Изчисляване на реотан. 36 мнения

[hidrazin]

Искам да направя "запалка" за пелетната ми горелка. До сега смених две!

Абе мислех си вчера да ти кажа да си купиш като видях размера на нагревателя...
Само дето се разколебах заради тези 20-200 градуса.

P.S. Имаш пелетна камина - имаш проблеми, нямаш пелетна камина - нямаш проблеми.

[perso]

Иначе студь!

[kozl]

За двойната спирала имах в предвид, следното: при тънък проводник и голям
брой навивки, няма да мога да се вместя в ограниченията.
Ако можеш да ми сметнеш реотана ще почерпя!

Не, не нямам намерение да изчислявам реотан. Дадох идея, може би не е най подходяща, но работи.
Не знам колко струва кварцовата запалка, защото може да се окаже по-удачно да се купи такава, вместо да се търси реотан.
Примерно по магазините какво се предлага за 2 кВт нагреватели. Колкото се може по дебел диаметър на реотана, а това означава и по дълъг. Следва проверка дали ще се събере по размера на цилиндъра. А необходимата мощност ще се постигне с фазов регулатор.
И така фазовият регулатор ще премахне необходимостта от оразмеряване на точното съпротивление на реотана за постигане на мощност 400 Вата. Ще остане само геометриното оразмеряване за формата.

[П. Петков]

Изчисляването на нагревател е и просто, и не съвсем.
Най-трудно е определянето на повърхностното натоварване на нагревателя - W/cm2.
За различните среди в които ще работи той, то е различно и зависи също от крайната температура.
За въздушна среда W-то е от 1 до 3 W/cm2, а за вода може да достигне 7-10W/cm2.
Капсулованете нагреватели (за бойлери) работят в среда от магнезиев окис, макар че са за вода, така че тяхното W е по-малко.
В каталозите на "Кантал" има подробни формули за изчисления.
Ето един примерен пасквил с многолетна давност:
Сметките са за "Алухром 20 5" с кръгло сечение на проводника, но то си е германски "Кантал", а не шведски (20% Алуминий, 5% Хром и другото Челик).
Разбира се видовете Кантал са много, както по състав за различните температури, така и по сечения и размери.
Каталогът на "Кантал" ми е от 1959 година, но Менделеевата таблица оттогава не се е променила (много).

ИЗЧИСЛЕНИЯ НА НАГРЕВАТЕЛИ ЗА ДВУКАМЕРНА ПЕЩ

(Паралелно-последователно свързване)
Задание:
Захранващо напрежение – 70V DC.

Максимална мощност 4х 220W – 880W.

Максимална температура на пещта - 400ºC.

Принудителна въздушна циркулация V > 5м/sec. (Определя повърхностното натоварване на съпротивителния проводник).

Материал на нагревателните елементи – ф “Кантал” (“Алухром I” AlCr 20 5).

Повърхностно натоварване на нагревателите – 3W/cm2.

Специфично съпротивление на материала – ρ=1.37Ω.mm2/м, (20ºC).

Дължина на нагревателния елемент - 125mm.

Максимален диаметър на нагревателния елемент (съвместно с
нагревателната спирала) – 22-25mm.

Вид на нагревателя – двойна спирала.

Диаметър на леглата на изолационната основа –13mm.

Максимален диаметър на изолационната основа – 23mm.

Материал на основата – високо температурна (1500ºC) керамика от силициев карбид.

Дълбочина на изолационния канал за нагревателя –1/3 от диаметъра на първа спирала.

Схема на свързване на нагревателните елементи – паралелно-последователна:

Прикачен файл:

схема.jpg (46.96 KиБ) Видяна 3333 пъти

Изчисления:

Диаметър на съпротивителния проводник:

d = 0.344[(P/U)2ρ/W]1/3 (mm) (основна формула!!!)
при P = 220W, U = 35V, ρ = 1.37 Ω.mm2/м и W = 3W/cm2
d = 0.9mm

Съпротивление на единица дължина при 20ºC за “Алухром I ” –AlCr 20 5 (по данни от производителя):
R/м = 2.155Ω/м

Дължина на съпротивителния проводник:
l = 0.785(U2d2/ρP) (м)
при P = 220W, U = 35V, ρ = 1.37 Ω.mm2/м и d = 0.9mm
l =2.6м

Дължина на изводите - 2х30mm (двойно усукани) Σ=120mm
lизв.Σ = 120mm

Стъпка на усукване на изводите:
Sизв. = 2.5mm

Диаметър на двойно усуканите изводи:
Dизв. =1.8mm

Обща дължина на съпротивителния проводник
l Σ =2.72м

Външен диаметър на първа спирала:
DI = Dдорник + 2 x 0.9 + 2 x 0.1рад.отп. = 3 + 1.8
+ 0.2 = 5mm
DI = 5mm

Среден диаметър на първа спирала:
Dср.I = 3 + 0.9 + 0.1рад.отп. = 4mm
Dср.I = 4mm

Средна дължина на една навивка на първа спирала:
Lср. = π Dср.I = π x 4 = 12.57mm
Lср. =12.57mm


Общ брой навивки на първа спирала:
N = L/Lср = 2600/12.57 = 207 нав.
N =207 нав

Обща дължина на първа спирала:
LΣ = Nd = 207 x (0.9 + 0.05акс.отп.) =
197mm
LΣ = 197mm

Стъпка на разтягане на първа спирала:
SI = 2mm+0.9mm = 2.9mm
SI = 2.9mm

Дължина на разтеглена първа спирала (без изводи):
LI = 207 x 2.9 = 600.3mm
LI = 600mm

Външен диаметър на втора спирала:
DII = D кер.изол.+ 2 x 5 + (2 x 1рад.отп.) =13+10+2 = 25mm
DII = 25mm

Среден диаметър на втора спирала:
Dср.II = 13 + 5 + 1рад.отп. = 19mm
Dср.II = 19mm


Средна дължина на една навивка на втора спирала:
Lср.II = π Dср.II = 19 π = 59.69mm
Lср.II = 59.7mm

Общ брой навивки на втора спирала:
NII = LI/Lср.II = 600/59.7 = 10.05нав.
NII = 10 нав

Стъпка на навиване на втора спирала:
SII = DI + 5 = 10mm
SII =10mm

Дължина на втора спирала:
LII = NII x SII = 100mm
LII = 100mm

Съпротивление на единичен нагревателен елемент:
R = 4ρ l/ πd2 = 4x1.37x2.6/ π(0.9)2
R = 5.6 Ω

Проверка на изчислената дължина:
R = R/мl = 2.155x2.6 = 5.603 Ω
R = 5.603 Ω

Максимален ток през единичен нагревателен елемент:
Imax = 35/5.6 = 6.25A
Imax = 6.25A

Токова плътност през напречното сечение в съпротивителния проводник при максимален ток:
J = Imax/S = 4Imax/ π d2 = 4 x 6.25/ π(0.9)2 = 9.82A/mm2
J = 9.8A/mm2

Максимален общ ток на нагревателния блок:
IΣ = 70/5.6 = 12.5A
IΣ = 12.5A

Разход на съпротивителен проводник за целия нагревателен блок:
Lсум.= 4 x lΣ = 4 x 2.72 = 10.88м
Lсум.= 10.88м

Изчисляване съпротивленията и отделените мощности в изводите:

Изчисления за полускобата:

Изходни данни:

Ширина – 8mm
Дебелина – 1mm
Imax=6.25A
ρ = 0.78Ω.mm2/м (за неръждаема стомана SS316)

Изчисления:

R1/4 = 0.78x π x14х10-3/8x4 = 1.07x10-3 Ω
R3/4 = 0.78x π 14x3х10-3/8x4 = 3.21x10-3 Ω
R1/4// R3/4 =0.803 x10-3 Ω
Rскоба = 0.803 x10-3 Ω
RL = 0.78x 8.5x10-3/8x2 = 0.407x10-3 Ω
RΣ = R1/4// R3/4 + RL = 1.21x10-3 Ω
RΣ =1.21x10-3 Ω

Pскоба = I2max.RΣ = 6.252 x 1.21x10-3 = 0.0472W

Pскоба = 0.05W

Изчисления за извода:
Изходни данни:

Диаметър – 5mm
Дължина – 100mm
ρ = 0.78Ω.mm2/м (за неръждаема стомана SS316)
Imax=12.5A
Изчисления:

R = 0.78x0.4/ 25π = 3.97x10-3 Ω
Rизвод = 4x10-3 Ω

P = I2maxR = 12.52 x 4x10-3 = 0.625W
Pизвод = 0.63W

Приблизителна конфигурация на изолационната основа:

Прикачен файл:

основа.jpg (52.82 KиБ) Видяна 3333 пъти

Приблизителна конфигурация на изводна полускоба:

Прикачен файл:

скоба.jpg (48.65 KиБ) Видяна 3333 пъти

Крайният резултат са два сдвоени бързовара по за един лев, дето циганите ги правят в катуна без всякакво образование (последното вреди на бизнеса).
Надам се пасквилът да не се види много сложен и да има някаква полза някому.

[stoy@n]

За идеята аз съм с такава запалка, като върху нагряващата се част има парче от метална тръбичка с подходящ диаметър...

Прикачен файл:

object_10031.jpg (32.3 KиБ) Видяна 3320 пъти

Нямам изгоряла до сега. Подменям я профилактично преди отоплителния сезон.

[kozl]

Е това е свещ за дизел. Пъроначалния ток е над 80А, после като загрее 15-20А, при 12V авто акумулатор. А тая на снимката да не е за 6V, че нещо такова има на кутията?
А как я захранваш (с какво)?
А и повърхността на нагряане е значително по-малка от L=150mm и Ф10mm.

[hidrazin]

За идеята аз съм с такава запалка, ....

Точно за такава "запалка" си мислих и аз но нямам пелетен котел да пробвам (и никога няма да си сложа).
От тоя модел запалки имам поне 15-20 в едно чекмедже.
В близката автоморга човек може да се снабди с такива на символична цена.

[hidrazin]

Е това е свещ за дизел. Пъроначалния ток е над 80А, после като загрее 15-20А, ...

Не всички свещи са така, не всички.
Стандартните свещи не си менят съпротивлението и съответно тока - върти се някъде около 10-тина ампера.
Тези с големия ток са бързонагряващи.
Има и саморегулиращи се, има и такива които искат електронен блок за управление но това вече е друг бира.

[stoy@n]

Е това е свещ за дизел. Пъроначалния ток е над 80А, после като загрее 15-20А, при 12V авто акумулатор. А тая на снимката да не е за 6V, че нещо такова има на кутията?
А как я захранваш (с какво)?
А и повърхността на нагряане е значително по-малка от L=150mm и Ф10mm.

Да точно подгряваща свещ за дизел. Снимката е само за информация. Точния номер е 11.721 и е на 12V.
Не съм сигурен много за тези 80А.... Кабелчето което я свързва е 1 кв.мм

П.С Хидрата ме изпревари за амперите

[шоп]

Изчисляването на нагревател е и просто, и не съвсем....

Надам се пасквилът да не се види много сложен и да има някаква полза някому.

Копирам си поста. Може никога да не ми се наложи да го използвам, но това си е една енциклопедия!!!
Поздрави.