Нихромовая проволока в нагревательных элементах в виде эл. спирали. Применение, хар-ки, навивка. R=p*l/S спирали из нихрома
Электрическая спираль из нихромовой проволоки
Нихром, как самостоятельный сплав для промышленного применения, появился вначале прошлого столетия. Изобрел его американский металлург Альберт Марш. Сплав, состоящий из 20% хрома и 80% никеля запатентован в 1905 году и начал использоваться в качестве материала для нагревательных элементов.
Одна из разновидностей теплоэлементов - нихромовая спираль сохранилась практически без изменений до наших дней. Только значительно расширился ряд разновидностей нихрома - их создано более 10 и название стало определением категории сплавов, содержащих различные компоненты:
марганец;
цирконий;
железо;
кремний;
титан;
алюминий;
молибден…
в разных пропорциях. Добавки значительно изменяют свойства - тугоплавкость, пластичность, текучесть, магнитные свойства и электрическое сопротивление нихрома.
Нихромовая проволока для навивки спирали должна обладать высокой гибкостью, жаропрочностью, стойкостью к окислению и высоким электрическим сопротивлением. Для заводского или самодельного изготовления нагревательных спиралей подходит не каждый сплав - лучше всего выбрать проволоку Х20Н80, или марку Х15Н60 уступает по характеристикам, но стоимость ниже. Выбор за Вами.
Характеристики марок нихрома для нагревательных спиралей
Сплав Х20Н80 содержит, кроме никеля и хрома в объеме 72.9 - 78.8 и 20 - 23%, 0,6% марганца, 0,2% титана, до 0,5% циркония, а также кремний, углерод, фосфор, алюминий. Он выдерживает нагревание до 1200 °C и обладает высоким электрическим сопротивлением - 1110х109 Ом/м. Плавится спираль нихромовая Х20Н80 при достижении температуры 1400 °C. Металл трудно поддается свариванию, требует подогрева и специального оборудования.
Спираль нагревательная из марки сплава Х15Н60 применяется в точных приборах, работающих в вакууме деталях, электронных приборах. Хрома и никеля в сплаве соответственно 18 и 61% или чуть меньше. Марганец, титан, алюминий, кремний и углерод содержаться в количестве более 1%. Также в состав входит много железа - более 17%, что определяет более низкую цену материала и высокий уровень гибкости. Температура плавления металла достигает 1390 °C.
Оба сплава относятся к классу прецизионных - их свойства зависят от точного соблюдения процентного соотношения компонентов. Общие их характеристики - достаточная для изготовления спирали гибкость, высокое удельное сопротивление нихрома и сохранение приданной формы при нагревании до высоких температур, превышающих 1000 °C.
Применение нагревательных элементов - спиралей из нихрома
Встретить спиральные элементы из нихрома можно практически во всех бытовых, промышленных и лабораторных приборах и устройствах, где требуется быстрый электрический нагрев до высокой температуры.
Это:
электрические печи сопротивления промышленные и бытовые;
технологическое и отопительное оборудование промышленных предприятий;
утюги;
плиты электрические;
котлы электрические;
тостеры;
грильницы;
испарители;
тандыры;
гриль электрический;
прикуриватели;
обогреватели;
дистилляторы;
Часть из нагревательных элементов изолированы гибкой жаростойкой оболочкой или помещаются в керамические бусы, трубки, втулки.
Часть - представляет собой открытые нихромовые спирали нагрева определенных параметров, различающихся по мощности, сопротивлению, диаметру и длине.
При выходе из строя купить электрическую нихромовую спираль с необходимыми параметрами сложно. Легче заказать нагревательный элемент у компании ПАРТАЛ или изготовить самому.
Но и здесь вам придется воспользоваться услугами организации ПАРТАЛ - качественную нихромовую проволоку из требуемых марок нихромовых сплавов тоже найти в продаже непросто. У нас нихром только российского производства. Китайский нихром не продаем и в производстве электрических спиралей не применяем.
Расчет электрического сопротивления спирали, перед навивкой своими руками
Для многих самодельных и заводских устройств и приборов намотать спираль собственноручно представляется единственно правильным решением. Но для этого необходимо выполнить ряд предварительных операций. Самая важная из них - расчет омического сопротивления нихромовой проволоки.
Для расчета сопротивления используется формула R = ρ · L / S.
Значение символов:
R (Ом) — итоговое сопротивление активное;
ρ (Ом·мм) — сопротивление материала удельное;
L (м) — длина проволоки;
S(мм2) — площадь перпендикулярного сечения.
Удельное сопротивление наиболее распространенных марок нихрома приведено в Таблице 1
Таблица 1
| Марка нихрома | Ом•мм²/м при 20 °C - 1100 °C |
| Х20Н80 (Х20Н80-Н) | 1,13 - 1,167 |
| Х15Н60 (Х10Н60-Н) | 1,12 - 1,248 |
Но, чтобы не считать самому, удобно использовать данные по готовому сопротивлению нихромовой проволоки заданной длины.
При помощи выдержки из справочной таблицы 2 расчет нихромовой спирали упрощается и легко найти требуемую длину проволоки в зависимости от заданного диаметра.
Подробные данные по электрическому сопротивлению 1 м проволоки нихромовой, фехралевой Ом/м - смотрите по ссылке
Значения электрического сопротивления 1 м ленты нихромовой, фехралевой Ом/м - смотрите по ссылке
Теоретический вес 1 м нихромовой проволоки, ленты - смотрите по ссылке
Таблица 2
| Диаметр, мм | Масса, грамм на 1 м | Ом/м | Ом/м |
| Х20Н80 | Х15Н60 | ||
| 0,1 | 0,07 | 137 | 139 |
| 0,2 | 0,26 | 34,6 | 35.2 |
| 0,25 | 0,41 | 22,2 | 22,6 |
| 0,3 | 0,59 | 15,4 | 15,8 |
| 0,4 | 1,06 | 8,8 | 8,9 |
Из данных таблицы отчетливо видна тенденция к уменьшению сопротивления погонного метра нихромовой проволоки в зависимости от диаметра.
Как навить спираль нагрева из нихромовой проволоки
Навивка спирали — операция технологически несложная. Ее можно выполнить полностью вручную или использовать механическое приспособление — вращающийся вал требуемого диаметра с ручкой или насаженный на редуктор электродвигателя. Гибкость нихромовой проволоки и способность хранить форму позволяет наматывать ее на металлический стержень в холодном состоянии.
Рассчитав длину проволоки, отрезают необходимое количество и плотно, виток к витку навивают на стержень, оставив два прямых конца для подключения к клеммам. Растянуть готовую спираль по требуемой длине пазов в керамическом основании не составит труда.
Где купить нихромовую проволоку
Актуальные цены нихромовую проволоку, ленту, нить.
В прайс-листе компании ПАРТАЛ, а также в Онлайн магазине, наряду с широким сортаментом специальных сплавов с особыми свойствами, можно выбрать нихромовую проволоку требуемой марки, для изготовления нагревательных элементов.
Также можно заказать стандартные и нестандартные электрическике спирали любой сложности.
