加热器选择

加热器选择

电加热器功率计算的基本方法

康能电加热器 发表时间：2010-07-30

一、加热功率的计算有以下三个方面：

● 起动时的功率 ● 运行时的功率 ● 系统中的热损失

二、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）

三、电加热器功率设计的步骤:

● 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。

● 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。

四、基本公式：

1、初始加热所需要的功率：

kw=（C1M1ΔT+C2M2ΔT)+864/p+p/2

式中：C1、C2分别为容器和介质的比热（kcal/kg℃）

M1、M2分别为容器和介质的质量（kg)

ΔT为所需温度和初始温度之差（℃）

H为初始温度加热至设定温度所需要的时间（h)

P为最终温度下容器的散热量（kw)

2、维持介质温度所需要的功率：

kw=C2M3ΔT/864+P

式中：M3每小时所增加的介质(kg/h)

总功率：取以上两种功率的最大值并考虑1.2系数。

内容介绍>>

一、电加热器的设计计算，一般按以下三步进行：

1、计算从初始温度在规定的时间内加热至设定温度的所需要的功率

2、计算维持介质温度不变的前提下，实际所需要的维持温度的功率

3、根据以上两种计算结果，选择加热器的型号和数量。总功率取以上二种功率的最大值并考虑1．2系数。

公式：

1、初始加热所需要的功率

KW＝（ C1M1△T＋ C2M2△T）÷ 864/P＋ P/2

式中：C1C2分别为容器和介质的比热（Kcal/Kg℃）

M1M2分别为容器和介质的质量（Kg）

△T为所需温度和初始温度之差（℃）

H为初始温度加热到设定温度所需要的时间（h）

P最终温度下容器的热散量（Kw）

2、维持介质温度抽需要的功率

KW＝C2M3△T/864＋P

式中：M3每小时所增加的介质kg/h

二、性能曲线

下面是一些在电加热计算中经常要用到的性能曲线，对我们的设计是很有帮助的。

三、电加热器设计计算举例：

有一只开口的容器，尺寸为宽500mm，长1200mm，高为600mm，容器重量150Kg。内装500mm高度的水，容器周围都有50mm的保温层，材料为硅酸盐。水需3小时内从15℃加热至70℃，然后从容器中抽取20kg/h的70℃的水，并加入同样重量的水。需要多大的功率才能满足所要的温度。

技术数据：

1、水的比重：1000kg/m3

2、水的比热：1kcal/kg℃

3、钢的比热：0．12kcal/kg℃

4、水在70℃时的表面损失4000W/m2

5、保温层损失（在70℃时）32W/m2

6、容器的面积：0．6m2

7、保温层的面积：2．52m2

初始加热所需要的功率：

容器内水的加热：C1M1△T＝ 1×（0．5×1．2×0．5×1000）×（70－15）＝ 16500 kcal

容器自身的加热：C2M2△T＝ 0．12×150×（70－15）＝ 990 kcal

平均水表面热损失：0．6m2 × 4000W/m2 × 3h × 1/2 × 864/1000＝ 3110．4 kcal

平均保温层热损失：2．52m2 × 32W/m2 × 3h × 1/2 × 864/1000＝ 104．5 kcal

（考虑20%的富裕量）

初始加热需要的能量为：（16500＋ 990＋ 3110．4＋ 104．5）×1．2＝ 70258．8 kcal/kg℃

工作时需要的功率：

加热补充的水所需要的热量：20kg/H ×（70－15）×1kcal/kg℃＝ 1100kcal

水表面热损失：0．6m2 × 4000W/m2 × 1h × 864/1000＝ 2073．6 kcal

保温层热损失：2．52m2 × 32W/m2 × 1h × 864/1000＝ 69．67 kcal

（考虑20%的富裕量）

工作加热的能量为：（1100＋ 2073．6＋ 69．6）×1．2＝ 6486．54 kcal/kg℃

工作加热的功率为：6486．54 ÷864÷1＝ 7．5 kw

初始加热的功率大于工作时需要的功率，加热器选择的功率至少要27．1kw。

最终选取的加热器功率为35kw。

电加热器的设计和计算：

2010-06-11 21:36:01| 分类： |字号 订阅

一、电加热的设计和计算在电加热系统中占有很重要的地位，本章简单介绍一下典型应用中的一些 计算和设计，如需要进 一步研究，请参考有关这方面的手册。电加热的设计和计算，通常按以下三 部分进行：

1、计算从初始状态按要求在规定的时间内加热至设定温度所需要的功率。

2、计算维持介质温度不便的前提下，实际工作中所需要的功率。

3、加热器型号和数量的选择，总功率取以上两种功率的最大值，并考虑1.2系数。

公式：1、初始维持加热所需要的功率Kw=(C1M1△T+C2M2△T)/863/H+P/2

P最终温度下容器的散热量单位：千瓦

H为初始温度加热至最终所需要的时间单位：小时

M1、M2分别为容器和介质的质量，单位：千克

C1、C2分别为容器和介质的比热,单位:千卡/(千克℃) △T为最终温度和初始温度之差，单位：℃。

2、维持介质温度所需要的功率：Kw=C2M3△T/863+P

M3为每小时增加的介质单位：千克/小时。

二、为了方便人们的设计，本章提供了一些速算公式

1、静止水、油加热所需功率（不考虑容器热耗）Kw=CM△T/863/H C：比热千卡/（千克.℃）

M：质量千克△T

H：时间：小时。

2、流动的水、油加热所需功率（不考虑容器热耗）Kw=CF△T/14 C：比热千卡/（千克.℃）

M：流量千克/分△

T：温差℃。

3、通道式空气加热（常压）Kw=F△T/40

M：流量米3/分

△T：温差℃

40：系数千瓦.分（米3/分）

Vout=Vin(Tout+273)/(Tin+273)

Vin，Vout：通道进出口流速

Tin，Tou：通道进出口温度℃。有关其它方面的加热工程计算，请参照有关书记，或直接与我公司技术联系。

下面是一些在电加热计算中经常要甬道的性能曲线，对我们的设计很有帮助的

比热表：常见物质的比热容 物质 比热容c 水 4.2kJ/(kg·℃)/ 4.2*10∧3J/(kg·℃) 冰 2.1kJ/(kg·℃)/ 2.1*10∧3J/(kg·℃) 酒精 2.1kJ/(kg·℃)/ 2.1*10∧3J/(kg·℃) 煤油 2.1kJ/(kg·℃)/ 2.1*10∧3J/(kg·℃) 蓖麻油 1.8kJ/(kg·℃)/ 1.8*10∧3J/(kg·℃) 橡胶 1.7kJ/(kg·℃)/ 1.7*10∧3J/(kg·℃) 砂石 0.92kJ/(kg·℃)/ 0.92*10∧3J/(kg·℃) 干泥土 0.84kJ/(kg·℃)/0.84*10∧3J/(kg·℃) 玻璃 0.67kJ/(kg·℃)/0.67*10∧3J/(kg·℃) 铝 0.88kJ/(kg·℃)/0.88*10∧3J/(kg·℃) 钢铁 0.46kJ/(kg·℃)/0.46*10∧3J/(kg·℃) 铜 0.39kJ/(kg·℃)/0.39*10∧3J/(kg·℃) 汞 0.14kJ/(kg·℃)/0.14*10∧3J/(kg·℃)

铅 0.13kJ/(kg·℃)/0.13*10∧3J/(kg·℃)

理论上说 水的比热容最大

对上表中数值的解释：

(1)比热此表中单位为 kJ/(kg·℃)/ J/(kg·℃)，两单位为千进制1kJ/(kg·℃)/=1*10∧3J/(kg·℃)；

(2)水的比热较大，金属的比热更小一些；

(3)c铝>c铁>c钢>c铅 (c铅

补充说明：

⒈不同的物质有不同的比热，比热是物质的一种特性，因此，可以用比热的不同来（粗略地）鉴别不同的物质（注意有部分物质比热相当接近）；

⒉同一物质的比热一般不随质量、形状的变化而变化。如一杯水与一桶水，它们的比热相同； ⒊对同一物质，比热值与物态有关，同一物质在同一状态下的比热是一定的（忽略温度对比热的影响），但在不同的状态时，比热是不相同的。例如水的比热与冰的比热不同。

⒋在温度改变时，比热容也有很小的变化，但一般情况下可以忽略。比热容表中所给的比热数值是这些物质在常温下的平均值。

⒌气体的比热容和气体的热膨胀有密切关系，在体积恒定与压强恒定时不同，故有定容比热容和定压比热容两个概念。但对固体和液体，二者差别很小，一般就不再加以区分。

常见气体的比热容

（单位：kJ/(kg·K)）

Cp Cv

氧气 0.909 0.649

氢气 14.05 9.934

水蒸汽 1.842 1.381

氮气 1.038 0.741