Расчет параметров нагревателей из нихрома и фехрали

Основные сведения и марки нихрома

Нихромом называют сплав никеля и хрома с добавками марганца, кремния, железа, алюминия. У этого материала параметры зависят от конкретного соотношения веществ в сплаве, но в среднем лежат в пределах:

• удельное электрическое сопротивление — 1,05-1,4 Ом*мм 2 /м (в зависимости от марки сплава);
• температурный коэффициент сопротивления — (0,1-0,25)·10 −3 К −1 ;
• рабочая температура — 1100 °C;
• температура плавления — 1400°C;

В таблицах удельное сопротивление часто приводится в мкОм*м (или 10 -6 Ом*м) – численно значения те же, разница в размерности.

В настоящее время есть две самых распространённых марки нихромовой проволоки:

• Х20Н80. Состоит на 74% из никеля и на 23% хрома, а также по 1% железа, кремния и марганца. Проводники этой марки можно использовать при температуре до 1250 ᵒ С, температура плавления – 1400 ᵒ С. Также он отличается повышенным электросопротивлением. Сплав применяют для изготовления элементов нагревательных приборов. Удельное сопротивление – 1,03-1,18 мкОм·м;
• Х15Н60. Состав: 60% никеля, 25% железа, 15% хрома. Рабочая температура не более 1150 ᵒ С. Температура плавления – 1390 ᵒ С. Содержит больше железа, что повышает магнитные свойства сплава и увеличивает его антикоррозийную устойчивость.

Более подробно о марках и свойствах этих сплавов вы узнаете из ГОСТ 10994-74, ГОСТ 8803-89, ГОСТ 12766.1-90 и других.

Как уже было сказано, нихромовая проволока применяется повсеместно где нужны нагревательные элементы. Высокое удельное сопротивление и температура плавления позволяют использовать нихром в качестве основы для разных нагревательных элементов, начиная от чайника или фена, заканчивая муфельной печью.

Удельное сопротивления нихрома и других сплавов для нагревателей

Обычно распространенные стали и сплавы, такие как нержавеющая сталь, препятствуют прохождению электричества. Этот термин свойства известен как удельное сопротивление

. У нас в России, как и везде в Европе для описания удельного сопротивления принято использовать Омы на мм2 на м, в других странах еще может использоваться Ом см / фут или Ом, умноженное на круговые мили на фут Ohms /cmf .

Если бы только удельное сопротивление рассматривалось как основной фактор для электрического нагревательного элемента, выбор мог бы быть из нескольких материалов сплава с широким диапазоном стоимости. По своей экстремальной природе электрический нагревательный элемент часто нагревается докрасна, и обычные сплавы не могут выдерживать такое количество тепла

в течение длительного периода.

Семейства сплавов для нагревателей обладают сочетанием двух определенных свойств:

1. Высокое электрическое сопротивление
2. Длительный срок службы, потенциал выносливости в качестве нагревательного материала

Эти группы сплавов можно разделить на шесть основных классов. В данной статье мы рассмотрим такие сплавы, как нихром. Основные марки этих сплавов показаны с указанием их состава и удельного сопротивления нихрома.

Методики расчета

По сопротивлению

Давайте разберемся как рассчитать длину нихромовой проволоки по мощности и сопротивлению. Расчёт начинается с определения требуемой мощности. Представим, что, нам нужна нить из нихрома для паяльника малых размеров мощностью в 10 Ватт, который будет работать от блока питания на 12В. Для этого у нас есть проволока диаметром 0.12 мм.

Простейший расчет длины нихрома по мощности без учета нагрева выполняется так:

Определим силу тока:

Расчет сопротивления нихромовой проволоки проводим по закону Ома:

Длина проволоки равна:

где S – площадь поперечного сечения, ρ – удельное сопротивление.

Или по такой формуле:

Но сначала нужно рассчитать удельное сопротивление для нихромовой проволоки диаметром 0.12мм. Оно зависит от диаметра – чем он больше, тем меньше сопротивление.

Тоже самое можно взять из ГОСТ 12766.1-90 табл. 8, где указана величина в 95.6 Ом/м, если по ней пересчитать, то получится почти тоже самое:

Для нагревателя мощностью 10 ватт, который питается от 12В, нужно 15.1см.

Если вам нужно выполнить расчет числа витков спирали, чтобы её свить из нихромовой проволоки такой длины, то используйте следующие формулы:

Длина одного витка:

где L и d – длина и диаметр проволоки, D – диаметр стержня на котором будут мотать спираль.

Допустим мы будем мотать нихромовую проволоку на стержень диаметром 3 мм, тогда расчеты проводим в миллиметрах:

Но при этом нужно учитывать, способен ли вообще нихром такого сечения выдержать этот ток. Подробные таблицы для определения максимального допустимого тока при определенной температуре для конкретных сечений приведены ниже. Простыми словами – вы определяете, до скольки градусов должна греться проволока и выбираете её сечение для расчётного тока.

Также учтите, что если нагреватель находится внутри жидкости, то ток можно увеличить в 1.2-1.5 раз, а если в замкнутом пространстве, то наоборот – уменьшить.

По температуре

Проблема приведенного выше расчёта в том, что мы считаем сопротивление холодной спирали по диаметру нихромовой нити и её длине. Но оно зависит от температуры, при этом же нужно учитывать при каких условиях получится её достичь. Если для резки пенопласта или для обогревателя такой расчет еще применим, то для муфельной печи он будет слишком грубым.

Приведем пример расчетов нихрома для печи.

Сначала определяют её объём, допустим 50 литров, далее определяют мощность, для этого есть эмпирическое правило:

• до 50 литров – 100Вт/л;
• 100-500 литров – 50-70 Вт/л.

Нихром-проволока: характеристики и области применения

Современная техника ставит серьезные требования к показателям соответствия ее составных материалов реальным условиям работы. Одним из высокотехнологичных сплавов является нихром. Проволока и приборы, содержащие ее, отличаются стойкостью к агрессивным обстоятельствам функционирования.

История открытия

Сплав представляет собой соединение никеля с хромом, с вариациями добавления железа, марганца, алюминия, силиция.

Изначально имел два пути зарождения. Корни лежат в научных исследованиях относительно легирования металлов и модификации их свойств. Ni и Cr – составляющие высококачественных коррозионностойких и жаропрочных сталей.

Как двухкомпонентный сплав из никеля и хрома, он был открыт в 1906 году в США. Сегодня применяются его различные модификации, в том числе трехкомпонентные на основе железа.

Основные свойства

Материалом для современной нагревательной техники бытового и промышленного назначения является, несомненно, проволока нихром. Свойства ее соответствуют наивысшим технологическим требованиям.

1. Удельное электрическое сопротивление: в пределах 1100-1400 Ом*м.
2. Температура плавления – около 1400˚С, что позволяет функционировать при 800-1100˚С. Предельно допустимое значение для работы зависит от состава. Так, содержание железа снижает ее до 850-900˚С, для чистого двухкомпонентного она равна 1100˚С.
3. Плотность: 8000-8500 кг/м3.
4. Высокая прочность (σв=650-700 МПа); показатели сохраняются в условиях кислотной агрессивной среды и значительных температур.
5. Хорошая пластичность вместе с показательной твердостью позволяет производить прокатывание и волочение.

Среди наиболее востребованной электротехнической продукции на рынке – проволока нихром. Удельное сопротивление этого компонента электронагревательной техники исключительно высоко, что позволяет иметь широкий спрос.

https://www.youtube.com/watch?v=x9g3HvrdVVA

Важной особенностью металла является стойкость его к высокотемпературному окислению в нормальных и агрессивных условиях. Ключевую роль тут играет хром.

Элемент образовывает на поверхности соответствующую оксидную пленку, которая осуществляет защитную функцию.

Она же отвечает за соответствующий темный цвет материала, который сменяется характерным бело-серым при механическом снятии окисленного слоя.

Стоит отметить, что непосредственный контакт с кислотами все же разрушает его, даже более, чем коррозионностойкий вольфрам.

Двухкомпонентный сплав не имеет магнитных характеристик. Они возникают для многокомпонентных его модификаций, однако имеют ослабленные показатели.

Нихромовая проволока отличается жесткостью, не поддается простому силовому влиянию.

Систематизируем информацию о том, как определить проволоку нихром, преимущественно, как отличить ее от внешне похожих материалов:

1. Белый цвет нового металла, темный – ранее проработанного.
2. Отрицательная или минимальная магнитность.
3. Жесткость.
4. Разрушение под действием кислот, устойчивость к окислению под влиянием высоких температур.

Существующие марки отличаются по составу, представляют ассортимент сплава нихром. Проволока имеет широкое использование, которое определяется индивидуальными свойствами каждого.

• 1 группа – резисторный материал: Х20Н80, Х20Н73ЮМ-ВИ, Н80ХЮД-ВИ, Х15Н60.
• 2 группа – металл для нагревательных элементов бытового и промышленного назначения с повышенными характеристиками жаропрочности: Х20Н80-Н-ВИ, Х15Н60-Н, ХН70Ю-Н, Х20Н80-Н, ХН20ЮС.
• 3 группа – для работы при температурах до 900˚С: Н50К10, Х25Н20.

При этом диаметр проволоки нихрома первой группы составляет 0,009-0,4 мм, а для второй – 0,2-7,5 мм.

«Сородичами» являются канталы или фехрали – сплавы хрома, алюминия и железа. Они характеризуются также высоким электрическим сопротивлением, стойкостью к жару в пределах 1250-1400˚С, однако меньшей надежностью, хотя и невысокой стоимостью (Х23Ю5, Х13Ю4, Х23Ю5Т, Х27Ю5Т, Х15Ю5).

Расшифровка марок

Свойства и назначение продукции из нихрома определяются ее химическим составом. Рассмотрим основные из них.

• Х20Н73ЮМ-ВИ: хром – 20%, никель – 73%, алюминий – 3%, молибден – 1,5%, марганец – до 0,3%, титан – до 0,05%, железо – 2%, углерод – до 0,05%; выплавлен с помощью вакуумно-индукционного метода;
• ХН70Ю-Н: Cr – 27%, Ni – 70%, Al – 3%, Mn – до 0,3%, Cs – до 0,03%, Ba – до 0,1%, Fe – до 1,5%, C – до 0,1%; предназначен для электронагревательных элементов;
• ХН20ЮС: Cr – 20%, Ni – 20%, Al – 1 %, Zn – до 0,2%, Ca – до 0,1%, Si – 2,5%, Fe – 50%, C – до 0,08% – для нагревателей промышленных печей.

Виды продукции

Выбор любого сплава, который характеризуется качественными технологическими и механическими характеристиками, должен быть обоснованным и регламентированным. Особенно когда речь идет о высокой стоимости. Таким высокотехнологичным и дорогостоящим материалом является проволока нихром.

Гост 8803-89, 12766.1-90, 12766.3-90, 12766.4-90 определяет требования, особенности маркировки и применения.

В соответствии со стандартами и в зависимости от типажа, металл представлен в продаже в виде проволоки или лент, выбор которых зависит от диаметра, сечения, длины, особенностей использования.

Соответственный прокат является исходным для промышленного изготовления ленточных зигзагов, проволочных спиралей.

Технические параметры

При выборе продукции из нихрома важно учитывать следующие особенности:

• номинальное удельное сопротивление;
• диаметр, сечение и вес;
• фактическое сопротивление и рабочие температурные границы в зависимости от физических параметров.

Номинальные значения основной параметрической характеристики определяются ГОСТом и зависят от марки и состава.

Диаметр проволоки-нихрома определяет ее сечение, вес мотка и соответственное объективное сопротивление.

Таким образом, вес проволоки (нихром) на 100 метров продукции прямо пропорционален ее размерам, а диаметр и площадь сечения – обратно пропорциональны фактическому сопротивлению.

Рабочая температура зависит не только от химического состава, но и от параметрических характеристик.

Диаметр проволоки, изготавливаемой производителями, представляется в пределах 0,05-12 мм, а ленты – 0,15-3,2 мм.

Из чего лучше сделать нагреватель для муфельной электропечи — сравнение фехраля и нихрома

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.

Навивка нихромовой спирали

Сегодня нихромовая спираль является одним из основных элементов многих нагревательных приборов. После остывания нихром способен сохранять свою пластичность, благодаря чему спираль из такого материала можно легко снять, изменить ее форму или при необходимости подогнать под подходящий размер. Намотка спирали в промышленных условиях осуществляется автоматическим путем. В домашних условиях можно осуществить также ручную намотку. Рассмотрим подробнее, как это сделать.

Если не слишком важны параметры готовой нихромовой спирали в ее рабочем состоянии, при намотке можно произвести расчет, так сказать, «на глаз». Для этого следует подобрать нужное количество витков в зависимости от нагрева нихромового провода, при этом включая периодически спираль в сеть и уменьшая или увеличивая число витков. Такая процедура намотки очень простая, но может занять достаточно много времени, да и часть нихрома при этом расходуется впустую.

Для повышения простоты и точности расчета намотки спирали можно воспользоваться специальным онлайн-калькулятором.

Рассчитав необходимое количество витков, можно приступать к намотке на стержень

Не обрезая провод, следует осторожно подключить нихромовую спираль к источнику напряжения. Затем проверить правильность расчетов по намотке спирали

Важно учитывать, что для спиралей закрытого типа длина намотки должна быть увеличена на треть полученного при расчете значения

Для обеспечения одинакового расстояния между соседними витками нужно вводить намотку в 2 провода: один – нихромовый, второй — любой медный или алюминиевый, с диаметром, который равен нужному зазору. Когда намотка будет окончена, вспомогательный провод следует аккуратно смотать.

Нагреватели для муфельных печей: требования к материалам изготовления

Если Вы сомневаетесь, фехраль или нихром, что лучше подойдет в качестве основы для нагревателя муфельной печи, рассмотрите их характеристики. Каждый из них имеет разные показатели:

• Электрического сопротивления. Чем оно выше, тем лучше. Сплавы с высоким показателем электросопротивления быстрее нагреваются. Использовать их можно в меньших объемах, чем остальное сырье. Это очень удобно. В таком случае появляется возможность установить нагреватель из нихромовой проволоки внутри конструкции. Большого пространства для этого не потребуется.
• Постоянности физических свойств. Очень трудно работать с динамичными элементами, такими как неметаллы. Приходится прибегать к применению дополнительных трансформаторов. Это может усложнить процесс эксплуатации промышленного сушильного шкафа или муфельной печи.
• Температурного коэффициента. Когда меняется уровень температур, становится другим и электрическое сопротивление элемента. Нагреватель из нихрома изменяет свои показатели минимально.
• Жаропрочности. Предельный уровень отличается у разных материалов. Изучив технические характеристики, Вы увидите, насколько устойчив нихром или фехраль к высоким температурам.

Промышленный сушильный шкаф должен иметь очень качественную конструкцию, в том числе, обладать надежным нагревательным элементом

Температура плавления нихрома. Нихром это

В нашей стране никогда не переведутся «народные умельцы». Русские люди во все времена отличались сообразительностью и изобретательностью. Поэтому один из вопросов, который волнует многих изобретателей – где можно взять нихромовую проволоку в необходимом количестве.

Этот материал представляет собой особый сплав, содержащий повышенную концентрацию таких химических элементов, как хром и никель.

Кроме них, в состав нихрома входят и другие металлы – марганец, кремний, железо и алюминий, имеющих свои достоинства, а их объединение в составе одного сплава создает такой металл, который обладает замечательными качественными характеристиками .

Проволока из нихрома обладает следующими ценными качествами:

Такая проволока используется в таких местах, где от металла требуются самые качественные характеристики, надежность и высокая прочность.

Благодаря сочетанию пластичности с высоким пределом текучести, а также стойкости к сильным агрессивным веществам, нихром очень востребован

в индустриальном производстве. Именно он занимает на современном рынке бытового и промышленного электрического оборудования одно из первых мест.

Кроме этого, нихромовая проволока применяется в ряде промышленных отраслей, в которых используются электронагревательные печи.

Она также применяется в электрических печах

, которые нагреваются до очень высоких температур, в различных аппаратах, обладающих тепловым воздействием и в печах, используемых для обжига и сушки.

Также она находит применение в качестве нагревательного и резисторного элемента.

В основном такое изделие из нихрома применяют везде

, где требуется стойкость к высоким температурам, жаре и химикатам, то есть в агрессивных средах.

Также она используется в приборах, для которых необходима высокая степень надежности, таких как резисторы, узлы сопротивления и реостаты.

Нихромовая проволока нашла свое применение не только в промышленности, но и в быту, и используется:

• для станков, которые нарезают пенопласт;
• в приспособлении для выжигания по дереву;
• в системе обогрева автомобильных стекол и зеркал заднего вида;
• в простых бытовых обогревателях;
• в самодельных сварочных аппаратах .

Где можно взять нихромовую проволоку?

Существует несколько вариантов, как и где можно приобрести изделие из нихрома.

На сегодняшний день практически в каждом населенном пункте существует справочная по товарам и услугам. Обратившись к ней, можно получить от оператора информацию, какая организация торгует нихромом и ее контактные телефоны. Такую информацию можно узнать и в Интернете.

Однако в этой ситуации шансы приобрести нормальный товар практически равен нулю

, потому что если кто и возьмется доставить материал, то это будет всего лишь полтора-два метра. Организации в основном специализируются на оптовых продажах. Но уточнить все-таки стоит.

Если такое изделие продается в другом городе, то можно воспользоваться . Однако этот вариант предусматривает доплату

за пересылку. Можно проволоку приобрести в специализированных магазинах. Это могут быть «Радиодетали», «Умелые руки» и другие подобные павильоны.
Продавцы таких частных магазинов, торгующие различными запчастями, друг друга знают очень хорошо. Поэтому, если у такого «частника» в наличии нет нихромовой проволоки, он может подсказать, где ее приобрести. Между прочим, найти ее можно в обыкновенном хозяйственном магазине.
Спирали для электрических плит изготовлены из нихрома.

Ни один населенный пункт не может обойтись без наличия базара, где можно приобрести все что угодно. Самое главное – это тщательно обойти весь рынок и даже можно поспрашивать продавцов. Можно и наткнуться на такое изделие из нихрома.

Чтобы найти такую проволоку, следует где-нибудь отыскать старый прибор

, например, лабораторный реостат. Сам по себе он не представляет никакой ценности, однако на нем намотано небольшое количество нихрома.

Нихромовая проволока является высококачественным пластичным изделием благодаря своим замечательным техническим характеристикам. Купить или достать ее любым другим способом хоть и трудно, но возможно. Нужно лишь проявить инициативу и попробовать все вышеуказанные способы.

Физические свойства

• удельное электрическое сопротивление — 1,05÷1,3 Ом·мм²/м (в зависимости от марки сплава)
• плотность — 8200-8500 кг/м³
• температура плавления — 1100-1400 °C
• рабочая температура — 800-1100 °C
• удельная теплоемкость — 0,45 кДж/(кг·К) при 25 °C
• предел прочности при растяжении — 0,65-0,70 ГПа

Применение

Нихром обладает высокой жаростойкостью в окислительной атмосфере (до 1250 °C), высоким удельным электрическим сопротивлением (1,05-1,4 Ом·мм²/м), имеют минимальный температурный коэффициент электрического сопротивления . Он имеет повышенную жаропрочность , крипоустойчивость, пластичность , хорошо держит форму. Нихром — дорогостоящий сплав, но, учитывая его долговечность и надёжность, цена не представляется чрезмерной.

Нихром широко используется:

Высокая пластичность нихрома позволяет подвергать его сварке, точению, волочению, штамповке и другим видам механической обработки.

Международные названия нихромов

Нихром Х20Н80

— Cr 20 %, Ni 80 %. Удельное сопротивление — 650 Ohms/cmf , температура плавления — 1200 °C.

Аналоги: NiCr80/20, Ni80Cr20, Chromel A, N8, Nikrothal 8, Resistohm 80, Cronix 80, Nichrome V, HAI-NiCr 80, евронихром.

Нихром Х15Н60

— Ni 60 %, Cr 16 %, Fe 24 %. Удельное сопротивление — 675 Ohms/cmf, температура плавления — 1390 °C.

Аналоги: NiCr60/15, Ni60Cr15, Chromel C, N6, Nikrothal 6, Nikrothal 60, Cronifer II, Alloy C.

Сплав Х20Н80

Нихром Х20Н80 — сплав нихрома следующего состава: (73-78 %); (19-21 %); (1 %); (0,7 %); остальное . Иногда сплав легируют редкоземельными металлами для достижения более высокой продолжительности работы.

Нихром Х20Н80, особенно проволока являются самым ликвидным сортаментом нихрома.

Нихромовая лента и полоса остаются менее продаваемыми, по сравнению с проволокой, но более востребованы нежели прутки и листы.

Принято считать, что в марке Х20Н80 около 20 % хрома и 80 % никеля, но это не совсем соответствует ГОСТ, допускающим микролегирование прецизионных сплавов для улучшения их потребительских характеристик.

Ссылки

• Нихром
  — статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)
• ГОСТ 10994-74. Сплавы прецизионные. Марки . Архивировано из первоисточника 23 августа 2011. Проверено 7 сентября 2009.. (см. также ГОСТ)
• Мальцев И. М.
  Технология триботехнических ленточных электроспеченных порошковых материалов //
  Международный научно-технический журнал
  . — 2003. — № 1. — С. 60-66.
• Пятин Ю. М. и др.
  Материалы в приборостроении и автоматике. — 2-е изд. — «Машиностроение», 1982. — 528 с.
• Касаткин А. Г.
  Основные процессы и аппараты химической технологии . — 2-е изд. — М.: Редакция химической литературы, 1938. — С. 170-171.
• Кудрявцев И. В.
  Материалы в машиностроении. Выбор и применение / Химушкин Ф.Ф., Жуков Л.Л. и др.. — М.: «Машиностроение», 1968. — Т. 3 (Специальные стали и сплавы). — С. 304-319. — 448 с. — 30 000 экз.

Wikimedia Foundation. 2010.

Синонимы

:

Смотреть что такое «Нихром» в других словарях:

Нихром … Орфографический словарь-справочник- (от никель и хром) сплавы Ni (основа) с Cr (15 30%), легируемые Si (до 1,5%), Al (до 3,5%), микродобавками редкоземельных элементов. В ферронихромах часть Ni заменена Fe (св. 20%). Высокие жаростойкость и удельное электрическое сопротивление.… … Большой Энциклопедический словарьСущ., кол во синонимов: 2 сплав (252) ферронихром (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимовнихром
— — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN nichrome … Справочник технического переводчика — хромоникелевый сплав (65 80% Ni, 15 30% Cr, иногда с добавками Si, Al и других элементов), характеризующийся высокими жаростойкостью и удельным электрическим сопротивлением. Применяют для изготовления нагревательных элементов в… … Энциклопедический словарь по металлургииОбщее название группы жаростойких сплавов никеля (65 80%) с хромом (15 30%). Впервые Н. запатентован в 1905 А. Маршем в США. В разных странах выпускается большое число разновидностей Н., легируемых, как правило, Si (до 1,5%), Al (до 3,5%) … Большая советская энциклопедияА; м. Сплав никеля и хрома, обладающий высокой жаростойкостью и удельным электрическим сопротивлением (применяется для изготовления нагревательных элементов). ◁ Нихромовый, ая, ое. * * * нихром (от никель и хром), сплавы Ni (основа) с Cr (15 30%) … Энциклопедический словарь

Это сплав, основными составляющими которого являются никель (55-78%), хром (15-23%), марганец (1,5%) и железо (оставшийся процент). Иногда для его нормализации применяют цирконий. Плавится сплав при температуре 1100-1400°C.

Характеризуется нихром удельным сопротивлением, составляющим 1,0-1,1×106 Ом×м, плотностью, значение которой 8,2-8,5 г/см3. Рабочая температура сплава — до 1100 °C.

Отличается нихром высокой механической прочностью, значение придела прочности на растяжение составляет 0,65-0,7 ГПа.

Нихром имеет повышенные характеристики жаропрочности, крипоустойчивости, пластичности. Он способен сохранять свою форму. Такие свойства позволяют использовать сплав в установках, на которые будут оказывать воздействие определенные агрессивные среды.

Сплав нашел свое применение в лабораторных и промышленных печах, плитах и паяльниках. Из нихрома изготавливают нагревательные элементы.

Марки нихрома

Наиболее часто применяются две основные марки нихрома: Х20Н80 и Х15Н60. Производятся они в соответствии с требованиями, наведенными в ГОСТ 10994-74 .

Наиболее часто используется нихром Х20Н80 в виде проволоки различного диаметра. Цифры, в обозначении марки, указывают на приблизительное процентное содержание основных составляющих сплава: первая — хрома, вторая — никеля.

Нихромовый металлопрокат представлен: проволокой, лентой, кругом, листом.

Область применения нихрома

Из нихрома производят нагревательные элементы, которые устанавливаются в промышленные и бытовые электропечи. Из использованием данного сплава изготавливают приборы и аппараты теплового действия. Нихром применяется в производстве. Без использования сплава тяжело изготовить:

• высокотемпературные электропечи;
• печи обжига и сушки;
• электрические аппараты теплового действия;
• электротехнические резистивные элементы;
• нагревательные элементы.

Нихром марки Х20Н80 — это отличный сплав для производства нагревательных элементов электротермического оборудования, к надежности которого предъявляются повышенные требования. Х15Н60 чаще всего применяется для изготовления изделий электротехники и непрецизионных резисторов.

Стоимость нихрома марки Х20Н80 выше, чем Х15Н60. Это объясняется более высоким содержанием в составе сплава такого дорогостоящего металла как никель. Нихром Х20Н80 может заменяться в некоторых случаях сплавами аналогичной специализации, но в тех случаях, когда требуется высокая надежность, отдают предпочтение именно ему.

Некоторые замечания

Можно усовершенствовать прибор, используя дополнительные детали:

• гипс
• стальная проволока
• выключатель

Стальную скобу не придётся никак приспосабливать внутри корпуса — она нужна только в качестве удобной подставки для прибора. Выключатель позволит легко управлять прибором. Его можно установить на боку корпуса баночки, добавив туда пару винтиков. А вот гипс поможет придать прочности и сохранности нихромовой проволочке. Высыпаем сухой гипс в воду, разводим его и окунаем в раствор скрученную спиральку, после чего высушиваем под слоем гипса на воздухе, до затвердевания. Теперь нагрев будет более мягким, а прибор более долговечным и безопасным. Главное не забыть оставить на концах контакты для подсоединения проводов.

Итог: У нас получился простой и эффективный прибор для обогрева помещения. Если всё правильно выполнено — то он будет безопасен в эксплуатации и станет потреблять совсем немного мощности.

Простой самодельный панельный обогреватель: схема сборки, фото изготовления.

С наступлением холодов тема отопления жилых помещений становится актуальной, и многие задаются вопросом, как дополнительно обогреть, жилую комнату, рабочее помещение, дачу или гараж с помощью обогревателя. В этой статье мы рассмотрим, как сделать простой, дешёвый и в то же время безопасный электрообогреватель.

Отличия фехраля и хрома: что выбрать как основу нагревателя

Нихромовые и фехралевые нагреватели являются лучшими для муфельных электропечей. Но и они имеют между собой некоторые отличия

Особенности нихрома

Среди достоинств материала:

• Сохранение механических свойств при нагреве.
• Крипоустойчивость.
• Легкость плавления и сваривания.
• Простота обработки.
• Отсутствие процессов старения.

Есть у этого сплава и некоторые недостатки, среди которых:

• Высокая цена на изготовление нихромовых нагревателей из-за дороговизны никеля.
• Возможность работы при более низких температурах, в сравнении с фехралевыми элементами.

Чтобы печь гарантировано давала нужный результат в обработке материалов, не забудьте предварительно провести расчет нихромовой проволоки для нагревателя.

Особенности фехрали

Многокомпонентный состав имеет такие позитивные характеристики как:

• Низкая цена сплава.
• Высокий уровень жаростойкости.

Некоторые нагреватели для муфельных печей из фехрали способны работать даже при температуре 1400 градусов. Важно, чтобы их диаметр был не менее 6-ти миллиметров

К недостаткам стоит отнести:

• Хрупкость при температурном режиме более 1000 градусов.
• Магнитность из-за наличия в составе железа.
• Удлинение основы во время эксплуатации.
• Низкий уровень сопротивления ползучести.

Где взять нихромовую проволоку и как рассчитать сопротивление?

Вы молодой и амбициозный вейпер. У вас появилась электронная сигарета, которая позволяет вам устанавливать собственные намотки и парить на них. Вы научились мотать очень классные койлы, но вот незадача. Когда вы захотели сделать нихромовую спиральку, если ваш термоконтроль на нихроме работает прекрасно, вас может ввести в заблуждение ценовой вопрос на этот материал.

И если вы не хотите тратить кучу денег на эту проволочку, то возникает вопрос – где взять нихромовую проволоку, чтобы не покупать ее в магазине? Попробуем помочь всем начинающим вейперам в этом нелегком деле.

Почему именно нихром

Чаще всего перед создателями койлов возникает вопрос, что лучше для намотки кантал или нихром? Оба этих материала широко используются для изготовления намоток. Но когда речь зашла о том, какая лучше, мнения профи на этот счет разделились. У каждого есть и плюсы, есть и минусы.

Если собрать объективную информацию, то мы получим следующее:

Так как же выбрать, кто из них будет лучше?

Выбор между нихромом и канталом

Как и касаемо всего, что относится к электронным сигаретам, лучшего не существует. Разнообразные характеристики хорошо подходят для одних целей и совершенно непригодны для других. С проволокой та же история.

Рассмотрим характеристики нихрома:

• нихром, по сравнению с канталом, имеет меньшее удельно сопротивление;
• на нихромовой проволоке боксмод может выдать больше мощности;
• нихром не содержит железа. Такая намотка не будет ржаветь, а значит прослужит значительно дольше;
• нихром очень хорошо проводит тепло. Спираль из этого металла будет быстрее разогреваться и быстрее остывать.

Очевидны преимущества нихрома перед канталом, а значит, самое время задаться вопросом, где найти такую проволоку.

В поисках нихрома

Само собой, что нихромовую нить можно купить в магазинах, где продаются разнообразные принадлежности для парения. Само собой разумеется, что метр такой проволоки может обойтись достаточно дорого. А если вы только начинаете карьеру создателя койлов, то вам нужен будет не 1 м заготовки.

Выходом из ситуации может послужить паяльник, который вам удастся найти на радиорынке, или может быть нерабочее устройство вы обнаружите в кладовке или в гараже. Если вам так и не удалось найти паяльник, то его можно купить.

Есть некая сеть магазинов, которая называется Фикс Прайс. Там все товары продаются по фиксированной цене. И паяльник высочайшего китайского качества вам обойдется всего за 1 доллар США.

https://www.youtube.com/watch?v=x9g3HvrdVVAu0026t=42s

Дальше производим следующие манипуляции:

1. Нужно разобрать паяльник и отыскать ту самую нихромовую нить. Нить внутри нашего паяльника действительно оказалась нихромовой и она была ну очень тонкая.
2. Чтобы узнать сечение вашей проволоки, вам нужно взять карандаш и намотать на него 10 витков нити. Прижав плотно друг к другу 10 витков нити, мы можем достаточно точно определить сечение проволоки.

В нашем случае 10 витков занимают 1 миллиметр, что говорит нам о том, что сечение нашей нити 0.1 мм.

Нихромовая проволока, которую вы сможете извлечь из паяльника в домашних условиях, для использования ее в дальнейшем в намотке койла для электронных сигарет, имеет определенные размеры. Намотка из паяльника, которую нам удалось достать таким образом, стоит очень дешево, как мы узнали.

Купить таких дешевых паяльников можно сколько угодно, но, как мы узнали опытным путем, спираль из нихрома в таких приборах иногда отличается по длине. Разборка бытового паяльника, чтобы получить нихром – рабочая схема. Но что делать если паяльника не нашлось?

Следующее место, где можно достать нихром – это обогреватель, который построен по принципу вентилятора, правда этот способ будет немного дороже.

И самым труднодоступным способом достать этот металл будет извлечение его из электрической плиты с открытой спиралью.

Не все так сложно, как казалось

Сегодня вы узнали, намотка из нихрома не столь затратное мероприятие. Если вы решите разобрать паяльник, то перед вами будет 2.5 метра проволоки. Из такого количества металла у вас получится далеко ни 1 намотка.

Вы наматывали свой койл, и тут вас посетила мысль – а кто вам сказал, что металл, который вы достали, это вообще нихром? Как отличить его от других металлов и как определить, он ли это? Есть один простой и надежный способ.

Вам нужно будет взять обычный магнит и проверить с его помощью вашу проволоку. Для сравнения, кантал моментально притянется к магниту, а металлу, который вы искали, на магнитное поле будет абсолютно все равно. Удачных вам экспериментов.

Ход работы

Сначала отделяем решётку кулера от вентилятора, она нам тоже пригодится. Кладём вентилятор правильной стороной (чтобы он дул наружу) в баночку, и закрепляем его на дне при помощи нескольких винтиков. Он понадобится для того чтобы гнать горячий воздух в комнату от раскалённой проволоки. Теперь сворачиваем саму проволоку спиралью — её можно намотать на толстый карандаш и снять. Это нужно для большей отдачи тепла при прохождении воздуха мимо спирали. Закрепляем спиральку внутри корпуса, концы нужно вывести наружу и подсоединить к проводам. Наш обогревать почти готов. Осталось накрыть корпус решёткой от кулера, для безопасности. Она как будто специально создана для этого — получился отличный прибор, напоминающий горячий фен.

Сфера применения нагревателей из нихрома и фехрали

Нихромовый нагреватель наиболее часто используется в конструкциях оборудования для обжига и сушки. Нередко его можно встретить и в основе водонагревателей и электроплит. Высокопроизводительными считаются лабораторные сушильные шкафы с нихромовыми нагревателями.

Лабораторная низкотемпературная печь – это оборудование для максимально точной термообработки

Фехралевые пластины и проволоки востребованы в разработке систем, работающих с температурными режимами до 1400 градусов. Их активно применяют в сфере высокоглиноземной керамики.

Расчет сопротивления нихромовой спирали и ее длины

Определившись с мощностью, приступаем к расчету требуемого сопротивления.

Если определяющим параметром является мощность, то вначале находим требуемую силу тока по формуле I=P/U.

Имея силу тока, определяем требуемое сопротивление. Для этого используем закон Ома: R=U/I.

Обозначения здесь общепринятые:

• P – выделяемая мощность;
• U – напряжение на концах спирали;
• R – сопротивление спирали;
• I – сила тока.

Теперь определим нужную нам длину. Она зависит от удельного сопротивления и диаметра проволоки.

Можно сделать расчет, исходя из удельного сопротивления нихрома: L=(Rπd 2 )/4ρ.

• L – искомая длина;
• R – сопротивление проволоки;
• d – диаметр проволоки;
• ρ – удельное сопротивление нихрома;
• π – константа 3,14.

Но проще взять готовое линейное сопротивление из таблиц ГОСТ 12766.1-90. Там же можно взять и температурные поправки, если нужно учитывать изменение сопротивления при нагреве.

В этом случае расчет будет выглядеть так: L=R/ρld, где ρld – это сопротивление одного метра проволоки, имеющей диаметр d.

Расчет нихромовой спирали — от поставщика «Auremo». Купить сегодня. Соответствие ГОСТ / Auremo

Намотку нихромовой нити в нагревательных приборах, как правило, производят «на глазок», а необходимое количество витков подбирается исходя уже из нагрева провода после включения в сеть. Такой процесс расходует нерационально время, приводит к большому перерасходу ценного нихрома. Таблица, приведенная ниже, дает возможность оптимизировать процесс расчёта.

Все данные приводятся для нити соответственно известного удельного сопротивления нихрома, равного 1,12 Омxмм2/м под напряжением 220 В. Используя таблицу, легко определить диаметр стержня, на который спираль наматывается и длину стержня при намотке «виток к витку» зависимо от толщины провода.

Длина спирали под иное напряжение пересчитывается при помощи обычной математической пропорции.

Условные обозначения: длина стержня — L, мм; диаметр стержня- D, мм.

Нихромовая проволока, Ø 0,9

Изложенные в таблице результаты легко проверить согласно следующей формулы. Длина нити (в мм) = пDLстержня/толщину нити, где п =3,1415926, D — диаметр стержня (в мм).

Если например, надо определить при напряжении 127 В длину стержня диаметром 4 мм, для намотки нити толщиной 0,3 мм. Таблица показывает, что длина стержня при напряжении 220 В равняется 22 мм. Составив обычное соотношение: 22 мм — 220 В; X — 127 В, видно: Х = 22×127/ 220 = 12,7 мм. Соответственно и уменьшится длина нити. При намотке спирали, необходимо не обрезая подключить ее, к источнику напряжения, убедившись в правильности намотки. Закрытые спирали увеличивают длину намотки на 1/3 значения, приведенного в таблице.

Поставщик

Поставщик «Auremo» предлагает купить нихромовую проволоку сегодня на выгодных условиях. Поставляем нить из нихрома и фехрали в розницу и оптом. Продукция сертифицирована, Мы ценим время своих клиентов, поэтому всегда готовы помочь с оптимальным выбором. К вашим услугам опытные менеджеры-консультанты. Купить нихромовую проволоку сегодня. Соответствие ГОСТ и международным стандартам качества, цена — оптимальная от поставщика. Оптовым заказчикам цена — льготная.

Сколько стоят нихромовые или фехралевые нагреватели

Стоимость муфельной печи напрямую зависит от особенностей элементов ее сборки. Важную роль в формировании цены имеет и материал нагревателя. Ключевое отличие фехраль от нихрома в том, что обойдется соединение железа, хрома и алюминия в 3-5 раз дешевле, чем то, где есть никель.

Не стоит спешить при выборе сплава. Для начала просчитайте:

• Максимальную температуру нагрева.
• Время бесперебойного функционирования техники.
• Частоту включений и выключений оборудования.

Только после этого стоит принимать решение о покупке. Не стоит гнаться за более низкой ценой. Если нагреватель будет быстро изнашиваться, его постоянные замены и перебои при эксплуатации прибора обойдутся значительно дороже.

Купить муфельные печи с качественными нагревателями, Вы всегда можете в . Мы подберем для Вас идеальное решение «под ключ», которое будет надежным и долговечным. Обращайтесь!

Учет температуры

Например, проволока диаметром 0,3 мм при токе 2,7 А нагреется до 700 °С, а ток в 3,4 А нагреет ее до 900 °С.

Для расчета температуры и тока существуют справочные таблицы. Но еще нужно учитывать условия эксплуатации нагревателя.

При погружении в воду теплоотдача повышается, тогда максимальный ток можно повысить на величину до 50 % от расчетного.

Закрытый трубчатый нагреватель, наоборот, ухудшает отвод тепла. В этом случае и допустимый ток необходимо уменьшить на 10—50 %.

Основные характеристики проволоки

наверх Существует несколько основных характеристик, которые применимы ко всем видам проволок, независимо от их состава. Это диаметр проволоки, её сопротивление, время разогрева материала и температурный коэффициент сопротивления.

Диаметр проволоки

Одной из основных характеристик любой проволоки является фактический диаметр. Его обычно указывают как Gauge (ga) или AWG, выражается числовым значением.

Чем выше числовое значение, тем тоньше проволока. Например, AWG 26 тоньше AWG 24, но толще AWG 28.

Наиболее распространённые размеры от наименьшего диаметра к наибольшему: 32 (0.2 мм), 30 (0.25 мм), 28 (0.32 мм), 26 (0.4 мм), 24 (0.51 мм) и 22 (0.64 мм). Также существуют и другие, даже нечётные размеры.

Сопротивление

По мере увеличения диаметра проволоки уменьшается её сопротивление и увеличивается масса, поэтому времени для разогрева потребуется больше.

К примеру, тонкие проволоки 32 ga и 30 ga будут иметь более высокое сопротивление и нагреваться быстрее, чем 26 ga и 24 ga.

Так же нужно понимать, что чем больше проволоки используется, тем выше будет сопротивление

Это важно при намотке спиралей, так как чем больше витков, тем выше сопротивление койла

Время нагрева

Время нагрева – это характеристика, показывающая как быстро спираль достигнет необходимой температуры для испарения жидкости.

Как правило, это более заметно на сложных многожильных спиралях, таких как Staggered Fused Clapton, но также можно увидеть разницу во времени разогрева и на обычных одножильных койлах по мере увеличения размера и массы проволоки.

Использование разных материалов так же влияет на время разогрева спирали, так как различается внутреннее сопротивление металлов.

В режиме вариватта проволоки из нержавеющей стали разогреваются быстрее, за ними следуют проволоки их нихрома и медленнее всего разогревается кантал.

TCR

В режиме температурного контроля, чтобы определить какие ток и мощность подавать на спираль, вейп-девайсы «опираются» на характеристики материала проволоки.

Для режима термоконтроля подбираются проволоки исходя из их температурного коэффициента сопротивления (TCR).

TCR проволоки – это параметр, показывающий насколько увеличится сопротивление спирали при повышении температуры. Устройство знает какое было сопротивление холодной спирали и какой материал используется.

При нагреве (по мере повышения температуры) сопротивление спирали увеличивается и мод понимает, что спираль стала слишком горячая и уменьшает подачу тока, чтобы предотвратить гарик.

Все типы проволок имеют параметр TCR, но увеличение сопротивления корректно может быть измерено только в материалах для температурного контроля.

Процесс изготовления обогревателя по шагам

Стеклотекстолит как основа для крепления нихромовой нити

Для изготовления самодельного гаражного обогревателя потребуется лист текстолита толщиной до 1,5 см.

Он будет служить основанием для проволочной нагревательной спирали. Разделенный на две части, стеклотекстолит не только защитит от горячей проволоки, но и быстро обогреет холодное помещение.

Вся поверхность текстолитового листа является нагревающей. Однако, для обогрева гаража достаточно куска 0,5 х 0,5 м материала с каждой стороны нагревателя.

Не обязательно, чтобы обогреватель был квадратным, подойдет любая форма прямоугольника.

Здесь более важно, чтобы части текстолита были одинаковыми, и основа для крепления спирали надежно закрывала ее.

Принципиальная схема гаражного обогревателя

1. Листы текстолита с внутренней стороны будущего калорифера обрабатываются наждачной бумагой.
2. Далее на основу наносится разметка. От нижнего и верхнего краев оставляется поле в 2 см, от боковых – отступ в 3 см.
3. Отметив границы размещения проволоки, необходимо рассчитать количество ее сложений при длине 24 метра. Длина шага обмотки равна высоте отмеченной рамки на основе обогревателя (не забываем, что верхнее и нижнее поле не учитываются).
4. После расчета количества сложений проволоки, нужно отметить расстояние между ее витками. Для наших параметров калорифера оно составляет 8-13 мм. По краю отмеченной рамки, согласно расчетам, просверливают маленькие отверстия, в которые вставляют метки — спички или зубочистки.
5. Далее высверливается еще два отверстия для выхода провода подключения к источнику питания.
6. Не натягивая, аккуратно, проволоку укладывают «змейкой». Здесь сформировать нагревательный элемент помогают спички. Уложив пять-семь витков «змейки», необходимо закрепить их бумажными полосками. Бумага, толщиной в 1 см, при помощи клея «Монолит» фиксирует нить накаливания.
7. Края «змейки» также, после снятия спичек, приклеиваются при помощи полосок бумаги.
8. В просверленные отверстия для сетевого провода вставляют заклепки из металла, на которые наматывают конец проволочной «змейки».
9. С наружной стороны обогревателя к заклепке прикрепляется шайба. Она нужна для надежной фиксации электропроводящего контакта.

Сетевой шнур можно подсоединить и внутри калорифера, недалеко от спирали накаливания. Для этого зачищенные концы электропровода наматывают на заклепки с внутренней стороны стенки обогревателя.

Где найти проволоку из нихрома?

Самый простой способ найти проволоку из нихрома — обратиться в специальный магазин (вейп-шоп). Правда, нихромовая нить там стоит недешево, и за 1 метр придется выложить приличную сумму.

Есть и другие варианты, где можно найти проволоку из нихрома:

• радиорынки;
• паяльники;
• фены;
• обогреватель, изготовленный по типу вентилятора;
• электроплита с открытой спиралью;
• интернет.

Возможность обнаружить металл на радиорынке не слишком велика, в сравнении с паяльником (работающим или неисправным). Паяльное устройство можно обнаружить в гараже, или в магазине «Фикс Прайс», где изделие стоит копейки. Чтобы найти искомое, устройство необходимо разобрать и вытащить оттуда проволоку. Как правило, нихромовая нить в паяльнике тонкая. Определить ее сечение поможет намотка в 10 витков на карандаш. Длина намотанной проволоки достигает до 2,5 м.

НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Электропроводящие свойства углеродных материалов позволяют использовать их при изготовлении тканых нагревателей, неметаллических электронагревательных проводов, нагревательных элементов инфракрасного диапазона, текстильных изделий с электроподогревом и т.д.

На основе углеродных волокнистых материалов УВИС выпускаются электропроводящие материалы с различной текстильной структурой и величиной линейного электрического сопротивления.

УГЛЕРОДНЫЕ ЛЕНТЫ

Патент РФ 2114942, кл. 6D03D 15/00

УГЛЕРОДНЫЕ НИТИ

Применение углеродных волокнистых материалов в качестве нагревательных элементов позволяет:

Напряжение питания паяльников

Электрические паяльники выпускаются рассчитанные на напряжение питающей сети 12, 24, 36, 42 и 220 В, и этому есть свои причины. Главной, является безопасность человека, второй – напряжение сети в месте выполнена паяльных работ. В производстве, где все оборудование заземлено и имеется высокая влажность, разрешено использовать паяльники напряжением не более 36 В, при этом корпус паяльника должен быть обязательно заземлен. Бортовая сеть у мотоцикла имеет напряжение постоянного тока 6 В, легкового автомобиля – 12 В, грузового – 24 В. В авиации используют сеть частотой 400 Гц и напряжением 27 В.