Le principe de base du four de fil de résistance

 

Il consiste deux parts, le fil de résistance et le matériel d'isolation, qui est employé pour convertir l'énergie électrique en énergie calorifique, et le four peuvent atteindre la température exigée et la distribution appropriée de la température. En outre, le corps de four inclut également le tube de four, le support de four, la coquille, le terminal et ainsi de suite. Le tube de four est utilisé pour placer le matériel d'essai, la coquille de four contient le matériel d'isolation, le four soutient le corps de four, et la tige terminale est reliée à l'alimentation d'énergie et au fil de résistance.

 

Le four à résistance est un dispositif qui peut convertir l'énergie électrique en énergie calorifique, quand le currentI électrique passent par le conducteur de la résistance R, il peut créer l'énergie calorifique Q après la période T.

Le but du corps de chauffage de contrôle est réalisé en commandant I, R et t, il est nécessaire de choisir le fil de resisitance raisonnablement, et d'autre part, même si le fil de resisitance peut produire assez de chaleur, le four peut atteindre assez à hautes températures, qui est en grande partie déterminé par la dissipation thermique du four électrique. En fait, la température du four électrique dépend du chauffage et du refroidissement du four. Par conséquent, la capacité de conservation de la chaleur du four est très importante. Il est nécessaire d'employer des matériaux d'isolation thermique pour réduire la perte de chaleur.

 

Le fil de résistance est généralement divisé en métal et non-métal. Dans le fil de resisitance en métal l'alliage de chrome de fer le fil de résistance d'alliage, de platine-rhodium, de molybdène, de tungstène et de tantale de chrome de nickel est très utilisé. Le fil de résistance non métallique inclut le fil de résistance de graphite et le fil de résistance de carbure de silicium.

 

2.selection de fil de resisitance

fil de resisitance de nichrome

la température d'utilisation de fil de résistance d'alliage de Nickel-chrome normalement ne devrait pas dépasser 1345℃,

ou elle se produit changement de phase, processus en service, nous ne souhaitent pas que le changement de phase se produisent, parce qu'il changera le volume du fil de résistance et raccourcira sa durée de vie. Considérant que, nous espérons également la température de utilisation du fil de résistance peut être plus haute. Selon le diagramme de phase du Cr-Ni, commandez le pourcentage de l'alliage de nichrome dans la zone entre les lignes jaunes peut éviter l'événement du changement de phase, et atteint le connexe plus haut utilisant la température du fil de résistance.

 

Ce genre de fil de résistance d'alliage convient à la température sous 1000℃, son modèle pour Cr20Ni80, Cr15Ni60, sa représentation est montré dans le tableau 1. Ce genre de matériel est facile à traiter, a la résistance élevée à résistivité et à oxydation, peut produire le film de l'oxydation Cr203 ou NiCr4 à température élevée, mais ne devrait pas être employé en atmosphère de réduction. L'alliage de Ni-Cr est très mou tant que il est brûlé après utilisation à hautes températures.

 

Représentation d'alliage du Ni-Cr Table1

Nom d'alliage	% poids de Cr	% poids de Ni	Fe de % poids	Point de fusion	℃ maximum de la température de service
Cr20Ni80	20-23	75-78	BAL.	1400	1100
Cr15Ni60	15-18	55-61	BAL.	1390	1000

 

 

Dans le laboratoire, selon de diverses conditions de la conception et de la production du four électrique sont en grande partie le petit four tubulaire, la puissance est généralement autour de la conception 10KW.The mentionnée ici inclut principalement la détermination de la puissance, le choix du corps électrique de chauffage, la sélection des matériaux réfractaires et des matériaux d'isolation thermique.

 

La détermination de la puissance

 

La puissance du four électrique est un index pour mesurer la taille du four du secteur d'énergie. En fait, en raison de la complication de l'état de refroidissement de circuit, il est très difficile de s'assurer la perte de la puissance du four et le point de la température sous une puissance sûre. Ainsi il se fondent habituellement sur un certain concept de base des méthodes empiriques ou semi-empiriques pour aider par conséquent l'équilibre de l'énergie

 

Pour un four circulaire la superficie du tube de chauffage est d'abord calculée. Assumant le fourneau pour le degré modéré de conservation de la chaleur, peut éprouver des données détectées par superficie de chauffage de la puissance en watts 100cm2 du tableau 2 dans la puissance requise, puis multiplié par la superficie passionnée aux coeurs obtient ont besoin de puissance.

 

           Puissance du tableau 2 requise pour chaque surface du tube 100cm2 aux différentes températures.

 

La température	600	700	800	900	1000	1100	1200	1300
W Puissance	80	100	130	160	190	220	260	300

 

 

 

Par exemple : on s'attend à ce que le diamètre intérieur du tube est 10cm, chauffant la longueur de partie est 80cm, il soit chauffé à 1100, ce qui est la puissance cette le four requis sous la situation de conservation de la chaleur moyenne.

 

Première étape : pour calculer la superficie intérieure du foyer : S=∏*D*L=3.14*10*80=2513 (cm2)

Selon la forme 1-4, nous pouvons savoir que chaque superficie 100cm2 des nees 220w de foyer, donc, toute la puissance de tube de four est :

 

Bien que la méthode de calcul ne soit pas rigoureuse, cela est très utile fonctionnent toujours en réalité.

Le calcul de l'isolation thermique

 

Selon la température maximale et l'atmosphère de fonctionnement, faites une sélection des genres de matériaux thermiques. Par exemple pour faire une température maximale de 1100 dans l'airfunace, peut choisir le fil du chauffage Cr25Al5 comme élément de chauffe, mais il doit être clair que l'élément de chauffe électrique de la température d'utilisation la plus élevée se rapporte au corps électrique de chauffage fonctionnant dans le plus haut tempreature extérieur dans le ciel sec, se rapporte non seulement à la température de ciel. En raison de différents états de refroidissement, le bas de la température de dessus de four de conditions générales que la température corporelle électrique de chauffage de l'utilisation la plus élevée about100℃. en outre, il doit être clair que la charge extérieure du corps thermique électrique se rapporte au nombre de puissance du four chargé par le corps électrique de chauffage est grande, et la quantité de corps électrique de chauffage est grande, et la quantité de corps électrique de chauffage est basse, mais plus la charge extérieure du corps électrique de chauffage dans la superficie d'unité est haute. Dans l'état de certaine puissance du four, la charge extérieure du corps électrique de chauffage dans la superficie d'unité, la charge extérieure du corps de chauffage est grande,et la quantité de corps électrique de chauffage est basse, mais plus la charge extérieure du corps électrique de chauffage est est haute, plus l'espérance de vie est courte, ainsi le choix devrait être approprié. Le tableau 3 est la valve extérieure de charge du corps thermique électrique de Ni-Cr, qui est un paramètre important dans le calcul du corps de la chaleur d'electirc. Dans le calcul du chauffage électrique le corps permet à la charge extérieure d'être normalloy enlevé afin d'employer la sécurité, de sorte que la tension puisse être réglable. La tension locale est usuallly calculée dans 200v.

 

 

Ci-dessous, la procédure de calcul est illustrée avec l'exemple du four de fil de resisitance : La taille de tube de four est 100*110*1000mm, la température 1100℃, voltage220v, l'atmosphère de oxydation, conservation de four de la chaleur moyenne de four, chauffant la longueur de zone est 800mm, essaye d'obtenir la longueur et le diamètre de fil de résistance.

1)calcul de secteur tropical la superficie de la zone tropicale

 

S=∏*D*L=3.14*10*800=2513cm2

 

 

Le calcul de la puissance de table3,1100,100 par cm2 de secteur de four de la puissance requise p=220w, ainsi le courant électrique requis :

 

 

2) La sélection du corps électrique de chauffage.

 

Selon la condition et le tableau 1-1, peut choisir le fil en aluminium de chrome du fer Cr25Al5 pour le corps électrique de chauffage, selon le tableau 1-5, la haine Cr25Al5 électrique à 1100 pour permettre à corps la charge de superficie pour 10w/cm2. Été détecté par le tableau 1-1 Cr25Al5 à 20℃ que la résistance de Po=Ω * a 1,45/m, coefficient de température = (3-4) * 10-5/℃, ainsi que la résistance au ℃ 1100

 

la puissance du four

charge électrique de surface du chauffage w/cm2

Volatage V

diamètre de millimètre

mettez les coefficences réels dans la formule (1-7), nous peut obtenir le diamètre du fil électrique de chauffage

 

Le calcul de la longueur du fil électrique de chauffage :

Secteur sectionnel de fil électrique de chauffage

Résistance d'appareil de chauffage

Longueur d'appareil de chauffage

R- toute la résistance de l'appareil de chauffage

f- le secteur sectionnel du fil de resisitance

L- la longueur de l'appareil de chauffage

mettez les figures réelles dans la formule

                                              

                                          La valeur extérieure de charge du radiateur électrique de Ni-Cr

Temp.	Charge extérieure normale (w/cm2)	Charge extérieure normale (w/cm2)
	Radiateur Cr20Ni80 électrique	Cr15Ni60
	Cr20Ni80	Cr15Ni60
500	2.4-3.4
550	2.25-3.15
600	2.05-2.95
650	1.9-2.75
700	1.7-2.55
750	1.55-2.30
800	1.35-2.10
850	1.2-1.85
900	1.05-1.65
950	0.9-1.45
1000	0.75-1.25
1050	0.6-1.0
1100
1150		0.5-0.8
1200

 

 

 

Vérification des calculs

Le calcul ci-dessus est correct et peut être vérifié selon la formule extérieure de charge

 

Put a rapporté des données dans la formule (1-12) et obtient le résultat qu'inférieur à la valeur extérieure de charge chosed pendant concevoir, donc, l'utilisation sûre est garanti