Как узнать длину спирали
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.
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.
Калькулятор расчета спирали из нихрома и фехраля для нагревателей
Данная статья поможет вам разобраться в расчетах параметров греющих спиралей, а простые и удобные калькуляторы сделают быстрый подсчет нужной длины проволоки и переведут длину в вес и обратно. Воспользуйтесь этими онлайн-калькуляторами нихромовой проволоки, чтобы рассчитать сопротивление, площадь сечения, ток и длину нихромовой и фехралевой проволоки, просто указав мощность и напряжение.
Расчет длины спирали
Требуемая мощность нагревателя
Вт
Напряжение питания
В
Выберете диаметр проволоки из стандартных промышленных размеров.
Данные результаты не учитывают возрастание 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
Расчет спирали из нихрома и фехраля
Существует несколько способов расчета греющих спиралей, рассмотрим для начала более простой метод, учитывающий только сопротивление материала, а потом включим в расчет еще и изменение сопротивления под воздействием темепературы.
Способ расчета спирали по сопротивлению материала
В данном способе все довольно просто. Нам нужны первоначальные данные, на основе которых мы будем проводить вычисления. Они включают в себя:
Мощность нагревательного элемента, который хотите получить
Напряжение, при котором спираль будет работать
Диаметр и тип проволоки, который имеется в наличии
Предположим, у нас имеется электроприбор, который должен работать с мощностью 12 Вт под напряжением 24 В. При этом мы используем проволоку из нихрома с сечением 0,2 мм.
Для вычислений нам потребуется самая элементарная формула из общеобразовательного курса физики:
Мощность (Р) = Напряжение (U) * Сила тока (I)
І = Р: U = 12 : 24 = 0,5 А
Теперь воспользуемся законом Ома для определения сопротивления:
Сопротивление (R ) = Напряжение (U) * Сила тока (I) = 24/0,5 = 48 Ом
Теперь нам нужна формула для определения длины проводника:
Длина (L) = Площадь сечения (S) * Сопротивление (R) / Удельное сопротивление (ρ)
Как же узнать сопротивление нихромовой проволоки? Помочь в решении данной задачи нам помогут таблицы плотности материалов или формулы для вычисления значения. Итак, если у нас проволока имеет диаметр 0,2, значит площадь сечения по формуле будет 0,0314 мм2, сопротивление смотрим по таблице и получаем длину проволоки 1,3 м.
Но это все чисто теоретически, ведь мы не знаем, сможет ли выдержать проволока данного диаметра такой ток. Посмотрим таблицу, в ней указаны максимальные значения тока для проволоки определенного диаметра. В нашем случае это 0,65, значит наше значение 0,5 лежит в допустимых пределах.
Также не забывайте учесть среду, в которой будет работать нагреватель. Если вы греете жидкость, можно смело увеличивать силу тока вдвое, а если замкнутое пространство – наоборот, уменьшать.
Способ расчета спирали по температуре
Тот, способ, который мы описывали выше, является не очень точным по той причине, что нами не было взято в расчет изменение сопротивления резистивной проволоки при росте температуры. Поэтому его можно применять только для не слишком высоких температур до 200-250 градусов. Для высокотемпературных печей данный расчет будет совсем неточным, поэтому рассмотрим второй метод.
Возьмем муфельную печь отжига и определим объем камеры и нужную мощность. Помогут с вычислениями нам такие два правила.
Если объем печи меньше 50 литров, то подбираем мощность 100 Вт на литр
Если же объем печи больше 100 литров, мощность рассчитывается как 50-70 Вт на литр
Допустим, наша печь отжига имеет объем 50 литров, мощность тогда будет 5 кВт. Если напряжение в сети должно быть стандартные 220 В, то сила тока и сопротивление будет равны:
Подключение звездой при напряжении 380 В потребует деления мощности на 3 фазы, тогда наша мощность для одной фазы будет равна 5кВт / 3 = 1,66 кВт
Подключение звездой предполагает, что на каждую из фаз будет подаваться напряжение питания 220 В, следовательно значения сопротивления и силы тока будет такими:
Второй тип подключения ТЭНов для напряжения в 380 В «треугольник» предполагает подачу линейного напряжения в 380 В, поэтому мы получим:
При помощи ниже указанных таблиц мы можем найти удельную поверхностную мощность нагревательного элемента и вычислить на его основе длину проволоки.
Поверхностная мощность = βэф*α(коэффициент эффективности)
В итоге, чтобы наша печь нагрелась до 1000 С, нагревательный элемент должен производить температуру в 1100 градусов. Возьмем таблицы и выберем соответствующие значения. Тогда получим:
Поверхностная мощность (Вдоп)=4,3∙0,2=0,86Вт/см2=8600 Вт/м2
Диаметр определяется по формуле d= 3 √((4*Rt*P 2 )/(π 2 *U 2 *Вдоп))
Если наша спираль изготовлена из нихрома марки Х80Н20, Rt будет равняться 1,025. Значит Рт=1,13 * 10 6 * 1,025 = 1,15 * 10 6 Ом на мм
При подключении типа «звезда»: диаметр равен 1,23 мм, длина = 42 м
Если же мы проверим результат по упрощенной формуле L=R/(p*k)
Получим 29,1/(0,82*1,033)= 34 м
Из этого мы видим, что не учитывая температуру мы получаем совсем другое значение длины проволоки и более правильным является выбор второго метода.
Итоги
Онлайн калькулятор для расчета спирали поможет вам с быстрыми предварительными расчетами, но для точного учета всех особенностей даже второго метода расчета с учетом температуры может быть не достаточно. На практике существует еще очень много факторов, которые нужно взять во внимание при расчете параметров нагревателя.
Если вам нужна помощь с расчетами нагревателей – обращайтесь к нам. Наши специалисты имеют огромный опыт в проектировании нагревательных элементов для различного промышленного оборудования. Мы поможем с расчетами оптимальных параметров нагревательных элементов для вашего оборудования и можем изготовить любой тип нагревателей для Вас.
Спираль от беременности.Виды,особенности,цена.
Как действует спираль?
Воздействие ВМС на женскую половую систему многоплановое, благодаря чему достигается высокая противозачаточная эффективность.
Медь в ее составе вызывает асептическое, то есть неинфекционное воспаление в маточной полости. Это безопасно, бактерий нет, а медь дополнительно закисляет среду в полости матки, изменяет состав и свойства цервикальной слизи. Асептическое воспаление ведёт к увеличению количества лейкоцитов в окружающих тканях. Всё это предотвращает оплодотворение, так как в таких условиях сперматозоиды не выживают, а если зачатие всё же произошло, препятствует имплантации плодного яйца к стенке матки.
Механическое воздействие спирали немного стимулирует гипоталамо-гипофизарную систему, в результате повышается выработка прогестерона и сдвигается пик других эстрогенов на несколько дней. Стимуляция стенок матки увеличивает секрецию простагландинов, а они, в свою очередь, повышают перистальтику маточных труб.
Продвижение яйцеклетки ускоряется, и она не успевает встретиться со сперматозоидом до выхода в маточную полость. Гормональный диссонанс, вызванный присутствием ВМС, меняет структуру эндометрия, и он оказывается не готов к имплантации оплодотворенной яйцеклетки.
Лейкоциты осуществляют фагоцитоз сперматозоидов. Если в составе ВМС присутствует прогестерон, то он также препятствует оплодотворению, дополнительно подавляет процесс овуляции.
!Для принятия решения о целесообразности использования ВМС женщина должна взвесить все минусы и плюсы такого метода контрацепции.
Плюсы применения ВМС
• Мгновенный эффект. Защита начинается сразу же после закрепления спирали в матке.
• Доступность. Можно использовать рожавшим, а в особых случаях допускается установка ВМС и нерожавшим.
• Высокая эффективность. При правильной установке она достигает 99%.
• Безопасность. Никак не сказывается на здоровье женщины и последующих беременностях.
• Быстро и легко удаляется при необходимости.
• Не ощущается при половых контактах.
• Не требует специальных условий и проведения каких-либо дополнительных манипуляций.
• Не влияет на эффективность других принимаемых женщиной лекарственных препаратов.
• Имеет длительный срок использования.
• Экономична по сравнению с некоторыми другими средствами контрацепции.
• Может оказывать лечебное действие при различных заболеваниях (аднексит, миома, эндометриоз).
• Безопасна при кормлении грудью.
Недостатки ВМС
• Серьезная угроза кровотечения при неправильной установке.
• Травмирование шейки матки.
• Зависимость эффективности от опыта гинеколога и физиологических особенностей строения половых органов.
• Усиление менструальных выделений и нарушение цикла.
• Вероятность самопроизвольного выпадения.
• Риск развития атипичной воспалительной реакции, аллергии.
• Повышенная вероятность наступления внематочной беременности.
• Отсутствие защиты от инфекций, передающихся половым путем.
Установка спирали
Процедура производится исключительно врачом-гинекологом. Он подбирает оптимальный вид и размер спирали. Заблаговременно необходимо пройти медицинское обследование: лабораторные тесты(мазок на микрофлору,ПЦР-диагностику), УЗИ органов малого таза, ЭКГ. При осмотре врач должен измерить размеры матки. 
Обычно ВМС устанавливается на 2-3 день месячных. Но возможно проведение процедуры и в другие дни, по показаниям. Например, при незащищённом половом акте рекомендуется введение ВМС не позднее 5 суток.
У рожавших женщин нет никаких трудностей при установке спирали, так как зев матки имеет щелевидную форму. У нерожавших он точечный, и поэтому врач может порекомендовать другой метод предохранения. Но при исключительных условиях использование ВМС разрешается и нерожавшим.
Алгоритм действий врача-гинеколога при установке ВМС:
1. На гинекологическом кресле производится тщательный осмотр.
2. Вводится расширитель влагалища.
3. Зев матки и стенки влагалища обрабатываются антисептиком.
4. В маточную полость вводится поршень со спиралью, она выталкивается в матку, поршень удаляется.
5. Усики спирали подрезаются до необходимой длины.
6. Удаляется расширитель влагалища.
После процедуры необходимо отдохнуть в течение получаса. Профилактический осмотр гинеколога необходим через десять дней. Следующий визит должен состояться через месяц, а затем нужно записываться на прием раз в полгода.
Симптомы,при которых нужно обратиться к врачу
• тянущие или резкие боли в животе и паху;
• повышение температуры тела;
• изменение длины нитей;
• обильное кровотечение;
• подозрение на беременность;
• появление необычных выделений;
• болезненность при половом акте;
• судороги в нижней части живота.
Когда можно ставить спираль
После естественных родов внутриматочную спираль можно устанавливать по прошествии полутора месяцев. При кесаревом сечении рекомендуется выждать до полугода. В случае выкидыша спираль можно поставить сразу. При аборте в условиях клиники возможно немедленное введение устройства, но всё же гинекологи советуют подождать несколько дней.
В первые дни после установки устройства, даже при правильно проведенной процедуре, у женщин бывают:
• схваткообразные несильные боли внизу живота;
• слизистые выделения с примесью крови.
Поэтому в течение первых 5 дней врачи рекомендуют исключить посещение бани, сауны, принятие горячих ванн, спринцевания, половые контакты, использование тампонов. А также прием аспирина в любых формах и чрезмерные физические нагрузки. Все это может привести к смещению или даже выпадению спирали, и в таком случае противозачаточный эффект не будет достигнут.
Противопоказания к применению
• воспаление в половой системе;
• беременность;
• патологии строения половых органов (например, новообразования в полости матки, дисплазия шейки матки);
• подростковый возраст, до 18 лет;
• обострение хронических болезней;
• повышенная чувствительность к компонентам спирали;
• редкие половые акты, если партнёр постоянный;
• частая смена партнёров;
• наличие онкозаболеваний;
• эндокринные нарушения;
• эндометриоз;
• анемия и проблемы со свертываемостью крови;
• травмы и швы на шейке матки;
• появление кровянистых выделений вне менструаций.
Побочные эффекты
После установки ВМС возможно появление некоторых симптомов. Одни из них безобидны, другие могут быть сигналом серьезных нарушений в организме:
1. Изменение женского цикла. Кровотечения становятся длительными и обильными. Если же их продолжительность увеличивается или появляются кровотечения в середине цикла, то консультация врача обязательна.
2. Инфекции. Спираль не может защитить от половых инфекций. И даже наоборот, нити спирали являются входными воротами для них. При появлении нового партнёра необходимы дополнительные способы защиты.
3. Боли. В течение первых 2-3 недель после установки ВМС возможно появление тянущих несильных болей. Но если они продолжаются дольше либо усиливаются, с походом к гинекологу лучше не затягивать.
4. Дискомфорт при половом акте. Болевые ощущения вызываются смещением спирали. Об этом также говорит изменение длины нитей спирали. В дальнейшем это может привести либо к выпадению спирали, либо к перфорации стенки матки.
Проводить процедуру введения спирали должен только опытный врач-гинеколог.
Неправильная установка грозит осложнениями:
1. Перфорация стенки матки.
2. Разрыв шейки матки.
3. Кровотечение.
Могут быть и отдаленные неприятные эффекты:
1. Проникновение инфекции через открытый цервикальный канал.
2. Смещение или выпадение спирали.
3. Врастание спирали в эндометрий.
Удаление ВМС
Как и установка, удаление спирали должно осуществляться только врачом, так как существует риск травмирования матки и занесения инфекции. Самостоятельное извлечение устройства запрещено категорически.
ВМС необходимо удалять, если:
• возникли осложнения;
• женщина планирует беременность;
• закончился срок действия устройства.
Перед удалением спирали рекомендуется использовать дополнительные способы контрацепции. Сперматозоиды, попавшие в матку, сохраняют жизнеспособность и активность в течение 3 суток. Если в это время спираль уже будет удалена, то оплодотворение будет возможным.
Если женщина планирует сразу беременеть, то в данных мерах предосторожности нет необходимости. Извлечение спирали также рекомендуется во время менструации.
Алгоритм врача при удалении спирали:
1. Врачебный осмотр на гинекологическом кресле.
2. Введение расширителя влагалища.
3. Обработка антисептиком шейки матки и стенок влагалища.
4. Захват пинцетом нитей изделия.
5. На глубоком вдохе пациентки – извлечение изделия.
Время проведения процедуры составляет в среднем 15-20 минут.
После удаления ВМС возможно появление судорог, спазмов в нижней части живота, сукровичных выделений.
Существуют и другие способы удаления. В особых случаях при невозможности проведения манипуляции через шейку матки ВМС удаляют лапароскопически под анестезией.
Как приобрести внутриматочную спираль
ВМС можно купить в любой аптеке либо заказать через Интернет. Ценовой разброс от 100 рублей до 15 000 рублей.
Устанавливают ВМС за отдельную плату. Стоимость зависит от уровня клиники и качества самого изделия и может составлять от 700 до 4000 рублей.
Крупные клиники сами закупают спирали и предлагают пациенткам комплексную услугу по подбору и установке ВМС.
Эволюция ВМС
Со времен использования первых спиралей прошло более полувека, и за этот период их устройство и материалы изготовления значительно усовершенствовались:
• Пластиковые ВМС. Первое поколение с низкой эффективностью. Механически не допускали имплантацию яйцеклетки в эндометрий. Уже не используются.
• Металлосодержащие ВМС. Могут содержать серебро, медь или золото. Последние наиболее эффективны. Действуют до 10 лет.
• Гормональные ВМС. Содержат прогестерон либо его аналоги. Контрацептивный эффект достигает 100%. Спирали с гормонами помогают в лечении эндометриоза.
Формы спиралей
ВМС отличаются друг от друга по внешнему виду, а не только по составу. Разработано около 50 разнообразных видов спиралей. Поэтому подобрать ВМС на основании индивидуальных особенностей женщины врачу не составит труда.
Наибольшей популярностью пользуются:
• Полуовальная. Её ещё называют подковообразной или зонтичной. На её плечиках есть шипы для надёжной фиксации и предотвращения экспульсии (самопроизвольного выпадения). Такая спираль легко вводится, не доставляет неудобств при ношении, редко выпадает. Рекомендуется после естественных родов или кесарева сечения.
• Круглые или полукруглые. Довольно болезненны при введении и ношении. Категорически не подходят для нерожавших женщин. Рекомендуются к использованию после неоднократных родов. Обладают высокой эффективностью.
• Т-образные. Напоминают по форме букву «Т». Состоят из стержня и плечиков.Плечики пластиковые, стержень обмотан проволокой: медной, серебряной или золотой.Спираль наиболее удобна при введении, ношении и удалении. Самый распространенный вид, но из-за своего строения имеет существенный недостаток: у нее выше процент выпадения, чем у спиралей других форм.
Обзор различных видов ВМС
1. «Нова-Т». Спираль не содержит гормонов, Т-образная форма. В составе есть серебро и медь. Срок службы – 5 лет. Стоимость – около 4000 рублей. Рекомендуется рожавшим женщинам, особенно с аднекситом и другими воспалительными процессами в анамнезе.
Заключение
Благодаря огромному разнообразию форм и свойств ВМС легко подобрать оптимальную модель. Важно выбрать опытного гинеколога для установки спирали, он обязательно предложит наиболее подходящий вариант, но только после сбора анамнеза, проведения лабораторных исследований, УЗИ и ЭКГ, а также инструментальных измерений параметров матки.
Во время ношения, особенно в первый месяц, необходимо прислушиваться к собственным ощущениям. Проверять длину нитей спирали. Появление нехарактерных выделений, болей, судорог, повышение температуры тела, а также укорочение или удлинение усиков спирали – повод для немедленного обращения к врачу.
Крайне важно не забывать следить за сроком использования. Несвоевременное удаление спирали чревато проблемами: врастание в эндометрий, потеря противозачаточного эффекта, начало воспалительного процесса. Процедура удаления должна производиться только врачом-гинекологом.
После извлечения устройства женщина может приступать к планированию беременности уже с первого цикла. Ношение спирали не будет иметь последствий и не повлияет на возможность зачатия и развитие плода.
Благодаря множеству плюсов использование внутриматочной спирали является одним из самых популярных способов контрацепции.