Разновидности спиралей для тандыра

Тандыр – это печь выполненная в форме бочки, получившая большое распространении в Средней Азии и на Кавказе. Для изготовления тандыра обычная керамическая глина смешивается с огнеупорной шамотной глиной, обладающей повышенной термостойкости.

Блюда, приготовленным на тандыре, имеют неповторимый вкус, который им придает  равномерный нагрев от стенок печи. Немаловажным  плюсом является и то, что за приготовлением блюд не нужно постоянно присматривать. Такие качества тандыров сделали их очень востребованными.

Тандыры имеется большое множество видов, они могут быть горизонтального и вертикального типа, стационарные или мобильные, с ручками, декоративными элементами и прочими особенностями. Остается неизменным одно – во всех электрических тандырах используется нагревательный элемент из фехраля или  нихрома.

Что такое спираль для тандыра?

Проволочный спиральный нагреватель – быстро нагревающийся и способный работать долгое время нагревательный элемент, часто используемый в печах различного типа. Изготавливаются такие спиральные нагреватели из проволоки, имеющей высокое удельное сопротивление, которая накручивается равномерными витками заданного диаметра. Диаметр витков, как и диаметр сечения проволоки, рассчитывается исходя из параметров самой печи.

Установка греющих спиралей осуществляется через специальные вставки на печи, нагревательные элементы также могут оснащаться контактными выводами для удобства установки.

Тандырная спираль должна обеспечивать как можно более равномерный нагрев печи для правильного распределения тепла. Нагревательная спираль должна иметь высокую жаростойкость для стабильной работы при высоких температурах, иметь большое электрическое сопротивления для более высокой скорости нагрева и большой температуры. Также важна высокая стабильность при длительной работе.

Нихром - это сплав никеля и хрома с различным процентным соотношением этих материалов. Наиболее популярная марка нихромовой проволоки Х20Н80 имеет в своем составе 20% хрома и 80% никеля.

Нихромовые спирали компании HDSeller  легко выдерживают температуры в 1100 градусов, имеют высокую термоустойчивость и стойкость к окислению. Нихромовые нагревательные элементы являются достаточно пластичными, механически прочные при различных температурных условиях, их легко сваривать . Нихромовые спирали марки Х20Н80 долговечны, срок службы  довольно долгий.

Фехралевые спирали

Несмотря на все достоинства нихромовых спиралей, иногда для тандыра выбирают спираль из сплава  фехраль, так как  он намного дешевле и работает при более высокой температуре в процессе  нагрева.

Фехраль — железохромоалюминиевый сплав. Основными элементами, входящими в его состав, являются: железо (Fe), хром (Cr) и алюминий (Al).

Марка Х23Ю5Т содержит:

22,0-24,0% хрома (Cr), 5,0-5,8% алюминия (Al), остальное железо (Fe); Х27Ю5Т — 26,0-28,0% хрома (Cr), 5,0-5,8% алюминия (Al), остальное железо (Fe).

Максимальная температура нагревательных элементов из фехрали, работающих на воздухе 1350-1400 °С.

Фехралевые спирали имеют  ряд недостатков: сплав фехраля более хрупкий и нестабильный, в особенности при высоких температурах,  нагреватели более часто выходят из строя. Также из-за присутствия в составе железа при большой влажности спираль может заржаветь.

Расчет спирали из нихрома Х20Н80 (20% хрома, 80% никеля)

Чтобы правильно рассчитать  нихромовую спираль на напряжение сети 220 В, можно воспользоваться нижеприведенной таблицей, из расчета, что удельное сопротивление нихрома = (Ом · мм2 / м)

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

В данной статье в качестве материала для нагревателей рассматривается хромоникелевый прецизионный сплав с высоким электрическим сопротивлением нихром Х20Н80, который является одним из самых популярных при изготовлении

Расчёт по сопротивлению.

1.Находим силу тока:  І = Р/U

2. Вычисляем значение сопротивления:      R= U/І

3. Узнаём, какой длины нужна проволока (L):  L = S∙ R/ρ,  где ρ – удельное сопротивление материала.

4. Затем нужно просчитать число витков и размер одного витка.

Длина витка ( l ) =3,14∙(Ø н.+1/2Øпоп. с.),

где Ø н  – это диаметр намотки, а 1/2Øпоп. с. – половинное значение поперечного сечения  в проволоке.

5. По таблице проверяем, сможет ли проволока с рассчитанными параметрами выдержать электрическую нагрузку.

При подборе и I, и t˚ выбираются размеры, округляемые в сторону бόльших значений.

Допускается использовать проволоку толще, чем получено при расчёте. В меньшую сторону от полученных значений уходить не рекомендуется: возникает опасность быстрого перегорания проволоки.

Выбирая нагреватели, ориентируйтесь на их эксплуатационные характеристики:

1.       Чтобы нагрев был высоким, нужно выбирать материалы с большим удельным сопротивлением. Иначе понадобится увеличить длину нагревателя и сделать меньше значение поперечного сечения проволоки.

2.       Стойкость к термическим разрушениям, формирования окалины на поверхности, сохранение прочности при изменениях температуры, стабильность физических свойств со времени являются определяющими показателями при выборе создающих температуру элементов.

3.       Необходимо учитывать значение термического коэффициента сопротивления. Когда оно большое, приходится устанавливать трансформаторы,  понижающие напряжение, которые способствуют постепенному разогреванию оборудования.

4.       Чтобы проволока, спираль получились нужной формы и размера, исходные материалы выбираются с оптимальной пластичностью и способностью к свариванию.

Чем обусловлен выбор: фехраль или нихром?

Какие проволоки востребованы больше: на основе никеля или железа? У Fe  значение сопротивления на единицу площади больше, чем у Ni, поэтому использование материала для изготовления нагревателя будет более экономным. Ещё один момент в сравнении удельного веса – железо выигрывает в этом соревновании в среднем на 5%. Поэтому финансовая экономия налицо. 

Но есть у фехраля и свои минусы:  Продукты, содержащие железо, быстрее ломаются в отличие от никелевых. Навивка проволоки в спираль в фехралях происходит только в разогретом состоянии (до +300˚С), а уже при +600˚С начинается процесс, называемый рекристаллизацией, что негативно влияет на длительность применения нагревателей. Воздушное окисление у Fe-содержащих материалов происходит сильнее и быстрее, чем у никелевых аналогов.

Поэтому, когда температуры ограничены +1200˚С (реже +1400˚С), можно выбирать железистую проволоку. Однако обновлять нагреватели из фехраля понадобится чаще.

Никелесодержащая проволока не зря стόит дороже. Она более подходит для разных термических условий эксплуатации, меньше загрязняется продуктами горения на поверхности. Каждый выбирает сам, что ему лучше: меньшая цена на покупку нагревателя или более длительный срок службы.