电加热器总功率选择的计算
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。
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。1、功率选择的考虑功率的计算选择应考虑以下三条：⑴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）；⑵在工况条件下，发热量足以维持介质温度；⑶应有一定的安全裕度，一般取1.2。显然，从第⑴、⑵条选择功率的较大者，乘以安全裕度就是应选的功率。2、从初始状态加热所需功率的计算(1)静态流体加热
(2)流动流体加热
(3)风道式加热器常压空气加热
以上三式中
P计——电加热器所需功率（KW)；
Q散——在设定温度下容器的散热量（KW）；
一般有C1—被加热介质的比热。（Kcal/(kg·℃)
C2—容器（系统）的比热。（Kcal/(kg·℃)M1—被加热介质质量。（Kg）；M2—容器（系统）质量（Kg）；
ΔТ—设定温度与初始温度的差值。(℃)；
t—从初始温度加热介质至设定温度所规定的时间。（h）；F—加热介质流量，（一般取最大流量）。（m/min）；S—散热面积。（m2）?；q损—（保温）材料在设定温度下，单位面积上的热损失量。（Kwh/m）
3.维持介质温度所需功率的计算
式中：P维—电加热器维持介质温度所需功率。（KW）
M1增—每小时增加的介质质量。（Kg/h）
功率密度的选择
最高工作温度℃ 最大功率密度w/cm2 介?质 最高工作温度℃ 最大功率密度
w/cm2 醋酸 82 6.2 桔子汁 85 3.5 硼酸 125 6.2 去污剂 135 3.5 碳酸 82 6.2 葡萄糖 100 3.1 铬酸 82 6.2 颜料 100 3.5 柠檬酸 82 6.2 电镀槽液
电镀镉
电镀铜
氰化钾
氰化钠 脂肪酸 65 3.1 82 6.2 乳酸 50 1.55 82 6.2 苹果酸 50 1.55 82 6.2 硝酸 75 3.1 82 6.2 丙酸 82 6.2 乙二醇 148 4.56 2.4硫酸根苯酚 75 6.2 甲醛 82 1.55 二醛酸 82 6.2 氟利昂 148 4.56 磷酸 82 3.5 电热姆A
流速〉0.3m/秒
静止 鞣酸 75/82 3.5/6.2 400 3.5 酒石酸 82 6.2 400 1.55 乙醛 82 1.55 电热姆E 200 1.86 丙酮 54 1.55 燃料油
1、2号油
4、5号油
6号油（渣油） 丙烯醇 93 1.55 100 3.5 碱液 100 6.2 100 2.0 乙烯水杨酸 50 1.55 71 1.24 酒石酸铝 100 6.2 汽油 148 3.5 醋酸铝 50 2.17 明胶 硫酸钾铝 100 6.2 液体 65 3.5 醋酸铵 115 3.5 固体 65 0.77 戊醇 100 3.1 丙三醇 260 1.55 苯胺 176 3.5 甘油 100 3.5 沥青 93-260 0.62-1.55 黄油
固体
液体 八水氢化钠 100 6.2 0.77 苯 65 1.55 3.5 醋酸丁酯 107 1.55 导热油
静止
流动 260 2.79 硫酸氢钙 204 3.1 315 2.17 氯化钙 93 0.77-1.24 260 3.72 一氧化碳 3.5 315 3.41 四氯化碳 71 3.5 联氨 100 2.48 苛性钠
2%
10%
75% 亚麻油 65 7.75 99 7.44 润滑油 99 3.87 SAE10.90-100@54℃ 121 3.5 82 3.87 SAE20，120-185@54℃ 121 3.5 氢化钠 382 4.34 SAE30，185-255@54℃ 121 3.5 醋酸钠 100 6.2 SAE50，80-105@99℃ 212 2.0 硫黄（熔化） 315 1.55 SAE44-80@99℃ 212 2.0 氯化镁 100 6.2 甲苯 100 3.5 硫酸镁 100 6.2 三氯乙烯 65 3.5 甲胺 82 3.41 松香水 148 3.1 氯甲胺 82 3.1 蔬菜油 204 4.65 矿物油 93 3.5 乙二醇（50%） 148 7.75 204 2.48 水 100 9.3 蜂蜜 38 0.62-0.77 Therminols66 254 5.11 石脑油 100 1.55 290 3.41 石蜡（固体） 65 2.48 300 2.79 全氯乙烯 93 3.5 327 1.70 氯酸钾 100 6.2 Therminols50 212 5.11 氯化钾（或钠） 100 6.2 249 3.41 氢氧化钾（或钠） 71 3.5 262 2.79 抽油槽 315 3.87 288 1.70 磷酸钠 100 6.2 三、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 乙醇 0.55 导热油 0.46 玻璃 0.200 水 1.00 丙醇 0.67 二氧化碳 0.24 银 0.056 冰 0.50 丁醇 0.69 氨 0.52 锡 0.051 酒精 0.58 丙酮 0.51 空气 0.24 汞 0.033 甘油 0.58 石油 0.52 软木塞 0.49 锌 0.090 乙醚 0.56 石蜡 0.77 沥青 0.40 铝 0.215 煤油 0.51 蜂蜡 0.82 硬橡胶 0.34 炉渣 0.180 机油 0.40 醋酸 0.42 ABS塑料 0.35 镍 0.106 松香水 0.42 硫磺 0.24 陶瓷 0.26 钢 0.120 氮气 0.25 硫酸 0.34 混凝土 0.21 生铁 0.130 苯 0.34 橄榄油 0.47 岩盐 0.22 铁 0.118 甲苯 0.44 蓖麻油 0.43 无定形碳 0.17 黄铜 0.090 萘 0.40 天然气 0.60 硫 0.18 铜 0.092 甲醇 0.60 氯化氢 0.20 水泥 0.19 石墨 0.174 四、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 16 3.41 2.42 氦 18 1.25 0.75 氨 20 0.51 0.39 水蒸汽 100-300 0.47 0.36 酒精蒸汽 108-220 0.45 0.40 乙醚蒸汽 25-111 0.43 0.40 氮 20 0.25 0.18 一氧化碳 18 0.25 0.18 空气 20-100 0.24 0.17 氧 20 0.22 0.16 二氧化碳 20 0.20 0.15 氯化氢 22-214 0.19 0.13 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/HC：比热千卡/（千克.）M：质量千克△TH：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/14C：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/40M：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。
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）＝16500kcal
容器自身的加热：C2M2△T＝0．12×150×（70－15）＝990kcal
平均水表面热损失：0．6m2×4000W/m2×3h×1/2×864/1000＝3110．4kcal
平均保温层热损失：2．52m2×32W/m2×3h×1/2×864/1000＝104．5kcal
（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＝70258．8kcal/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＝2073．6kcal
保温层热损失：2．52m2×32W/m2×1h×864/1000＝69．67kcal
（考虑20%的富裕量）
工作加热的能量为：（1100＋2073．6＋69．6）×1．2＝6486．54kcal/kg℃
工作加热的功率为：6486．54÷864÷1＝7．5kw
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。
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