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Gestaltung eines Runddraht-Elements

Gestaltung eines Runddraht-Elements

Dabei ist:

V die Spannung (Volt)
W die Leistung (Watt)
S die Oberflächenbelastung (W/cm2)
Rt der Elementwiderstand bei Betriebstemperatur (Ohm)
R der Elementwiderstand bei 20 °C (Ohm)
F der Temperaturbeständigkeitsfaktor
I die Drahtlänge (m)

Beispiel:

1.  .  Für die Berechnung des Drahtdurchmessers und der Länge, die für einen Heizstab mit 750 W/240 V und einer Betriebstemperatur von 1100 °C benötigt werden, beträgt der Gesamtwiderstand des Elements bei Betriebstemperatur (Rt):

Temperaturene Resistance Factor (F)

2.  Wird der Draht RW80 verwendet, liegt der Temperaturbeständigkeitsfaktor (F) bei 1100 °C bei 1,071, daher beträgt der Gesamtwiderstand des Elements bei 20 °C (R):

Temperaturene Resistance Factor (F)

3.

Sind die Maße des Heizstabs bekannt, kann die Länge des darum zu wickelnden Drahts geschätzt werden (siehe Gespulte oder Spiralelemente).  Der pro Meter an Draht erforderliche Widerstand ist daher:

Beispiel für eine Drahtlänge von 9 Metern:

Temperaturene Resistance Factor (F)

4.  Der Draht RW80 mit einem Durchmesser von 0,417 mm hat einen Widerstand pro Meter von 7,91 Ohm/m (siehe Lagergrößen), was 7,97 Ohm/m am nächsten kommt.

5.  Überprüfung der tatsächlichen Drahtlänge (L):

Temperaturene Resistance Factor (F)

Eine Änderung der Drahtlänge kann bedeuten, dass Wicklungen hinzugefügt oder abgezogen werden müssen (und sich die Steigung des Drahts ändert), um den erforderlichen Wert des Gesamtwiderstands zu erreichen.

6.  Überprüfung der Oberflächenbelastung (S):

Temperaturene Resistance Factor (F)

Die Oberflächenbelastung sollte bei einem Heizstab innerhalb des in dieser Tabelle angegebenen Bereichs liegen, wobei zu beachten ist, dass ein höherer Wert ein heißeres Element ergibt.  Die Oberflächenbelastung kann höher oder niedriger sein, wenn eine bessere oder schlechtere Wärmeübertragung angenommen oder die Bedeutung der Lebensdauer des Elements anders eingeschätzt wird.

Ist die von Ihnen berechnete Oberflächenbelastung zu hoch oder zu niedrig, sollten Sie die Berechnung erneut durchführen und einen oder mehrere der folgenden Faktoren ändern:

– Drahtlänge und -durchmesser
– The grade of alloy

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