电子说
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:取以上两种功率的最大值并考虑1.2系数。
1、初始加热所需要的功率公式。
式中:C1、C2分别为容器和介质的比热。M1、M2分别为容器和介质的质量。
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。P为最终温度下容器的散热量。
2、维持介质温度所需要的功率公式。式中:M3每小时所增加的介质。
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: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1.25。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。
(1)静态流体加热公式
(2)流动流体加热公式
P是电加热器所需功率。C被加热介质的比热。M是被加热介质质量。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.F加热介质流量,(一般取最大流量).M增,每小时增加的介质质量。
实例:以开口的容器,尺寸为宽500毫米,长1200毫米,高为600毫米,容器重量150千克。内装500毫米高度的水,容器周围都有50毫米的保温层,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20千克每小时的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。
技术数据如下
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27.1千瓦。最终选取的加热器功率为35千瓦。
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