1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ.

Типовая технологическая карта разработана на кладку простых наружных стен из кирпича с расшивкой швов типового этажа жилого дома серии 1-447С-34. План и разрез приведены на листе 4.

В состав работ, рассматриваемых в карте, входят:

кирпичная кладка стен;

транспортные и такелажные работы.

Все работы по устройству кирпичной кладки стен выполняют в летний период и ведут в две смены.

При привязке типовой технологической карты к конкретному объекту и условиям строительства, принятый в карте порядок выполнения работ по кирпичной кладке стен, размещение машин и оборудования, объёмы работ, средства механизации уточняют в соответствии с проектными решениями.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ.

До начала кирпичной кладки стен должны быть выполнены:

работы по организации строительной площадки;

работы по возведению нулевого цикла;

геодезическая разбивка осей здания;

доставлены на площадку и подготовлены к работе башенный кран, подмости, необходимые приспособления, инвентарь и материалы.

Доставку кирпича на объект осуществляют пакетами в специально оборудованных бортовых машинах. Раствор на объект доставляют автомобилями-самосвалами или растворовозами и выгружают в установку для перемешивания и выдачи раствора (раздаточным бункером). В процессе кладки запас материалов пополняется.

Складирование кирпича предусмотрено на спланированной площадке на поддонах или железобетонной плите. Схема складирования приведена на листе 5.

Разгрузку кирпича с автомашин и подачу на склад, и рабочее место осуществляют пакетами с помощью захвата Б-8. При этом обязательно днища пакетов защищают брезентовыми фартуками от выпадения кирпича. Раствор подают на рабочее место инвентарным раздаточным бункером вместимостью 1 м 3 в металлические ящики вместимостью 0,25 м 3 . Схемы строповки приведены на листах 4, 6.

Работы по возведению типового этажа жилого дома выполняет бригада из 15 человек:

каменщик 3 разряда – 10

монтажник-такелажник 2 разряда – 2

плотник 4 разряда – 1

плотник 2 разряда – 2

При производстве кирпичной кладки стен используют инвентарные шарнирно-пакетные подмости: для кладки наружных стен в зоне лестничной клетки – переходные площадки и подмости для кладки пилонов. Схема размещения подмостей на этаже на период кладки стен приведена на листе 5.

Общую ширину рабочих мест принимают равной 2,5 – 2,6 м, в том числе рабочую зону 60 – 70 см. Рабочее место и расположение материалов звена каменщиков на подмостях приведены на листе 7.

Работы по производству кирпичной кладки наружных стен типового этажа жилого дома выполняют в следующей технологической последовательности:

подготовка рабочих мест каменщиков;

кирпичная кладка стен с расшивкой швов.

Подготовку рабочих мест каменщиков выполняют в следующем порядке:

расставляют на подмостях кирпич в количестве, необходимом для двухчасовой работы;

расставляют ящики для раствора;

устанавливают порядовки с указанием на них отметок оконных и дверных проемов и т.д.

Процесс кирпичной кладки состоит из следующих операций:

установка и перестановка причалки;

рубка и теска кирпичей (по мере надобности);

подача кирпичей и раскладка их на стене;

перелопачивание, подача, расстилания и разравнивание раствора на стене;

укладка кирпичей в конструкцию (в верстовые ряды, в забутку);

проверка правильности выложенной кладки.

Кирпичную кладку стен с расшивкой швов предусмотрено вести 4 звеньями «двойка» в две смены по захваткам и ярусам. Схема разбивки на ярусы приведена на листе 7.

В процессе кладки стен работа в звене «двойка» распределяется следующим образом. Каменщик 3 разряда (№ 1) устанавливает рейку-порядовку, натягивает причальный шнур для обеспечения прямолинейности кладки. Другой каменщик 3 разряда (№ 2) берёт из пакета кирпичи и раскладывает их. Кирпич раскладывают на стене в определённом порядке. Для наружной версты кирпич раскладывают на внутренней стороне стены, а для внутренней версты – на середине стены. Затем каменщик № 2 расстилает раствор. В это время каменщик № 1 ведёт кладку наружной и внутренней версты способом «вприжим». После укладки 4 – 5 кирпичей избыток раствора, выжатого из горизонтального шва на лицо стены, каменщик подрезает ребром кельмы. Одновременно с кладкой стены каменщик № 2 расшивает швы, причём сначала расшивает вертикальные швы, а затем горизонтальные. Расшивку швов каменщик № 2 производит сначала более широкой частью расшивки (оправка шва), а затем более узкой. После кладки наружной версты каменщик № 2 ведёт кладку забутки, а каменщик № 1 помогает ему. Если в стене предусмотрены проемы, то при кирпичной кладке внутренней версты каменщик № 1 закладывает просмоленные пробки для крепления оконных блоков. По окончании кладки каменщик № 1 угольником проверяет правильность и горизонтальность рядов кладки. Толщину стен, длину простенков и ширину оконных проёмов замеряют метром. В случае отклонений каменщик № 1 исправляет кладку правилом и молотком-кирочкой. После этого каменщики переходят работать на другую захватку. Схема организации работы звеном «двойка» приведены на листе 7.

Выполнив кирпичную кладку на I ярусе, каменщики переходят работать на II ярус. Для этого необходимо установить шарнирно-пакетные подмости в первое положение. Установку шарнирно-пакетных подмостей в первое положение выполняют в следующем порядке.

Такелажник 2 разряда визуально проверяет исправность подмостей и в случае необходимости устраняет неисправности. Очистив подмости от раствора, он стропит их за 4 внешние петли. По сигналу машинист крана подает подмости к месту установки. Плотники 4 и 2 разрядов принимают подмости, регулируют их положение над местом установки и плавно опускают на место, следя за плотностью их примыкания к соседним подмостям, при необходимости регулируют их положение при помощи ломов. Установленные подмости расстроповывают. Установка подмостей из первого положения во второе положение производится следующим образом. Плотники 4 и 2 разрядов стропят подмости за 4 внешние петли, переходят на стоящие рядом подмости, подают сигнал машинисту крана на подъём и следят за равномерным раскрытием опор и горизонтальностью подмостей. После полного раскрытия опор и перемещения их в вертикальное положение плотники 4 и 2 разрядов устанавливают подмости на перекрытие, при необходимости регулируя при помощи ломов их положение. Затем по лестнице они поднимаются на подмости и расстроповывают их.

Варианты рекомендуемых машин и оборудования для кирпичной кладки наружных стен приведены в табл. 1 .

Кладка кирпича и блока. Нормы, правила, контроль качества

Принято заявок: 21 478 ЗАКАЗАТЬ УСЛУГУ >>

Стены, перегородки, колонны выполняют роль несущих и ограждающих конструкций, формируют контур помещений, воспринимают на себя существенные нагрузки различного вида. Качественное выполнение кладочных работ – залог безопасной эксплуатации, надежности и долговечности строений, тепло- и звукоизоляции помещений, снижения затрат на последующую отделку и плановые ремонты зданий.

Поэтому кладка кирпича и блока должна осуществляться в строгом соответствии с действующими нормативными документами, с соблюдением всех правил и технологий строительного производства.

Условия для выполнения кладки кирпича и блока

Возведение каменных и армокаменных конструкций выполняется после завершения следующих этапов (готовность фронта работ):

– проверка и контрольные осмотры подоснов и фундаментов под кладку;
– устройство горизонтальной гидроизоляции для отсечки влаги;
– геодезическая подготовка, съемка опорных конструкций, разноска осей строения;
– отбить и обозначить оси, высотные отметки согласно проектной документации.

При устройстве кладки следует соблюдать определенные правила, обеспечивать и поддерживать необходимые параметры, влияющие на качество строительной продукции:

– точность, соответствие привязкам возводимых конструкций;

– надежность сопряжений, перевязок, усиления и узлов;

– объемность заполнения и прочность швов между кладочными материалами;

– строгая очередность кладки и монтажа сборныхсжелезобетонных элементов;

– однородность, структурная монолитность стен, перегородок и иных конструкций;

– устойчивость, жесткость, прочность и статичность всех частей и конструктивных узлов зданий в течение всех этапов кладочных работ.

Кроме этого, устройство участков выше уровня нулевой отметки (уровня земли вокруг здания) выполняется после возведения подземной части и обратной засыпки грунта до необходимой отметки и уплотнением его. Кладка кирпича и камня на вышележащих этажах производится только после монтажа перекрытий, усиления стен и заполнения стыков между плитами.

8 (029) 67 67 830

Общие требования при возведении каменных и армокаменных конструкций

Максимальная высота одной захватки, выполняемой с одной отметки, составляет 120 см. Первый ярус кладут с плит перекрытия, все остальные – с инвентарных шарнирно-панельных подмостей или со специальных разновысотных столов.

Предельные высоты кирпичных и каменных перегородок без армирования:
– 150 см при толщине 9см;
– 180 см при толщине 12 см.

Максимальная разница по высоте на соседних участках (захватках) или при устройстве примыканий (пересечений) нормируется высотой одного этажа, при кладке в подземной части зданий – максимальная разность высот до 120 см. Цокольные участки следует выкладывать только из полнотелого керамического кирпича (силикатный и керамический пустотелый исключаются).
Столбы, колонны, пилястры и простенки шириной до 625 мм, кирпичные перемычки и карнизы выполняются только из целого отборного кладочного материала. Кирпич-половняк используется при забутовке или в местах с минимальной нагрузкой на кладку (под оконными проемами) в объеме не более 10% от общего количества кирпичей.

Любой пустотелый кирпич и камень располагается в кладке только с вертикальным направлением пустот, что способствует улучшению его звукоизолирующих свойств. В местах примыканий возводимых стен и потолков предусмотрены зазоры, высота которых и способ заполнения прописываются в проекте.

Любые элементы кладки, выступающие за плоскость стен (подоконники, фризы, перемычки, карнизы, пояса, цокольные напуски) выполняются из полнотелого кирпича. Для защиты данных выступов от осадков (при отсутствии в проекте специальных решений) из морозоустойчивых растворов делают наклонные галтели для слива влаги.

Толщина швов в кирпичной и каменной кладке:
– 10 мм вертикальный шов;
– 12 мм горизонтальный шов (утолщенный кирпич) и 10 мм одинарный кирпич.

Максимальная толщина швов в кладке блоков из ячеистого бетона (газо-, пеносиликатные; газо-, пенобетонные) составляет 3 мм.
Все швы полностью заполняются раствором, при кладке впустошовку разрешается оставлять без раствора: 15 мм шва по глубине в стенах, 10 мм по глубине вертикальных швов в столбах. Предельные допуски по ширине клинообразных швов (арки, перемычки, своды): 5 мм в нижней части, 25 мм в верхней.

Кладка тычковых рядов (кирпич располагается поперек стены) выполняется: нижний и верхний ряд; выступающие за стену ряды; опорные площадки для монтажа балок, плит перекрытий, прогонов при многорядной перевязке швов.
Чередование ложковой кладки (тычковая перевязка) выполняется для полнотелого кирпича толщиной 65 мм – один ряд тычком через 6 рядов, толщиной 88 мм – один ряд тычком через 4 ряда обычной кладки.

Монтировать бетонные или стальные изделия на кирпичную кладку следует по слою раствора (толщина 10-15 мм) либо на специальные опорные платформы минимальной толщиной 14 см. Минимальные глубины опирания на кирпичные стены, столбы: 12 см – для плит перекрытий 10 см – для перемычек без несущих функций 20 см – для ригелей, прогонов и несущих перемычек.

Читайте также:  Профиль от производителя WDS: особенности стандартных и ламинированных изделий

Возведение перегородок, простенков из кирпича и камня в каркасных домах производят по нормам, разработанным для несущих конструкций. Для привязки самонесущих стен к колоннам следует использовать гибкие связи, шаг между креплениями по высоте максимум 120 см. Если расстояние между колоннами больше 6 м пог, то выполняется анкеровка кирпичных и каменных стен к перекрытиям с шагом максимум 3 метра.
Изготовление карнизов из кирпича производят согласно следующим требованиям: суммарный выступ не усиленного карниза из напусков рядов кладки не превышает 50% толщины стены, вынос рядов максимум на 13 длины кирпича.

Состав работ, технологии и правила

Кладочные работы из штучных материалов имеют определенную структуру и последовательность выполнения каждого этапа:

А) приготовление раствора для кладки и выравнивания основания. Для сокращения трудозатрат и повышения общей эффективности производства лучше использовать специализированные сухие смеси или готовый товарный раствор. При возведении наружных стен применять кладочный состав с маркой по морозостойкости не менее F50.

Приготовленные составы вырабатывают до начала отвердевания, перемешивая их по мере загустевания. Добавление воды в раствор по мере схватывания или использование обезвоженного состава не допустимы. Для устройства арок и клинчатых перемычек использовать раствор на базе портландцемента без шлака и пуццоланов.

Б) разметка оснований и гидроизоляция. Согласно проекта отбивочной шнуркой наносят контур будущих конструкций на вертикальные и горизонтальные подосновы (стены, колонны, полы). При возможности поднятия влаги от основания в кладку выполняют гидроизоляционную отсечку посредством рулонных материалов или специализированных смесей.

В) устройство подготовки (постели) под нижний ряд. Каменная и кирпичная кладка производится с опиранием на несущие элементы (при наличии цементно-песчаной стяжки делается штроба до плиты перекрытия). Основание под кладку предварительно обеспыливают, убирают мусор и огрунтовывают составом глубокого проникновения.

Затем из кладочного раствора (минимальная марка прочности на сжатие М100) выполняется выравнивающий слой по ширине стены или перегородки. В данную растворную подготовку выставляют маячные кирпичи (для ориентира) и натягивают шнур-причалку по плоскости внешней стороны возводимой стены. После выверки шнур фиксируют с помощью кусков арматуры или дюбель-гвоздей.

Г) первый ряд кладки. По шнурке на свежеуложенную подготовку выкладывают нижний ряд кладки, проверяя каждый кирпич или блок контрольной рейкой и пузырьковым уровнем. Последующие ряды необходимо выполнять со смещением вертикальных швов кладки на половину (четверть) длины штучного материала. При температуре воздуха +25 С и выше кирпич, камень и блок перед укладкой увлажняют водой.

Д) монтаж деталей крепления. При возведении кирпичных и каменных перегородок необходимо применять П-образные закладные изделия из стали. Их пристреливают к плите перекрытия (шаг не более 150 см), к стенам (в двух точках: на расстоянии 75 см от пола и потолка).

Е) Армирование перегородок производится через 2-3 ряда арматурными стержнями (диаметром от 6 мм) или стальными сетками (размер ячейки 30-120 мм).
Опорные участки армируются сетками с ячейкой до 60х60 мм (диаметр не менее 3 мм), которые размещаются в трех верхних горизонтальных швах. Анкеровку каменных стен и столбов к перекрытиям выполняют изделиями с площадью сечения от 0,5 см2.

Арматурные сетки размещают максимум через 5 рядов кладки (одинарный кирпич), через 4 ряда (утолщенный кирпич), через 3 ряда (керамические камни и поризованные блоки). Высота шва должна быть больше диаметра используемой арматуры минимум на 4 мм, при продольном армировании стержни соединяются сваркой.

Допустимые отклонения, контроль качества

При приемке кладочных работ следует заострить внимание на следующем:
– опорные площадки под фермы, прогоны, ригели, плиты;
– монтаж в теле кладки сборных железобетонных изделий (перемычек, плит);
– наличие и количество закладных деталей; – узлы армирования; – гидроизоляционные отсечки.

Исключается нарушение целостности и ослабление кладки штробами, нишами, бороздами, технологическими отверстиями, которые не входят в проектную документацию. Вертикальный уровень углов и плоскости кладки, горизонтальный уровень каждого ряда контролируется через каждые 50-60 см погонажной длины во время выполнения работ.

Согласно ТКП 45-5.02-82-2010 при кладке кирпича и блоков следует руководствоваться следующими нормативными требованиями к качеству возводимых конструкций:

8 (029) 67 67 830

Нормы по укладке кирпича для одного каменщика

Многими специалистами кирпичная (каменная) кладка считается лучшим материалов для стен жилых зданий. Стены, или другие элементы, выполненные из кирпичной (каменной) кладки обладают хорошей несущей способностью, долговечностью, относительно хорошими теплотехническими свойствами и прекрасной надежностью. Но все описанные выше достоинства возможны только при правильной и качественной кладке, что в последнее время становится большой проблемой.

Следует понимать, что выполненная некачественно кирпичная (каменная) кладка не только не теряет все свои достоинства, но и может представлять опасность или привести к полному демонтажу уже построенного дома.

Пример: Совсем недавно, нашими специалистами производилось обследование кирпичного дома в пригороде Хабаровска, в результате которого было установлено, что в кладке наружных стен отсутствует заполнение вертикальных швов кладки цементно-песчаным раствором. Фактически стены не выполняют своих теплотехнических функций и в данном случае (по ряду факторов) требовалась полная перекладка стен, что фактически приводит к полному демонтажу здания.

Конечно, проверку качества кирпичной (каменной) кладки лучше поручить профессионалам, но если такая возможность отсутствует, вы можете осуществить проверку основных требований самостоятельно, с помощью подручных материалов.

Требования к кирпичной (каменной) кладке

1. Требования перевязки швов кладки

Кирпичная (каменная) кладка должна выполняться с перевязкой швов. Существует большое количество различных видов перевязки швов кладки. Они зависят от используемого кирпича (камня), толщины стен и т.п., но важно одно – шов кладки предыдущего ряда ни в коем случае не должны совпадать со швом кладки последующего ряда.

Проверить выполнение данного требования вы сможете визуально, если отделка стен ещё не выполнена, в противном случае потребуется вскрытие отделки.

На рисунке слева показана кладка без перевязки швов, на рисунке справа пример правильной кладки стен.

2. Требования точности вертикального, горизонтального и прямолинейного положение поверхностей и углов кладки.

Названия данного требования говорит само за себя. Для контроля данных параметров Вам потребуется уровень, если же он отсутствует можно воспользоваться любым ровным длинным элементом (труба, доска и т.п.), а также отвес, который возможно изготовить из нитки и любого груза.

Произведите измерения каменной кладки как показано на рисунке ниже и сравните полученные данные с данными представленными в таблице

Для проверки вертикальности кладки закрепите отвес верхней части (у потолка) кладки и замерьте отклонения от нитки в наиболее характерных местах. Далее сравните данные с нормативными значениями (указанными в таблице).

3. Требования к швам каменной кладки

Первое и главное требование к швам каменной кладки – любой шов кладки (горизонтальный, вертикальный) заполняется цементно-песчаным раствором . Это аксиома, именно цементно-песчаный раствор обеспечивает соединение кирпичей, между собой образуя единую целую конструкцию. Образование глубоких вмятин и отверстий (более 20мм) в шве не допускается.Проверить данный параметр возможно визуально , при осмотре внутренней поверхности кладки возможно проверить горизонтальные швы. Контроль вертикальных швов можно произвести в местах оконных и дверных проёмах.

4. Требования к толщине швов кладки

После проверки швов кладки на заполнение цементно-песчаным раствором необходимо проверить соответствия требований к ширине швов.

Для проверки данного параметра вам потребуется рулетка.Измерения производятся следующим образом: Рулеткой измеряются 5-6 рядов кирпичной кладки (разом вместе со швами), после чего находят среднюю толщину шва, для этого: полученную величину 5 (или 6) рядов делят на 5 (или 6), и вычитают толщину кирпича (элемента). Полученные значения необходимо сравнить с установленными СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции».

Ниже представлена схема кладки с размерами швов для различных элементов

Помимо вышеизложенных требований, которые возможно измерить самостоятельно, не менее важно также осуществлять проверку марки используемого кирпича кладки и марки раствора для кладки.

Важно также знать, что для кладки цоколя не допускается использование силикатного кирпича, а для кладки столбов – битого кирпича.

Если у вас возникли вопросы вы можете задать их в разделе “консультация” или в нашей в группе вконтакте.

Также вы можете пригласить наших специалистов для проверки качества вашей кирпичной (каменной) кладки заказав услугу ” выезд специалиста” в разделе услуги, или позвонив по телефону.

Дорогие друзья, просим вас поддержать наш проект и поделиться ссылкой на даннуюстатью в социальных сетях. Большое спасибо!

Расчет параметров нагревателей из нихрома и фехрали

Расчет длины проволоки для спирали

Требуемая мощность нагревателя
Вт

Напряжение питания
В

Выберете диаметр проволоки из стандартных промышленных размеров.

Полученные результаты не учитывают рост электрического сопротивления проводника с ростом его температуры. Поэтому фактическая мощность (как и потребляемый ток от сети) всегда несколько ниже расчетных величин.

Расчет веса и длины

Нихром и фехраль являются самыми распространенными материалами для создания резистивного нагревателя. Нихром (в частности, нихром 80) изготавливается из смеси никеля и хрома. Фехраль или другое название Кантал представляет собой сплав железо-хром-алюминий (FeCrAl).

Краткий анализ

Fechral – сплавы группы железо-хром-алюминий (FeCrAl), используемые в широком диапазоне сопротивлений и при высоких температурах. Сплавы известны своей способностью выдерживать высокие температуры (до 1400 ° C (2550 ° F)), и имеющие промежуточное электрическое сопротивление (1,20 – 1,30 Ом · м).

Типичные области применения сплавов FeCrAl — это электрические нагревательные элементы в высокотемпературных печах для термообработки, керамической, стекольной, сталелитейной и электронной промышленности.

Среди достоинств фехрали можно отметить следующие:

высокая рабочая температура;
Ферритные сплавы FeCrAl можно использовать в среднем до 1400 °C, в то время как аустенитные сплавы NiCr имеют максимальную рабочую температуру до 1250 °C.

высокое удельное сопротивление;
Удельное сопротивление сплавов FeCrAl выше, чем сплавов NiCr. Это дает возможность выбирать материалы с большим поперечным сечением, тем самым продлевая срок службы элементов. Значительная экономия веса может быть получена, особенно при использовании тонкой проволоки — чем выше удельное сопротивление, тем меньше материалов используется. Кроме того, на удельное сопротивление сплавов FeCrAl меньше влияет холодная обработка и термообработка по сравнению со сплавами NiCr.

более долгая жизнеспособность;
Сплавы FeCrAl могут использоваться от 2 до 4 раз дольше, чем сплавы NiCr, эксплуатируемые при той же температуре в атмосфере.

более высокая поверхностная нагрузка;
Более высокая рабочая температура и более длительный срок службы сплавов FeCrAl гарантируют способность выдерживать высокие поверхностные нагрузки.

небольшой вес и невысокая стоимость;
Вес сплавов FeCrAl ниже, чем сплавов NiCr. Благодаря тому, что сплавы FeCrAl не содержат никель, его цена ниже, чем на сплавы NiCr. В результате в большом количестве применений может быть достигнута значительная экономия веса и стоимости элементов.

Читайте также:  Разновидности линолеума

отличные окислительные свойства;
Оксид алюминия (Al2O3), образующийся на поверхности сплавов FeCrAl, имеет лучшие адгезионные свойства и, следовательно, менее загрязняется.

стойкость к сере;
Сплавы FeCrAl могут противостоять коррозии в атмосфере и материалах, загрязненных серой или ее соединениями. В таких условиях сплавы NiCr подвержены сильной эрозии.

Нихром (NiCr) – группа сплавов с содержанием Ni 55-78%, Cr 15-23% в зависимости от марки и добавками Mn, Si, Fe и Al. Сплавы известны своей способностью выдерживать высокие температуры (до 1250 ° C (2280 ° F), и имеют промежуточное электрическое сопротивление (1,05–1,40 Ом * м). Сплавы NiCr обладают отличнойустойчивостью к высокотемпературному окислению, коррозии и имеют хорошую износостойкость.

Благодаря своей стойкости к окислению и стабильности при высоких температурах нихром широко используется в электронагревательных установках, таких как электрические печи, печи для обжига и сушки, его используют в производстве различных нагревательных устройств.

Среди достоинств нихрома можно отметить следующие:

идеальная стабильность формы при высоких температурах;
Сплавы NiCr устойчивы к деформации и сохраняют очень хорошую стабильность формы при высоких температурах благодаря тому факту, что они имеют более высокий предел прочности при нагревании и ползучести, чем сплавы FeCrAl.

немагнитные свойства;
Сплав NiCr — немагнитный материал, который можно использовать при низких температурах. Между тем сплав FeCrAl немагнитен при температурах выше 600 °C.

хорошая пластичность после длительного использования;
Сплавы NiCr остаются пластичными после длительного использования. Это свойство делает нагревательные элементы более прочными.

высокая излучательная способность;
Сплавы NiCr имеют более высокий коэффициент излучения, чем сплавы FeCrAl в полностью окисленном состоянии. При одинаковой поверхностной нагрузке температура элементов сплава NiCr ниже, чем сплавов FeCrAl.

устойчивость к коррозии;
Как правило, сплавы NiCr имеют лучшую коррозионную стойкость при комнатной температуре, чем неокисленные сплавы FeCrAl (за исключением серной среды и контролируемой атмосферы).

Расчеты нагревательных элементов. Калькуляторы вычисления длины спирали и пересчета веса материалов в длину и наоборот

Расчёт сопротивления

В первую очередь стоит определить длину проволоки. За основу для расчета берется мощность и сопротивление. К примеру, нужно изготовить нагревательный элемент для устройства, мощность которого составлять должна 10Вт, а напряжение 12Вольт. Для примера вычислений возьмем нихромовую проволоку, диаметр сечения которой составляет 0,1 мм.

Без учетов нагрева можно применить элементарную формулу расчета:

Р=U∙І → І = Р/ U = 10 / 12 = 0,83 А

R= U/ І = 12 / 0,83 = 14,5 Ом.

На основе имеющихся данных площади сечения проволоки (S) и удельного сопротивления нихромового сплава (ρ) длина проволоки вычисляется довольно просто:

Для определения удельного сопротивления проволоки из нихрома с конкретным диаметром можно использовать формулы или готовую таблицу. Нихром, диаметр которого составляет 0,1 мм будет обладать сопротивлением 14,4 Ом и иметь площадь сечения 0,008 мм.кв — внеся эти данные в таблицу мы определим, что длина такой проволоки должна составлять 10 см.

Для расчета того, сколько витков спирали нужно сделать из проволоки полученной длины, нужно воспользоваться такими формулами:

Вычисление длины одного витка, равного:

Длина витка =π∙( диаметр намотки + 0,5 ∙ диаметр сечения проволоки)

Количество витков = длина проволоки / длина витка

Исходя из этого, проводим следующее соотношение, если диаметр витков проволоки будет 2 мм, то

Количество витков = 100/( 3,14*(2+0,05))=15,5 витков

В теории все складно и хорошо. Но, что покажет практика? Сможет ли нихромовая проволока такого диаметра выдерживать подобную нагрузку. Расчеты в таблицах представленных ниже предоставляют данные максимального тока, который допустим для конкретных показателей диаметра нихромовой нити при определенной температурной нагрузке.

Другими словами, следует высчитать температурный показатель, выше которого не должна прогреваться спираль и подобрать в значениях таблицы подходящее сечение для расчетного тока.

Следует отметить, что для электронагревателей, предназначенных для работы в жидкой среде сила тока должна браться с большим расчетом на 1,5 раза. Для устройств предназначенных для работы в замкнутом пространстве следует ток уменьшить.

Температурный расчет

Данный расчет является более сложным и более точным, чем предыдущий. В нем учитывается величина сопротивления материала в холодном состоянии. Ведь логически должно быть понятно, что при изменении температуры меняться должно и сопротивление. Также важно учитывать еще и в каких условиях работает нагревательный прибор. При небольших температурах, например в случае использования обычных обогревателей, первую методику расчета можно легко использовать, для печей высокого сопротивления, где температурная подача сверхвысокая, такой метод уже будет не актуален.

Чтобы показать пример расчета спирали на основе второго метода возьмем греющий элемент, предназначенный для работы в муфельной печи. В первую очередь определяем объем рабочей камеры и исходя из этого высчитываем мощность необходимую при нагреве. Для муфельной печи подбор происходит на основе следующего правила:

Для печных установок, камера которых имеет объем менее 50 л., расчет проводим исходя из 1 литр на 100 Вт

Для оборудования с рабочей камерой более 100 л., но меньше 500 л. Мощность рассчитывается 50-70 Вт на 1 литр

В качестве примера берем печную установку объемом 50 л. Мощность такой печки составляет 50*100= 5000 Вт

Определим силу тока (І) и сопротивление (R) для сети 220В

І = 5000/220 = 22,7 А

R = 220/22,7 = 9,7 Ом

При подключении спирального нагревателя способом «звезда», мощность делим на три фазы.

Мощность на фазу = 5кВт / 3 = 1,66 кВт

Такой тип подключения в трехфазную сеть предполагает подачу к каждой фазе 220В, то есть ток и сопротивление будут соответствовать следующему расчету:

І = 1660/220 = 7,54 А

R = 220/7,54 = 29,1 Ом

При соединении нагревательного элемента в условиях напряжения 380 В использоваться будет схема подключения «треугольник». Расчет будет проведен по формуле учитывающей линейное напряжение 380В.

І = 1660/380 = 4,36 А

R = 380/4,36 = 87,1 Ом

Диаметр определяется при учете удельной поверхностной мощности нагревательного элемента. Рассчитаем длину нагревательной спирали, беря за основу удельные сопротивления из таблиц.

Поверхностная мощность = βэф*α(коэффициент эффективности)

Из проведенной работы можно свободно сделать вывод, что для муфельной печки, которая должна прогреваться до 1000 градусов Цельсия необходимо взять спираль, рассчитанную на подачу температуры в 1100 градусов Цельсия. На основе табличных данных выбираем соответствующие показатели и получаем:

Поверхностная мощность (Вдоп)=4,3∙0,2=0,86Вт/см2=8600 Вт/м2

Диаметр d=3√((4*Rt*P2)/(π2*U2*Вдоп))

Удельное сопротивление проволоки при необходимой термической нагрузке (Rt) подбирается из таблицы

При использовании нихромового сплава маркой Х80Н20, Rt составляет 1,025. Исходя из этого, Рт=1,13*106*1,025=1,15*106 Ом на мм

Для подключения греющего элемента по типу звезда: диаметр составляет 1,23 мм, длина = 42 м

Проверяем значения по формуле L=R/(p*k)

Получаем в итоге 29,1/(0,82*1,033)= 34 м

Как видно, при использовании формулы, где температура не учитывается, конечные данные имеют значительные отличия от полученных показателей. Правильно выберите длину одной спирали для соединения звезды равной 42 м, тогда для 3-х спиралей понадобится 126 метров нихромовой проволоки диаметром 1,3.

Выводы

При помощи калькуляторов и формул удастся быстро произвести расчет длины греющей проволоки. Определить диаметр на основе необходимой мощности и температурной выработки греющей спираль также не затруднительно. Но, даже при помощи второго более сложного способа расчета невозможно учесть различные факторы, которые могут возникнуть при непосредственной эксплуатации нагревателя и внести свои коррективы в его работу. Практика показывает обратное. После проведения полных расчетов все же придется подгонять полученные результаты под конкретные условия работы нагревателя.

Провести полный и высокоточный расчет всех параметров нихромовой и фехралевой спирали вам помогут специалисты «Технонагрев». Наши технологи обладают большим опытом и навыками при проектировке и изготовлении нагревателей любой сложности. То, что для вас может показаться нерешаемой задачей для нас окажется работой на несколько минут.

Применение и расчёт электрической спирали из нихрома​

Нихромовая спираль — это нагревательный элемент в виде проволоки, свернутой винтом для компактного размещения. Проволока изготавливается из нихрома — прецизионного сплава, главными компонентами которого являются никель и хром. «Классический» состав этого сплава — 80% никеля, 20% хрома. Композицией наименований этих металлов было образовано название, которым обозначается группа хромоникелевых сплавов — «нихром».

Самые известные марки нихрома — Х20Н80 и Х15Н60. Первый из них близок к «классике». Он содержит 72-73 % никеля и 20-23 % хрома. Второй разработан с целью снижения стоимости и повышения обрабатываемости проволоки. Содержание никеля и хрома в нем уменьшено – до 61 % и до 18 % соответственно. Но увеличено количество железа – 17-29 % против 1,5 у Х20Н80.

На базе этих сплавов были получены их модификации с более высокой живучестью и стойкостью к окислению при высокой температуре. Это марки Х20Н80-Н (-Н-ВИ) и Х15Н60 (-Н-ВИ). Они применяются для нагревательных элементов, контактирующих с воздухом. Рекомендуемая максимальная температура эксплуатации – от 1100 до 1220 °С

Применение нихромовой проволоки

Главное качество нихрома – это высокое сопротивление электрическому току. Оно определяет области применения сплава. Нихромовая спираль применяется в двух качествах — как нагревательный элемент или как материал для электросопротивлений электрических схем.

Для нагревателей используется электрическая спираль из сплавов Х20Н80-Н и Х15Н60-Н. Примеры применений:

Сплавы Х15Н60-Н-ВИ и Х20Н80-Н-ВИ, получаемые в вакуумных индукционных печах, используют в промышленном оборудовании повышенной надежности.

Спираль из нихрома марок Х15Н60, Х20Н80, Х20Н80-ВИ отличается тем, что его электросопротивление мало меняется при изменении температуры. Из нее изготавливают резисторы, соединители электронных схем, ответственные детали вакуумных приборов.

Как навить спираль из нихрома

Резистивная или нагревательная спираль может быть изготовлена в домашних условиях. Для этого нужна проволока из нихрома подходящей марки и правильный расчет требуемой длины.

Расчёт спирали из нихрома опирается на удельное сопротивление проволоки и требуемую мощность или сопротивление, в зависимости от назначения спирали. При расчете мощности нужно учитывать максимально допустимый ток, при котором спираль нагревается до определенной температуры.

Учет температуры

Например, проволока диаметром 0,3 мм при токе 2,7 А нагреется до 700 °С, а ток в 3,4 А нагреет ее до 900 0 С. Для расчета температуры и тока существуют справочные таблицы. Но еще нужно учитывать условия эксплуатации нагревателя. При погружении в воду теплоотдача повышается, тогда максимальный ток можно повысить на величину до 50 % от расчетного. Закрытый трубчатый нагреватель, наоборот, ухудшает отвод тепла. В этом случае и допустимый ток необходимо уменьшить на 10—50 %.

На интенсивность теплоотвода, а значит и на температуру нагревателя, влияет шаг навивки спирали. Плотно расположенные витки дают более сильный нагрев, больший шаг усиливает охлаждение. Следует учитывать, что все табличные расчеты приводятся для нагревателя, расположенного горизонтально. При изменении угла к горизонту условия теплоотвода ухудшаются.

Читайте также:  Ручки для входных дверей: ручки-скобы на металлические дверные полотна

Расчет сопротивления нихромовой спирали и ее длины

Определившись с мощностью, приступаем к расчету требуемого сопротивления. Если определяющим параметром является мощность, то вначале находим требуемую силу тока по формуле I=P/U. Имея силу тока, определяем требуемое сопротивление. Для этого используем закон Ома: R=U/I.

Обозначения здесь общепринятые:

Расчет сопротивления нихромовой проволоки готов. Теперь определим нужную нам длину. Она зависит от удельного сопротивления и диаметра проволоки. Можно сделать расчет, исходя из удельного сопротивления нихрома: L=(Rπd 2 )/4ρ. Здесь:

Но проще взять готовое линейное сопротивление из таблиц ГОСТ 12766.1-90. Там же можно взять и температурные поправки, если нужно учитывать изменение сопротивления при нагреве. В этом случае расчет будет выглядеть так: L=R/ρld, где ρld – это сопротивление одного метра проволоки, имеющей диаметр d.

Навивка спирали

Теперь сделаем геометрический расчет нихромовой спирали. У нас выбран диаметр проволоки d, определена требуемая длина L и есть стержень диаметром D для навивки. Сколько нужно сделать витков? Длина одного витка составляет: π(D+d/2). Количество витков – N=L/(π(D+d/2)).

На практике редко кто занимается самостоятельной навивкой проволоки для резистора или нагревателя. Проще купить нихромовую спираль с требуемыми параметрами и при необходимости отделить от нее нужное количество витков.

Как рассчитать длину нихромовой проволоки

Основные сведения и марки нихрома

Нихромом называют сплав никеля и хрома с добавками марганца, кремния, железа, алюминия. У этого материала параметры зависят от конкретного соотношения веществ в сплаве, но в среднем лежат в пределах:

В таблицах удельное сопротивление часто приводится в мкОм*м (или 10 -6 Ом*м) – численно значения те же, разница в размерности.

В настоящее время есть две самых распространённых марки нихромовой проволоки:

Более подробно о марках и свойствах этих сплавов вы узнаете из ГОСТ 10994-74, ГОСТ 8803-89, ГОСТ 12766.1-90 и других.

Как уже было сказано, нихромовая проволока применяется повсеместно где нужны нагревательные элементы. Высокое удельное сопротивление и температура плавления позволяют использовать нихром в качестве основы для разных нагревательных элементов, начиная от чайника или фена, заканчивая муфельной печью.

Методики расчета

По сопротивлению

Давайте разберемся как рассчитать длину нихромовой проволоки по мощности и сопротивлению. Расчёт начинается с определения требуемой мощности. Представим, что, нам нужна нить из нихрома для паяльника малых размеров мощностью в 10 Ватт, который будет работать от блока питания на 12В. Для этого у нас есть проволока диаметром 0.12 мм.

Простейший расчет длины нихрома по мощности без учета нагрева выполняется так:

Определим силу тока:

Расчет сопротивления нихромовой проволоки проводим по закону Ома:

Длина проволоки равна:

где S – площадь поперечного сечения, ρ – удельное сопротивление.

Или по такой формуле:

Но сначала нужно рассчитать удельное сопротивление для нихромовой проволоки диаметром 0.12мм. Оно зависит от диаметра – чем он больше, тем меньше сопротивление.

Тоже самое можно взять из ГОСТ 12766.1-90 табл. 8, где указана величина в 95.6 Ом/м, если по ней пересчитать, то получится почти тоже самое:

Для нагревателя мощностью 10 ватт, который питается от 12В, нужно 15.1см.

Если вам нужно выполнить расчет числа витков спирали, чтобы её свить из нихромовой проволоки такой длины, то используйте следующие формулы:

Длина одного витка:

где L и d – длина и диаметр проволоки, D – диаметр стержня на котором будут мотать спираль.

Допустим мы будем мотать нихромовую проволоку на стержень диаметром 3 мм, тогда расчеты проводим в миллиметрах:

Но при этом нужно учитывать, способен ли вообще нихром такого сечения выдержать этот ток. Подробные таблицы для определения максимального допустимого тока при определенной температуре для конкретных сечений приведены ниже. Простыми словами – вы определяете, до скольки градусов должна греться проволока и выбираете её сечение для расчётного тока.

Также учтите, что если нагреватель находится внутри жидкости, то ток можно увеличить в 1.2-1.5 раз, а если в замкнутом пространстве, то наоборот – уменьшить.

По температуре

Проблема приведенного выше расчёта в том, что мы считаем сопротивление холодной спирали по диаметру нихромовой нити и её длине. Но оно зависит от температуры, при этом же нужно учитывать при каких условиях получится её достичь. Если для резки пенопласта или для обогревателя такой расчет еще применим, то для муфельной печи он будет слишком грубым.

Приведем пример расчетов нихрома для печи.

Сначала определяют её объём, допустим 50 литров, далее определяют мощность, для этого есть эмпирическое правило:

Тогда в нашем случае:

Дальше считаем силу тока и сопротивление:

Для 380В при подключении спиралей звездой, расчет будет следующим.

Делим мощность на 3 фазы:

Pф=5/3=1,66 кВт на фазу

При подключении звездой, к каждой ветви прикладывается 220В (фазное напряжение, может отличаться в зависимости от вашей электроустановки), тогда ток:

Для соединения треугольником рассчитываем по линейному напряжению 380В:

Для определения диаметра учитывают удельную поверхностную мощность нагревателя. Рассчитаем длину, удельные сопротивления берем с табл. 8. ГОСТ 12766.1-90, но прежде определим диаметр.

Для расчета удельной поверхностной мощности печи используют формулу.

Bэф (зависит от теплопринимающей поверхности) и a (коэф. Эффективности излучения) – выбираются по следующим таблицам.

Итак, для нагрева печи до 1000 градусов, возьмём температуру спирали в 1100 градусов, тогда по таблице подбора Вэф выбираем значение в 4,3 Вт/см 2 , а по таблице подбора коэффициента а – 0,2.

Диаметр определяют по формуле:

рт – удельное сопротивление материала нагревателя при заданной t, определяется по ГОСТ 12766.1, таблица 9 (приведена ниже).

Для нихрома Х80Н20 – 1,025

Тогда для подключения к трёхфазной сети по схеме «Звезда»:

Длина рассчитывается по формуле:

Значения отличаются из-за высокой температуры спирали, проверка не учитывает ряда факторов. Поэтому примем за длину 1 спирали – 42м, тогда для трёх спиралей нужно 126 метров нихрома 1,3 мм.

Заключение

Таким образом вы можете посчитать длину проволоки для нихромовой спирали и определить нужный диаметр по мощности, сечению и температуре. Важно при этом учитывать:

Даже приведенный расчет, несмотря на его сложность, нельзя назвать достаточно точным. Потому что расчет нагревательных элементов — это сплошная термодинамика и можно привести еще ряд факторов, которые влияют на его результаты, например, теплоизоляцию печи и прочее.

На практике после оценочных подсчетов спирали добавляют или убирают в зависимости от полученного результата или используют температурные датчики и устройства для её регулировки.

Расчет нихромовой спирали. Готовы для Вас изготовить нихромовую спираль

Как рассчитать спираль из нихрома

При навивке спирали из нихрома для нагревательных элементов, операцию зачастую выполняют методом проб и ошибок, а затем подают напряжение на спираль и по нагреву нихромовой проволоки, нити подбирают требуемое количество витков.

Обычно такая процедура занимает много времени, а нихром теряет свои характеристики при множественных перегибах, что приводит к быстрому прогоранию в местах деформации. В худшем случае из делового нихрома получается нихромовый лом.

Чтобы правильно рассчитать нихромовую спираль (напряжение сети 220 В), предлагаем воспользоваться данными приведенными в таблице, из расчета, что удельное сопротивление нихрома = (Ом · мм 2 / м)

С ее помощью можно точно определить длину намотки виток к витку. В зависимости от Ø нихромовой проволоки и Ø стержня, на который наматывается нихромовая спираль. Пересчитать длину спирали из нихрома на другое напряжение нетрудно, использовав простую математическую пропорцию.

Длина нихромовой спирали в зависимости от диаметра нихрома и диаметра стержня

нихром Ø 0,2 мм

Ø стержня, мм

длина спирали, см

Ø стержня, мм

длина спирали, см

Ø стержня, мм

длина спирали, см

Ø стержня, мм

длина спирали, см

Ø стержня, мм

нихром Ø 0,8 мм

Ø стержня, мм

длина спирали, см

Ø стержня, мм

длина спирали, см

Ø стержня, мм

длина спирали, см

Ø стержня, мм

длина спирали, см

Ø стержня, мм

Например, требуется определить длину нихромовой спирали на напряжение 380 В из проволоки Ø 0,3 мм, стержень для намотки Ø 4 мм. Из таблицы видно, что длина такой спирали на напряжение 220 В будет равна 22 см. Составим простое соотношение:

220 В – 22 см

380 В – Х см

X = 380 · 22 / 220 = 38 см

Намотав нихромовую спираль, подключите ее, не обрезая, к источнику напряжения и убедитесь в правильности намотки. У закрытых спиралей длину намотки увеличивают на 1/3 значения, приведенного в таблице.

Расчет электронагревательных элементов из нихромовой проволоки

Длину нихромовой проволоки для изготовления спирали определяют исходя из необходимой мощности.

Пример: Определить длину проволоки из нихрома для нагревательного элемента плитки мощностью P = 600 Вт при Uсети=220 В.

1) I = P/U = 600/220 = 2,72 A

2) R = U/I = 220/2,72 = 81 Ом

3) По этим данным (см. таблицу 1) выбираем d=0,45; S=0,159

тогда длина нихрома

l = SR / ρ = 0,159·81 /1,1 = 11,6 м

где l – длина проволоки (м)

S – сечение проволоки (мм 2 )

R – сопротивление проволоки (Ом)

ρ – удельное сопротивление (для нихрома ρ=1.0÷1.2 Ом·мм 2 /м)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *