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電加熱器的設計和計算

發布時間:2019-04-23瀏覽次數:1153返回列表


一、電加熱器的設計計算,一般按以下三步進行:
    1、計算從初始溫度在規定的時間內加熱至設定溫度的所需要的功率
    2
、計算維持介質溫度不變的前提下,實際所需要的維持溫度的功率
    3
、根據以上兩種計算結果,選擇加熱器的型號和數量。總功率取以上二種功率的zui大值并考慮1.2系數。
   
公式:
    1
、初始加熱所需要的功率
      
KW = ( C1M1T + C2M2T )÷ 864/H + P/2
       式中:C1C2分別為容器和介質的比熱Kcal/Kg℃)
            
M1M2分別為容器和介質的質量(Kg
            
T為所需溫度和初始溫度之差(
             H
為初始溫度加熱到設定溫度所需要的時間(h
             P
zui終溫度下容器的熱散量(Kw
    2
、維持介質溫度抽需要的功率
      
KW=C2M3T/864+P
       式中:M3每小時所增加的介質kg/h

注:1kw=860kcal/h   所以上面的公式中864應改為860

二、性能曲線
    下面是一些在電加熱計算中經常要用到的性能曲線,對我們的設計是很有幫助的。


三、電加熱器設計計算舉例:
    有一只開口的容器,尺寸為寬500mm,長1200mm,高為600mm,容器重量150Kg。內裝500mm高度的水,容器周圍都有50mm的保溫層,材料為硅酸鹽。水需3小時內從15℃加熱至70℃,然后從容器中抽取20kg/h70℃的水,并加入同樣重量的水。需要多大的功率才能滿足所要的溫度。
   
技術數據:
    1
、水的比重:1000kg/m3
    2
、水的比熱:1kcal/kg
    3
、鋼的比熱:0.12kcal/kg
    4
、水在70℃時的表面損失4000W/m2
    5
、保溫層損失(在70℃時)32W/m2
    6
、容器的面積:0.6m2
    7
、保溫層的面積:2.52m2
   
初始加熱所需要的功率:
   
容器內水的加熱:C1M1T = 1×(0.5×1.2×0.5×1000)×(7015) = 16500 kcal
    容器自身的加熱:C2M2T = 0.12×150×(7015) = 990 kcal
    平均水表面熱損失:0.6m2 × 4000W/m2 × 3h × 1/2 × 864/1000 = 3110.4 kcal
    平均保溫層熱損失:2.52m2 × 32W/m2 × 3h × 1/2 × 864/1000 = 104.5 kcal
    (考慮20%的富裕量)
   
初始加熱需要的能量為:16500 + 990 + 3110.4 + 104.5)×1.2 = 70258.8 kcal/kg
    工作時需要的功率:
    加熱補充的水所需要的熱量:20kg/H × (7015)×1kcal/kg = 1100kcal
    水表面熱損失:0.6m2 × 4000W/m2 × 1h × 864/1000 = 2073.6 kcal
    保溫層熱損失:2.52m2 × 32W/m2 × 1h × 864/1000 = 69.67 kcal
    (考慮20%的富裕量)
   
工作加熱的能量為:1100 + 2073.6 + 69.6)×1.2 = 6486.54 kcal/kg
    工作加熱的功率為:6486.54 ÷864÷1 = 7.5 kw
    初始加熱的功率大于工作時需要的功率,加熱器選擇的功率至少要27.1kw。
   
zui終選取的加熱器功率為35kw。






 

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