计量单位 |
1.功率:W、kW |
1kW=3.412BTU/hr(英热单位/小时) =1.36(马力) =864Kcal/hr |
2.重量:kg |
1kg=2.204621b(磅) |
3.流速:m/min |
|
4.流量:m3/min、kg/h |
|
5.比热:Kcal/(kg℃) |
1kcal/(kg℃)=1BTU/hr.oF =4186.8J/(Kg℃) |
6.功率密度:W/cm2 |
1W/c㎡=6.4516 W/in2 |
7.压力:MPa |
|
8.导热系数:W/(m℃) |
1 W/(m℃)=0.01J/(cm s℃) =0.578Btu/(ft.h.F) |
9.温度:℃ |
1oF=9/5℃+32 1R=9/5℃+491.67 1K=1℃+273.15 | |
电加热功率计算 |
加热功率的计算有以下三个方面: |
|
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) | |
设计电加热器系统的步骤 |
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: |
|
系统运行时所需要的功率: |
|
加热系统的散热量 |
管道 |
|
平面 |
|
式中符号,含义如下: |
P |
功率:kW |
Q |
散热量:管道为W/m;平面为W/m2 |
m1 |
介质重量:kg |
λ |
保温材料的导热数:W/mk |
c1 |
介质比热:kcal/kg℃ |
δ |
保温材料厚度:mm |
m2 |
容器重量:kg |
d |
管道外径:mm |
c2 |
介质比热:kcal/kg℃ |
L |
管道长度:m |
m3 |
每小时增加的介质重量或流量:kg/h |
S |
系统的散热面积:m2 |
c3 |
介质比热:kcal/kg℃ |
△T |
介质和环境温度之差或温升:℃ |
h |
加热时间:h | |
有关加热功率计算的参考数据(如需更多数据,请来电、来函咨询) |
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 | |
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 | |
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 |
0.95 |
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 |
14.20 |
木精 |
0.80 |
海水 |
1.03 |
|
|
煤油 |
0.80 |
醋酸 |
1.05 |
|
|
松节油 |
0.86 |
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 |
-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 |
300 |
0.036 |
岩棉 |
350 |
0.044 |
矿渣棉 |
350 |
0.040 |
膨涨珍珠岩 |
550 |
0.047 |
聚氨脂泡沫塑料 |
80 |
0.024 |
聚苯稀泡沫塑料 |
60 |
0.031 |
硅酸钙 |
550 |
0.054 |
复合硅酸盐毡FHP-VB |
700 |
0.024 |
复合硅酸盐FHP-V涂料 |
700 |
0.024 |
硅酸铝(干法制造) |
400 |
0.046 |
硅酸铝(湿法制造) |
800 |
0.046 | |
注:准确的数据请查供应商的说明书
不同温度下,不同管径的保温材料的厚度 |
材料:岩棉 外表封皮:铝或不锈钢 湿度:81% 环境温度:15.4℃ 风速:3.8m/s |
管道直径 |
|
英寸/公称直径/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 |
罐体 |
70 |
100 |
100 |
100 |
100 |
180 |
200 |
200 |
200 |
300 |
300 |
300 |
300 |
300 |
300 |
300 |
400 |
400 |
以上数据仅供参考 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
常用的设计图表 |
在工程的计算和电加热器的选型中,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/min |
2. 水表面的热损失(环境温度20℃) 热损失kW/m2 |
|
表面温度℃ |
3. 油或蜡表面的热损失(环境温度20℃) 热损失kW/m2 |
|
表面温度℃ |
4. 溶融金属表面的热损失(铝、巴氏合金、锡,环境温度20℃) 热损失kW/m2 |
|
表面温度℃ |
5. 陶瓷纤维绝热层表面的热损失(64kg/m3,环境温度20℃) 热损失kW/m2 |
|
表面温度℃ |
6. 未保温的钢表面的热损失(环境温度20℃) 热损失kW/m2 |
|
表面温度℃ |
7. 自然对流下环境温度和管表面温度的变化曲线(¢12管径) 管表面温度℃ |
|
出口流速m/min |
|
XML地图