при напрузі 220 В або 380В. Меншу напругу беруть для малих печей.
розрахунок:
Визначаємо кількість нагрівальних елементів n. виходячи з необхідної потужності і конструктивних параметрів печі, і визначаємо потужність, що припадає на один нагрівач N 1 = N / n. У трифазних печах число нагрівальних елементів кратно трьом. Що це означає. Припустимо, у нас буде 27 спіралей, значить, на одну фазу буде підключено 27/3 = 9 спіралей. А потужність на одній фазі буде 52кВт / 3 = 17,3 кВт, а на одній спіралі 17,3 / 9 = 1,93кВт.
Далі обчислюємо опір на фазі:
R ф = U 2 / (1000 * N 1)
Знаючи R ф, обчислюємо довжину нагрівача на одній фазі:
L = 0,786 * R ф * d 2 / ρ. де ρ - питомий електричний опір матеріалу нагрівача.
Потім цю довжину розділити на кількість спіралей на одній фазі, щоб визначити довжину однієї спіралі.
Діаметр дроту спіралі вибирається залежно від допустимої питомої поверхневого навантаження. Так для робочої температури 1100градС ніхром Х20Н80 питоме навантаження 0,5-0,7 кВт / см 2. для фехралю Х23Ю5Т - 1,2-1,5.
Є таблиці і номограми для визначення перетину дроту. Для робочої температурі 1100 градС фехраль Х23Ю5Т - 5 мм дріт, для робочої температурі 1000 градС ніхром Х20Н80 - 6 мм дріт.
Література: К.М. Соколов «Обладнання термічних цехів».
Кількість користувачів, Новомосковскющіх цю тему: 1
0 зареєстрованих, 1 гостей, 0 прихованих
Відповісти цитованим повідомленням Очистити