計量單位 |
1.功率:W、kW |
1kW=3.412BTU/hr(英熱單位/小時(shí)) =1.36(馬力) =864Kcal/hr |
2.重量:kg |
1kg=2.204621b(磅) |
3.流速:m/min |
|
4.流量:m3/min、kg/h |
|
5.比熱:Kcal/(kg℃) |
1kcal/(kg℃)=1BTU/hr.oF =4186.8J/(Kg℃) |
6.功率密度:W/cm2 |
1W/c㎡=6.4516 W/in2 |
7.壓力:MPa |
|
8.導熱系數:W/(m℃) |
1 W/(m℃)=0.01J/(cm s℃) =0.578Btu/(ft.h.F) |
9.溫度:℃ |
1oF=9/5℃+32 1R=9/5℃+491.67 1K=1℃+273.15 | |
電加熱功率計算 |
加熱功率的計算有以下三個(gè)方面: |
運行時(shí)的功率 |
啟動(dòng)時(shí)的功率 |
系統中的熱損失 | |
所有的計算應以最?lèi)毫拥那闆r考慮: |
|
最低的環(huán)境溫度 |
|
最短的運行周期 |
|
最高的運行溫度 |
|
加熱介質(zhì)的最大重量(流動(dòng)介質(zhì)則為最大流量) | |
設計電加熱器系統的步驟 |
根據工藝過(guò)程,畫(huà)出加熱的工藝流程圖(不涉及材料形式及規格)。 計算工藝過(guò)程所需的熱量。 計算系統起動(dòng)時(shí)所需的熱量及時(shí)間。 重畫(huà)加熱工藝流程圖,考慮合適的安全系數,確定加熱器的總功率。 決定發(fā)熱元件的護套材料及功率密度。 決定加熱器的形式尺寸及數量。 決定加熱器的電源及控制系統。 |
有關(guān)加熱功率在理想狀態(tài)下的計算公式如下: |
系統起動(dòng)時(shí)所需要的功率: |
|
系統運行時(shí)所需要的功率: |
|
加熱系統的散熱量 |
管道 |
|
平面 |
|
式中符號,含義如下: |
P |
功率:kW |
Q |
散熱量:管道為W/m;平面為W/m2 |
m1 |
介質(zhì)重量:kg |
λ |
保溫材料的導熱數:W/mk |
c1 |
介質(zhì)比熱:kcal/kg℃ |
δ |
保溫材料厚度:mm |
m2 |
容器重量:kg |
d |
管道外徑:mm |
c2 |
介質(zhì)比熱:kcal/kg℃ |
L |
管道長(cháng)度:m |
m3 |
每小時(shí)增加的介質(zhì)重量或流量:kg/h |
S |
系統的散熱面積:m2 |
c3 |
介質(zhì)比熱:kcal/kg℃ |
△T |
介質(zhì)和環(huán)境溫度之差或溫升:℃ |
h |
加熱時(shí)間:h | |
有關(guān)加熱功率計算的參考數據(如需更多數據,請來(lái)電、來(lái)函咨詢(xún)) |
各種物質(zhì)的比熱(25℃) cal/(g℃) kcal/(kg℃) |
物質(zhì) |
比熱 |
物質(zhì) |
比熱 |
物質(zhì) |
比熱 |
物質(zhì) |
比熱 |
氫氣 |
3.41 |
乙醇 |
0.55 |
導熱油 |
0.46 |
玻璃 |
0.200 |
水 |
1.00 |
丙醇 |
0.67 |
二氧化碳 |
0.24 |
銀 |
0.056 |
冰 |
0.50 |
丁醇 |
0.69 |
氨 |
0.52 |
錫 |
0.051 |
酒精 |
0.58 |
丙酮 |
0.51 |
空氣 |
0.24 |
汞 |
0.033 |
甘油 |
0.58 |
石油 |
0.52 |
軟木塞 |
0.49 |
鋅 |
0.090 |
乙醚 |
0.56 |
石蠟 |
0.77 |
瀝青 |
0.40 |
鋁 |
0.215 |
煤油 |
0.51 |
蜂蠟 |
0.82 |
硬橡膠 |
0.34 |
爐渣 |
0.180 |
機油 |
0.40 |
醋酸 |
0.42 |
ABS塑料 |
0.35 |
鎳 |
0.106 |
松香水 |
0.42 |
硫磺 |
0.24 |
陶瓷 |
0.26 |
鋼 |
0.120 |
氮氣 |
0.25 |
硫酸 |
0.34 |
混凝土 |
0.21 |
生鐵 |
0.130 |
苯 |
0.34 |
橄欖油 |
0.47 |
巖鹽 |
0.22 |
鐵 |
0.118 |
甲苯 |
0.44 |
蓖麻油 |
0.43 |
無(wú)定形碳 |
0.17 |
黃銅 |
0.090 |
萘 |
0.40 |
天然氣 |
0.60 |
硫 |
0.18 |
銅 |
0.092 |
甲醇 |
0.60 |
氯化氫 |
0.20 |
水泥 |
0.19 |
石墨 |
0.174 | |
各種氣體和蒸汽的定容定壓比熱cal/(g℃) kcal/(kg℃) |
物質(zhì) |
溫度(℃) |
定壓比熱(Cp) |
定容比熱(Cv) |
氫 |
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 |
空氣 |
20-100 |
0.24 |
0.17 |
氧 |
20 |
0.22 |
0.16 |
二氧化碳 |
20 |
0.20 |
0.15 |
氯化氫 |
22-214 |
0.19 |
0.13 | |
各種物質(zhì)的密度 |
物質(zhì) |
比重 |
物質(zhì) |
比重 |
物質(zhì) |
比重 |
氣體(0℃和標準大氣壓下,g/cm3) |
氫 |
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 |
空氣 |
0.00129 |
|
|
氧 |
0.00143 |
一氧化氮 |
0.00134 |
|
|
氟 |
0.001696 |
硫化氫 |
0.00154 |
|
|
氬 |
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 |
溴化氫 |
0.00364 |
|
|
氡 |
0.00973 |
碘化氫 |
0.00579 |
|
|
煤氣 |
0.00060 |
|
|
|
|
氨 |
0.0007 |
|
|
|
|
液體(常溫g/cm3) |
汽油 |
0.70 |
橄欖油 |
0.92 |
硝酸 |
1.50 |
乙醚 |
0.71 |
魚(yú)肝油 |
0.95 |
硫酸 |
1.80 |
石油 |
0.76 |
蓖麻油 |
0.97 |
溴 |
3.12 |
酒精 |
0.79 |
純水 |
1.00 |
水銀 |
14.20 |
木精 |
0.80 |
海水 |
1.03 |
|
|
煤油 |
0.80 |
醋酸 |
1.05 |
|
|
松節油 |
0.86 |
鹽酸 |
1.20 |
|
|
苯 |
0.88 |
無(wú)水甘油 |
1.26 |
|
|
礦油 |
0.9-0.93 |
二硫化碳 |
1.29 |
|
|
植物油 |
0.9-0.93 |
蜂蜜 |
1.40 |
|
|
固體(常溫 g/cm3) |
鑄鋼 |
7.80 |
鉛 |
11.34 |
有機玻璃 |
1.18 |
碳鋼 |
7.80-7.85 |
鎂 |
1.738 |
石灰石
|
2.60-3.0 |
鑄鐵 |
6.80-7.20 |
鋅 |
7.133 |
瀝青 |
0.90-1.50 |
鋁 |
2.70 |
鉻 |
7.19 |
白磷 |
1.82 |
銀 |
10.49 |
錳 |
7.43 |
碳 |
1.90-2.30 |
金 |
19.302 |
鈉 |
0.97 |
|
|
銅 |
8.93 |
鎢 |
19.254 |
|
|
康銅 |
8.90 |
鉭 |
16.60 |
|
|
鎳 |
8.90 |
錫 |
5.765 |
|
|
鎳鉻 |
8.40 |
鉑 |
21.45 |
|
|
|
|
|
|
|
| |
各種物質(zhì)的溶點(diǎn) 溶解熱 沸點(diǎn)和汽化熱 |
物質(zhì) |
溶點(diǎn)(℃) |
溶解熱(cal/g) |
沸點(diǎn)(℃) |
汽化熱(cal/g) |
乙醚 |
-117 |
23.54 |
35 |
84 |
酒精 |
-114 |
23.54 |
78 |
204 |
二硫化碳 |
-112 |
45.3 |
46.25 |
84 |
冰 |
0 |
80 |
100 |
539 | |
各種保溫材料的導熱系數和最高使用溫度 |
材料 |
最高使用溫度(℃) |
常溫下的導熱系數(W/mk) |
玻璃纖維 |
300 |
0.036 |
巖棉 |
350 |
0.044 |
礦渣棉 |
350 |
0.040 |
膨漲珍珠巖 |
550 |
0.047 |
聚氨脂泡沫塑料 |
80 |
0.024 |
聚苯稀泡沫塑料 |
60 |
0.031 |
硅酸鈣 |
550 |
0.054 |
復合硅酸鹽氈FHP-VB |
700 |
0.024 |
復合硅酸鹽FHP-V涂料 |
700 |
0.024 |
硅酸鋁(干法制造) |
400 |
0.046 |
硅酸鋁(濕法制造) |
800 |
0.046 | |
注:準確的數據請查供應商的說(shuō)明書(shū)
不同溫度下,不同管徑的保溫材料的厚度 |
材料:巖棉 外表封皮:鋁或不銹鋼 濕度:81% 環(huán)境溫度:15.4℃ 風(fēng)速:3.8m/s |
管道直徑 |
管道溫度(℃) |
英寸/公稱(chēng)直徑/毫米 |
25 |
50 |
75 |
100 |
125 |
150 |
175 |
200 |
225 |
250 |
275 |
300 |
325 |
350 |
375 |
400 |
425 |
450 |
1/2″/15/21.34 |
25 |
30 |
30 |
30 |
40 |
50 |
50 |
50 |
60 |
60 |
60 |
80 |
80 |
80 |
80 |
80 |
80 |
80 |
3/4″/20/26.67 |
25 |
30 |
30 |
40 |
40 |
50 |
50 |
60 |
60 |
60 |
70 |
80 |
80 |
80 |
80 |
80 |
80 |
80 |
1″/25/33.40 |
25 |
30 |
40 |
40 |
40 |
50 |
60 |
60 |
60 |
70 |
70 |
80 |
80 |
80 |
80 |
80 |
80 |
80 |
1/2″/40/48.26 |
25 |
30 |
40 |
40 |
50 |
50 |
60 |
60 |
70 |
70 |
70 |
90 |
90 |
90 |
90 |
90 |
90 |
90 |
2″/50/60.33 |
30 |
40 |
40 |
50 |
50 |
60 |
60 |
70 |
70 |
70 |
70 |
90 |
90 |
100 |
100 |
100 |
120 |
120 |
3″/80/88.90 |
30 |
40 |
40 |
50 |
50 |
60 |
70 |
70 |
70 |
80 |
80 |
90 |
110 |
110 |
120 |
130 |
130 |
150 |
4″/100/11403 |
30 |
40 |
50 |
50 |
50 |
60 |
70 |
80 |
80 |
90 |
90 |
100 |
100 |
110 |
120 |
130 |
130 |
160 |
6″/150/168.3 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
70 |
80 |
80 |
100 |
100 |
100 |
110 |
130 |
130 |
130 |
130 |
160 |
160 |
8″/200/219.1 |
40 |
50 |
50 |
60 |
70 |
80 |
80 |
90 |
100 |
100 |
100 |
110 |
130 |
130 |
130 |
150 |
170 |
180 |
10″/250/273.1 |
40 |
50 |
60 |
60 |
70 |
80 |
80 |
100 |
100 |
100 |
120 |
120 |
140 |
140 |
170 |
170 |
180 |
190 |
12″/300/323.9 |
40 |
50 |
60 |
60 |
70 |
80 |
80 |
100 |
100 |
100 |
120 |
140 |
140 |
170 |
170 |
180 |
190 |
200 |
14″/350/355.6 |
40 |
60 |
60 |
60 |
70 |
80 |
80 |
100 |
100 |
100 |
140 |
140 |
170 |
170 |
180 |
190 |
200 |
200 |
16″/400/406.4 |
40 |
60 |
60 |
80 |
80 |
80 |
90 |
100 |
100 |
100 |
140 |
150 |
170 |
180 |
180 |
190 |
200 |
210 |
18″/450/457.2 |
40 |
60 |
60 |
80 |
80 |
90 |
90 |
100 |
100 |
110 |
150 |
160 |
170 |
180 |
180 |
190 |
22 |
210 |
20″/500/508.0 |
60 |
60 |
60 |
80 |
90 |
90 |
100 |
100 |
100 |
120 |
160 |
160 |
180 |
190 |
200 |
210 |
220 |
220 |
24″/600/609.60 |
60 |
60 |
60 |
80 |
90 |
90 |
100 |
100 |
100 |
120 |
170 |
170 |
190 |
200 |
200 |
210 |
220 |
220 |
26″/650/660.40 |
60 |
60 |
60 |
100 |
100 |
90 |
100 |
130 |
130 |
140 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
210 |
220 |
220 |
28″/700/711.20 |
60 |
60 |
70 |
100 |
100 |
90 |
110 |
130 |
130 |
140 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
210 |
220 |
220 |
30″/750/762.0 |
60 |
60 |
70 |
100 |
100 |
100 |
110 |
130 |
130 |
170 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
210 |
220 |
280 |
36″/900/914040 |
70 |
70 |
90 |
100 |
100 |
100 |
110 |
160 |
170 |
180 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
210 |
220 |
280 |
40″/1000/1016.0 |
70 |
70 |
90 |
100 |
100 |
100 |
110 |
170 |
180 |
190 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
280 |
280 |
290 |
42″/1050/1066.80 |
70 |
70 |
90 |
100 |
100 |
100 |
110 |
170 |
180 |
190 |
200 |
200 |
200 |
200 |
280 |
280 |
290 |
300 |
48″/1200/1219.20 |
70 |
70 |
90 |
100 |
100 |
100 |
110 |
170 |
190 |
190 |
200 |
200 |
200 |
200 |
290 |
300 |
300 |
300 |
54″/1350/1371.60 |
70 |
70 |
100 |
100 |
100 |
100 |
150 |
180 |
190 |
190 |
200 |
200 |
200 |
280 |
300 |
300 |
300 |
300 |
60″/1500/1524.00 |
70 |
70 |
100 |
100 |
100 |
100 |
160 |
180 |
200 |
200 |
200 |
200 |
280 |
280 |
300 |
300 |
300 |
300 |
66″/1650/1676.80 |
70 |
70 |
100 |
100 |
100 |
100 |
170 |
190 |
200 |
200 |
200 |
200 |
280 |
300 |
300 |
300 |
300 |
300 |
72″/1800/1828.80 |
70 |
80 |
100 |
100 |
100 |
100 |
170 |
190 |
200 |
200 |
200 |
200 |
280 |
300 |
300 |
300 |
300 |
300 |
罐體 |
70 |
100 |
100 |
100 |
100 |
180 |
200 |
200 |
200 |
300 |
300 |
300 |
300 |
300 |
300 |
300 |
400 |
400 |
以上數據僅供參考 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
常用的設計圖表 |
在工程的計算和電加熱器的選型中,經(jīng)常要涉及到一些常用數據,如介質(zhì)表面的熱損失、介質(zhì)在不同工況下的溫度變化等。為了防止在電加熱器工作的同時(shí),對介質(zhì)的性能和加熱元件產(chǎn)生不必要的損傷,下面列出了部分圖表,供選型參考。 |
1. 強迫對流下加熱器功率密度的選擇(空氣,環(huán)境溫度20℃) 出口溫度℃ |
|
出口流速m/min |
2. 水表面的熱損失(環(huán)境溫度20℃) 熱損失kW/m2 |
|
表面溫度℃ |
3. 油或蠟表面的熱損失(環(huán)境溫度20℃) 熱損失kW/m2 |
|
表面溫度℃ |
4. 溶融金屬表面的熱損失(鋁、巴氏合金、錫,環(huán)境溫度20℃) 熱損失kW/m2 |
|
表面溫度℃ |
5. 陶瓷纖維絕熱層表面的熱損失(64kg/m3,環(huán)境溫度20℃) 熱損失kW/m2 |
|
表面溫度℃ |
6. 未保溫的鋼表面的熱損失(環(huán)境溫度20℃) 熱損失kW/m2 |
|
表面溫度℃ |
7. 自然對流下環(huán)境溫度和管表面溫度的變化曲線(xiàn)(¢12管徑) 管表面溫度℃ |
|
出口流速m/min |
|