Švino{0}}išorinio strypo skersmens ir nurodytos šildymo elemento galios pasirinkimas

Elektrinio šildymo elemento galią paprastai lemia šildymo sistemos temperatūra ir šildymo laikas. Todėl, nustačius galią ir įtampą, strypo{1}}laido medžiaga ir skersmuo turi atitikti konstrukcijos reikalavimus. Toliau pateikiamas atitinkamų duomenų, susijusių su medžiagomis, naudojamomis strypo švinui-, sąrašas.

Kadangi kaitinimo elementas po apdorojimo paprastai užsandarinamas RTV silikonu, kurio atsparumas temperatūrai yra maždaug 250 laipsnių, maksimali pasirinkto švino -darbinė temperatūra strype turi būti mažesnė arba lygi 250 laipsnių (maksimali RTV silikono atsparumas temperatūrai). Kaip galima užtikrinti šį reikalavimą?

Pavaizduokime tai taikymo pavyzdžiu: Apsvarstykite 220 V 4000 W elektrinį kaitinimo elementą su nerūdijančio plieno švinu-, kurio išorinis skersmuo yra Φ2,6 × 75 mm. Ar šis dydžio pasirinkimas yra teisingas ir pagrįstas? Jos teisingumą ir pagrįstumą galime nustatyti tik atlikę skaičiavimus.

Sprendimas: paimkite Φ2,6 švino strypą, kurio ilgis yra 75 mm, tai yra 0,075 metro.

① Srovė, tekanti per švino strypą:

I=P/U=4000/220 ≈ 18,18 amperų

② Apskaičiuokite 75 mm ilgio ir Φ2,6 mm išorinio skersmens varžos vertę:

Kadangi R=ρ.L/S=0.7 × 0,075/3,142 × 1,32 ≈ 0,01 omo

③ Galia P, kuri susidaro, kai 18,18 amperų teka per 75 mm švino strypą:

P=I²R=18.18² × 0,01 ≈ 3,31 W (ty 75 mm švino strypo generuojama galia yra 3,31 W)

④ Kai skersmuo 75 mm, paviršiaus apkrova, atitinkanti strypo Φ2.6 švino-, yra q_rodas.

q_rodas=P/S=3.31/3,142 × 0,26 × 7,5 ≈ 0,54 W/cm²

⑤ Kai 18,18 amperų srovė teka per Φ2,6 nerūdijančio plieno laidą- strype, bendra generuojama galia yra 3,13 W, o atitinkama strypo paviršiaus apkrova yra 0,54 W/cm². Atsižvelgiant į ryšį tarp paviršiaus apkrovos ir atitinkamos vamzdžio paviršiaus temperatūros, šio nerūdijančio plieno švino -strypelyje paviršiaus temperatūra gali būti apytiksliai 200–220 laipsnių.

Išvada: kai šio kaitinimo elemento strypo švino skersmuo- yra Φ2,6, o per jį teka srovė 18,18 amperų, ​​švino-temperatūra stryne yra maždaug 200–220 laipsnių, o tai yra žemesnė už įprastą silikoninės gumos atsparumą temperatūrai (250 laipsnių), taigi atitinka projektinius reikalavimus. Jei temperatūra viršija įprastą silikoninės gumos atsparumą temperatūrai (250 laipsnių), silikoninė guma yra linkusi laipsniškai senti ir įtrūkti, esant švino -temperatūrai, todėl sumažėja izoliacija ir elektrinis veikimas. Įprastos temperatūros atsparumo viršijimas taip pat gali sukelti silikono karbonizaciją, dėl ko sumažės kaitinimo elemento izoliacija ir dėl silikono karbonizacijos gali net nutrūkti švino strypas ir išorinis korpusas.

Norint išspręsti aukščiau minėtą situaciją, jei temperatūra viršija 250 laipsnių, galima atlikti šiuos patobulinimus:

① Priklausomai nuo išorinio kaitinimo elemento skersmens, jei Φ didesnis nei 10 mm arba lygus jam, švino strypo išorinis skersmuo arba ilgis gali būti atitinkamai padidintas. Ši modifikacija sumažina pasipriešinimą ilgio vienetui ir sumažina švino strypo paviršiaus apkrovą. Nors švino strypu vis tiek teka 18,18 amperų srovė, paviršiaus temperatūra nukris iki temperatūros, kurią silikonas gali atlaikyti arba net žemesnę.

② Jei vamzdžio skersmuo yra Φ Mažesnis arba lygus 10 mm, o srovė vis dar yra 18,18 amperų, ​​švino strypo medžiagą galima atitinkamai pailginti arba pakeisti, pavyzdžiui, naudojant gryno nikelio švino strypą. Pažymėtina, kad nors geležinių švino strypų savitoji varža yra mažesnė nei nerūdijančio plieno, nerekomenduojama jų naudoti, nes geležiniai švino strypai yra linkę oksiduotis, turi mažą stiprumą ir didelį kontaktinį atsparumą, o tai nepageidautina.