电加热设计资料各种物质的比热密度.docx
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电加热设计资料各种物质的比热密度
电热设计资料
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㎡=6.4516W/in2
7.压力：
MPa
8.导热系数：
W/（m℃）
1W/（m℃）=0.01J/（cms℃）=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：
运行时的功率
启动时的功率
系统中的热损失
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
管道温度（℃）
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
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