Читать в оригинале

<< ПредыдущаяОглавлениеСледующая >>


§ 61. Понятие о расчете нагревательных приборов.

Для нормальной работы любого электронагревательного прибора его обмотка должна быть правильно рассчитана.

Рассмотрим, чем определяется температура, которую принимает проволока под действием тока. Выделяющееся джоулево тепло не остается внутри проволоки, а уходит вследствие теплопередачи (теплопроводности, конвекции и излучения) через поверхность проволоки. Количество теплоты, ушедшее вследствие теплопередачи, тем больше, чем больше разность температур проволоки и окружающей среды и чем лучше отводит тепло окружающая среда. Поэтому после включения тока температура проволоки постепенно повышается, пока через некоторое достаточно долгое время не сделается постоянной, а именно такой, что количество теплоты, выделяющееся в проволоке, в точности равно количеству теплоты, уходящему вследствие теплопередачи. Чем хуже проводит тепло окружающая среда, тем выше эта окончательная температура, и, наоборот, чем лучше среда проводит тепло и чем лучше идет охлаждение, тем более низкую температуру принимает проволока под действием данного тока. Мы видим, что температура проволоки при данном токе тем выше, чем лучше ее тепловая изоляция. Поэтому стараются как можно лучше изолировать нагревательный прибор со всех сторон, кроме той, где должна быть использована высокая температура нагревательного элемента.

Чем меньше диаметр проволоки, тем больше сопротивление единицы ее длины и, следовательно, тем больше по закону Джоуля-Ленца (56.1) количество теплоты, выделяемое данным током на единице длины проволоки. С другой стороны, чем тоньше проволока, тем меньше ее поверхность и тем меньше теплопередача. Поэтому температура проволоки при данном токе тем выше, чем меньше ее диаметр.

Чтобы нагревательная обмотка не разрушалась слишком быстро, ее рабочая температура не должна превышать определенного значения, зависящего от материала проволоки. Это значит, что для проволоки данной толщины из данного материала существует некоторый предельный ток, выше которого проволока начинает быстро разрушаться. Из сказанного следует, что этот ток («максимальная нагрузка») зависит также и от тепловой изоляции и сила его значительно больше для проволоки, находящейся в воздухе и, следовательно, хорошо охлаждающейся благодаря конвекции, чем для проволоки, заключенной, например, в асбест. В табл. 4 приведены некоторые числовые данные, дающие максимальную допустимую нагрузку для нихрома в обычных электронагревательных приборах и для никелина в реостатах. Предельная нагрузка в реостатах, указанная на приборе, определяется допустимой температурой, выше которой возникает пожарная опасность.

Таблица 4. Максимальная допустимая нагрузка обмотки в электронагревательных приборах и реостатах

Материал

Диаметр, мм

Сопротивление единицы длины, Ом/м

Максимальная допустимая нагрузка, А

Нихром (электронагревательные приборы)

0,3

0,5

15

5,5

2

4,5

Никелин (реостаты)

0,2

0,6

1,0

1,5

13,0

1,41

0,51

0,23

1,5

6,0

10,0

23,0

61.1. У электрической печки, потреблявшей 0,5 кВт при напряжении 220 В, требуется сменить перегоревшую обмотку. Пользуясь табл. 4, определите, какую длину нихромовой проволоки следует взять для этого, если диаметр проволоки равен 0,5 мм.

 



<< ПредыдущаяОглавлениеСледующая >>