电加热器总功率选择的计算.doc

电加热器总功率选择的计算 选择功率是为了满足加热介质所需发热量，是确保加热器能实现加热目的，正常运行的首选。% x* z. h K/ B 由于电加热的热效率近似于1，可以这样认为：电加热器的功率即为发热量。* Nh8 p( Y# G2 n4 | 1、功率选择的考虑; Q- z, i& U- u; K5 H4 V 功率的计算选择应考虑以下三条：. ?2 b. I6 ) b9 m7 z+ Q7 x 从初始状态，按规定时间要求实现加热介质至设定温度（工作温度）；0 d2 a& l( d1 z) _) M8 f1 在工况条件下，发热量足以维持介质温度；: y6 L$ 3 x( K9 R9 c7 ?+ d中国机械社区 应有一定的安全裕度，一般取1.2。/ W3 Y! kI& o2 Z( k, o! 显然，从第、条选择功率的较大者，乘以安全裕度就是应选的功率。 V4 # M* v. ?, ! q4 f 2、从初始状态加热所需功率的计算& J* b1 B+ D3 m0 |8 C (1) 静态流体加热中国机械社区4 |$ K, M: Y8 V% K& k : j y( g+ c; O (2) 流动流体加热* h/ H% m . 6 & J9 R. X. r. f (3) 风道式加热器常压空气加热0 u( n6 L0 B/ o2 M# S ) 3 X$ 7 j5 ?8 B6 I& M% S中国机械社区 以上三式中中国机械社区- I2 q) - / h+ NO8 P计 电加热器所需功率 （KW)；; ) e& n7 o: y _/ 2 j* d- g+ q Q散 在设定温度下容器的散热量（KW）；) o2 5 F# t- m- i4 G1 x/ T% L 一般有. L; L( P: y! X! Q) c 9 i W# |7 J- V, H+ |1 i7 I: C1 被加热介质的比热。（Kcal/(kg)* k( ( H- 2 r4 Ar2 C2 容器（系统）的比热。（Kcal/(kg); c; G: p* j* s& w/ w- H. w2 h: w M1 被加热介质质量。（Kg）；$ X/ U M: y 0 H( I( W t! o M2 容器（系统）质量（Kg）；: a( o- q% c1 c8 J |# C) l 设定温度与初始温度的差值。()；4 p7 z/ Y( o6 w- 8 l8 h t 从初始温度加热介质至设定温度所规定的时间。（h）；0 T4 i- N* fU F 加热介质流量，（一般取最大流量）。（m /min）；4 q8 K6 F( O+ ( D3 A# R- J S 散热面积。 （m2）； N) j4 p8 X/ w q损 （保温）材料在设定温度下，单位面积上的热损失量。 （Kwh/m ）中国机械社区4 j9 a, c- T# ! w- i- C7 j 3. 维持介质温度所需功率的计算9 k+ m7 _# H1 _ o, 1 F6 r P A 2 V# T5 F( 1 d8 z7 w( H 式中：2 A4 M, n# k9 j P维 电加热器维持介质温度所需功率。（KW）+ 5 g* 8 K- p M1增 每小时增加的介质质量。（Kg/h） 电热设计资料 计量单位1.功率：W、Kw1Kw=3.412BTU/hr英热单位/小时=1.36(马力)=864Kcal/hr2.重量：kg 1Kg=2.204621b(磅)3.流速：m/min4.流量：m3/min、kg/h5.比热：Kcal/(kg)1Kcal/(Kg)=1BTU/hr.F=4186.8J/(Kg)6.功率密度：W/cm21W/cm2=6.4516 W/in27.压力：Mpa8.导热系数：W/(m)1 W/(m)=0.01J/(cm s)=0.578Btu/(ft.h.F)9.温度：1F=9/532 1R=9/5491.67 1K=1273.151KW热量大概等于0.75KW电功率1KW=861Kcal/h电加热功率计算加热功率的计算有以下三个方面：运行时的功率起动时的功率系统中的热损失所有的计算应以最恶劣的情况考虑：最低的环境温度最短的运行周期最高的运行温度加热介质的最大重量（流动介质则为最大流量）计算加热器功率的步骤根据工艺过程，画出加热的工艺流程图（不涉及材料形式及规格）。计算工艺过程所需的热量。计算系统起动时所需的热量及时间。重画加热工艺流程图，考虑合适的安全系数，确定加热器的总功率。决定发热元件的护套材料及功率密度。决定加热器的形式尺寸及数量。决定加热器的电源及控制系统。有关加热功率在理想状态下的计算公式如下：系统起动时所需要的功率：式中符号，含义如下： P功率：kWQ散热量：管道为W/m；平面为W/m2m1介质重量：kg保温材料的导热数：W/mkc1介质比热：kcal/kg保温材料厚度：mmm2容器重量：kgd管道外径：mmc2介质比热：kcal/kgL管道长度：mm3每小时增加的介质重量或流量：kg/hS系统的散热面积：m2c3介质比热：kcal/kgT介质和环境温度之差或温升：h加热时间：h电热设计资料有关加热功率计算的参考算据各种物质的比热（25） Cal/(g) Kcal/(kg)物质比热物质比热物质比热物质比热氢气3.41松节油0.42无定形碳0.168铜0.092水1.00硫酸0.34石墨0.174银0.056石蜡0.77硬橡胶0.34玻璃0.20锡0.0504酒精0.58二硫化碳0.24水泥0.19汞0.033甘油0.58空气0.24硫0.18铂0.032乙醚0.56岩盐0.22炉渣0.18铅0.031煤油0.51砖石0.22镍0.106金0.031冰0.50陶瓷0.26钢0.12锌0.0903软木塞0.49混凝土0.21生铁0.13铝0.215橄榄油0.47大理石0.21铁0.118铬0.11蓖麻油0.43干泥沙0.20黄铜0.090各种气体和蒸汽的定容定压比热Cal/(g) Kcal/(kg)物质温度定压比热（Cp）定容比热（Cv）氢163.412.42氦181.250.75氨200.510.39水蒸汽100-3000.470.36酒精蒸汽108-2200.450.40乙醚蒸汽25-1110.430.40氮200.250.18一氧化碳180.250.18空气20-1000.240.17氧200.220.16二氧化碳200.200.15氯化氢22-2140.190.13各种物质的密度物质比重物质比重物质比重气体（0和标准大气压下，g/cm3）氢0.00009甲烷0.00078氦0.00018乙炔0.00117氖0.00090一氧化碳0.00125氮0.00125空气0.00129氧0.00143一氧化氮0.00134氟0.001696硫化氢0.00154氩0.00178二氧化碳0.00198臭氧0.00214二氧化氮0.00198氯0.00321氰0.00234氪0.00374二氧化硫0.00293氙0.00589溴化氢0.00364氡0.00973碘化氢0.00579煤气0.00060氨0.0007液体（常温g/cm3）汽油0.70橄榄油0.92硝酸1.50乙醚0.71鱼肝油0.945硫酸1.80石油0.76蓖麻油0.97溴3.12酒精0.79纯水1.00水银14.193木精0.80海水1.03煤油0.80醋酸1.049松节油0.855盐酸1.20苯0.88无水甘油1.26矿油0.9-0.93二硫化碳1.29植物油0.9-0.93蜂蜜1.40固体（常温 g/cm3）铸钢7.80铅11.34有机玻璃1.18碳钢7.80-7.85镁1.738石灰石 2.60-3.0铸铁6.80-7.20锌7.133沥青0.90-1.50铝2.70铬7.19白磷1.82银10.49锰7.43碳1.90-2.30金19.302钠0.97铜8.93钨19.254康铜8.90钽16.60镍8.90锡5.765镍铬8.40铂21.45各种物质的溶点 溶解热 沸点和汽化热物质溶点()溶解热（Cal/g）沸点（）汽化热（Cal/g）乙醚-11723.543584酒精-11423.5478204二硫化碳-11245.346.2584冰080100539各种保温材料的导热系数和最高使用温度材料最高使用温度（）常温下的导热系数（W/mk）玻璃纤维3000.036岩棉3500.044矿渣棉3500.040膨涨珍珠岩5500.047聚氨脂泡沫塑料800.024聚苯稀泡沫塑料600.031硅酸钙5500.054复合硅酸盐毡FHP-VB7000.024复合硅酸盐FHP-V涂料7000.024硅酸铝（干法制造）4000.046硅酸铝（湿法制造）8000.046常用的设计图表在工程的计算和点加热器的选型中，经常要涉及到一些常用数据，如介质表面的热损失、介质在不同工况下的温度变化等。为了防止在电加热器工作的同时，对介质的性能和加热元件产生不必要的损伤，下面列出了部分图表，供选型参考。1. 强迫对流下加热器功率密度的选择（空气，环境温度20）出口温度出口流速m/min2. 水表面的热损失（环境温度20）热损失kW