Для нагревателя круглого сечения

П =   d; S =   d² / 4

d –диаметр проволоки нагревателя, м

Расчётный диаметр проволоки нагревателя

d_Р =  4 Р_Н²  / ²  U²_Н  w_Н

По значению расчётного диаметра подбирают ближайший стандартный диаметр проволоки нагревателя

d_П  d_Р

Длина проволочного нагревателя

L = R  S /  =  Р_Н  U²_Н / 4    w_Н²

Для ленточного нагревателя

S = a b; П = 2 (а + b) = 2 ( m + 1 ) a

а , b – толщина и ширина ленты, м; m = b / a – отношение ширины к толщине ленточного нагревателя.

Расчётная толщина нагревателя прямоугольного сечения

а =  R_Н²  / 2 U²_Н (m +1)²  w_Н

Расчетная длина

l = R_Н  S /  =  Р_Н  U²_Н / 4 (m +1)²  w_Н²

При рабочей температуре больше 700С не рекомендуется принимать для нагревательных элементов проволоку диаметром меньше 5 мм и ленту толщиной менее 1.5 мм, так как малое сечение из-за окисления материала приводит к значительному сокращению срока службы нагревателей.

При снижении напряжения расчетное сечение увеличивается, а расчетная длина уменьшается (более компактное размещение).

Упрощенный расчёт параметров нагревателей по рабочему току и расчетной температуре (для открытого нагревателя)

t_РАБ = t _РАСЧ

t_РАБ – температура рабочей поверхности нагревательного элемента, С

t _РАСЧ– расчетная температура нагревательного элемента, С

По величине рабочего тока и расчетной температуре по таблицам выбирают диаметр проволоки.

Диаметр проволоки, мм	Сечение, мм2	Сила тока, А, при расчетной температуре, С
		200	400	600	700	800	900	1000

Для других вариантов исполнения нагревателя

t_РАСЧ = t_РАБ  k_М  k_С

k_М – коэффициент монтажа, учитывающий условия охлаждения нагревателя

из-за его конструктивного исполнения

k_С– коэффициент среды, учитывающий фактические условия охлаждения

нагревателя по сравнению с неподвижной воздушной средой

Коэффициент монтажа k_М:

Для прямой проволоки k_М = 1

Для проволоки свитой в спираль k_М = 0,8…0,9

Для проволоки свитой в спираль на керамическом основании k_М = 0,6…0,7

Для нагревательных плиток и трубчатых водонагревателей k_М = 0,5…0,6

Для лабораторных печей, электронагревателей пола и почв k_М = 0,3…0,4

Меньшие значения для меньшего диаметра, большие – для большего.

Коэффициент среды k_С:

При естественной конвекции k_С = 1

В воздушном потоке k_С = 1,1…1,5

В неподвижной воде k_С = 2,5

В потоке воды k_С = 3,0…3,5

Температура рабочей поверхности нагревателя

t_РАБ = t_РАСЧ / k_М  k_С  t_max

t_max – максимальная допустимая температура для материала нагревателя.

Рабочий ток I_Н

I_Н= Р_Н / U_Н

Длина нагревателя

l = U²   d² / (4P_Н)

d – диаметр проволоки, м;  - удельное сопротивление материала нагревателя при действительной температуре, Ом м

Сечение нагревателя S = I_Н / j_ДОП (сопоставляют с таблицей)

S_Н  S (далее уточняют длину)

j_ДОП – допустимая плотность тока для материала нагревателя, А / мм² (для нихромовой проволоки j_ДОП = 4…30 А / мм²

Укладка проволоки в зигзаг

Для круглой проволоки, при d = 6…15 мм высоту A зигзага принимают от 200 до 400 мм с шагом l_Ш 5d

Для ленточного нагревателя: А  100 мм, а l_Ш 2d

Для спирали: l_Ш (2..4)d (чтобы не мешали);

диаметр витка спирали (7…10)d;

длина спирали l_СП = n h = l h /  h² + D²_СП

n, h – число витков, шаг спирали; l – длина проволоки;

D_СП – диаметр витка спирали.