加热器功率的计算

1、电加热器总功率选择的计算   选择功率是为了满足加热介质所需发热量，是确保加热器能实现加热目的，正常运行的首选。   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     功率的计算选择应考虑以下三条：      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）；      在工况条件下，发热量足以

2、维持介质温度；      应有一定的安全裕度，一般取1.2。    显然，从第、条选择功率的较大者，乘以安全裕度就是应选的功率。    2、从初始状态加热所需功率的计算       (1) 静态流体加热             (2) 流动流体加热     &

3、#160;         (3) 风道式加热器常压空气加热                以上三式中          P计 电加热器所需功率 （KW)；          Q散 在设定温度下容器的散热量（K

4、W）；      一般有                      C1    被加热介质的比热。（Kcal/(kg·)         C2    容器（系统）的比热。（Kcal/(kg·

5、)      M1    被加热介质质量。（Kg）；      M2    容器（系统）质量（Kg）；        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。（h）；      &#

6、160; F   加热介质流量，（一般取最大流量）。（m /min）；        S   散热面积。   （m2）  ；       q损   （保温）材料在设定温度下，单位面积上的热损失量。 （Kwh/m ）3. 维持介质温度所需功率的计算     式中：      P维 电加热器维

7、持介质温度所需功率。（KW）      M1增 每小时增加的介质质量。（Kg/h）比热容编辑词条比热容(specific heat capacity)又称比热容量，通常用符号c表示，简称比热(specific heat)，是单位质量物质的热容量，即是单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能。比热容是表示物质热性质的物理量。1目录· 1基本信息· 2结构简式· 3发展历史· 4生产应用· 5常见物质1基本信息比热容是单位质量的某种物质升高单位温度所需的热量。其国际单位制中的单位是焦耳每千克开尔

8、文（J /(kg·K) 或 J /(kg·)，J是指焦耳，K是指热力学温标，与摄氏度相等），即令1千克的物质的温度上升（或下降）1摄氏度所需的能量。根据此定理，最基本便可得出以下公式：Q=cmtQ为吸收的热量；m是物体的质量，T是吸热（放热）后温度所上升（下降）值，初中的教材里把T写成t，其实这是很不规范的（我们生活中常用作为温度的单位，很少用K，而且T=t，因此中学阶段都用t，但国际上或者更高等的科学领域，还是使用T）。物质的比热容与所进行的过程有关。在工程应用上常用的有定压比热容Cp、定容比热容Cv和饱和状态比热容三种。定压比热容Cp：是单位质量的物质在压力不变的条件下

9、，温度升高或下降1或1K所吸收或放出的能量。定容比热容Cv：是单位质量的物质在容积（体积）不变的条件下，温度升高或下降1或1K吸收或放出的内能。饱和状态比热容：是单位质量的物质在某饱和状态时，温度升高或下降1或1K所吸收或放出的热量。2结构简式测定仪器单位比热容的单位是复合单位。在国际单位制中，能量、功、热量的主单位统一为焦耳，温度的主单位是开尔文，因此比热容的国际单位为J/(kg·K)，读作“焦耳每千克开尔文”。（内的字可以省略。）常用单位：J/(kg·）、J/(g·）、kJ/(kg·）、cal/(kg·）、kcal/(kg·）等。

10、注意摄氏度和开尔文仅在温标表示上有所区别，在表示温差的量值意义上等价，因此这些单位中的和K可以任意互相替换。例如“焦每千克摄氏度”和“焦每千克开”是等价的。比热容表示物体吸热（或散热）能力的物理量2计算设有一质量为m的物体，在某一过程中吸收（或放出）热量Q时，温度升高（或降低）T，则Q/T称为物体在此过程中的热容量（简称热容），用C表示，即C=Q/T。用热容除以质量，即得比热容c=C/m=Q/mT。对于微小过程的热容和比热容，分别有C=dQ/dT，c=1/m*dQ/dT。因此，在物体温度由T1变化到T2的有限过程中，吸收（或放出）的热量Q=（T2,T1）CdT=m（T2,T1）cdT。一般情况

11、下，热容与比热容均为温度的函数，但在温度变化范围不太大时，可近似地看为常量。于是有Q=C(T2-T1）=mc(T2-T1）。如令温度改变量T=T2-T1，则有Q=cmT。这是中学中用比热容来计算热量的基本公式。在英文中，比热容被称为：Specific Heat Capacity(SHC）。用比热容计算热能的公式为：Energy=Mass×Specific Heat Capacity×Temperature change可简写为：Energy=SHC×Mass×Temp Ch，Q=cmT。与比热相关的热量计算公式：Q=cmT 即Q吸（放）=cm(T初-T末

12、） 其中c为比热，m为质量，Q为能量热量。吸热时为Q=cmT升（用实际升高温度减物体初温），放热时为Q=cmT降（用实际初温减降后温度）。或者Q=cmT=cm(T末-T初），Q>0时为吸热，Q<0时为放热。（涉及到物态变化时的热量计算不能直接用Q=cmT，因为不同物质的比热容一般不同，发生物态变化后，物质的比热容变化了。）33发展历史最初是在18世纪，苏格兰的物理学家兼化学家J.布莱克发现质量相同的不同物质，上升到相同温度所需的热量不同，而提出了比热容的概念。几乎任何物质皆可测量比热容，如化学元素、化合物、合金、溶液，以及复合材料。历史上，曾以水的比热来定义热量，将1克水升高1度所

13、需的热量定义为1卡路里。混合物加权平均计算：c=C/M=(m1c1+m2c2+m3c3+）/(m1+m2+m3+）。气体定义：Cp 定压比热容：压强不变，温度随体积改变时的热容，Cp=dH/dT，H为焓。Cv 定容比热容：体积不变，温度随压强改变时的热容，Cv=dU/dT，U为内能。则当气体温度为T，压强为P时，提供热量dQ时气体的比热容：Cp*m*dT=Cv*m*dT+PdV；其中dT为温度改变量，dV为体积改变量。理想气体的比热容：对于有f 个自由度的气体的定容比热容和摩尔比热容是：Cv,m=R*f/2Cv=Rs*f/2R=8.314J/(mol·K)迈耶公式：Cp=Cv+R比热

14、容比：=Cp/Cv多方比热容：Cn=Cv-R/(n-1）=Cv*（-n)/（1-n)对于固体和液体，均可以用比定压热容Cp来测量其比热容，即：C=Cp （用定义的方法测量 C=dQ/mdT）。Dulong-Petit 规律：金属比热容有一个简单的规律，即在一定温度范围内，所有金属都有一固定的摩尔热容：Cp25J/(mol·K)所以cp=25/M，其中M为摩尔质量，比热容单位J/(kg·K）4生产应用水的比热容较大，在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。这个应用主要考虑两个方面，第一是一定质量的水吸收（或放出）很多的热而自身的温度却变化不大，有利于调节气候；第二是一定质量的水

15、升高（或降低）一定温度吸热（或放热）很多，有利于用水作冷却剂或取暖。调节气候水的比热容较大，对于气候的变化有显著的影响。在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化小一些，水的这个特征对气候影响很大，白天沿海地区比内陆地区温升慢，夜晚沿海温度降低少，为此一天中沿海地区温度变化小，内陆温度变化大，一年之中夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。海陆风的形成原因与之类似。1对气温的影响据新华社消息，三峡水库蓄水后，这个世界上最大的人工湖将成为一个天然“空调”，使山城重庆的气候冬暖夏凉。据估计，夏天气温可能会因此下降5，冬天气温可能会上升3到4。2热岛效应的缓解晴朗无风的夏日，海岛上的地面气温，高于周围海

16、上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。20102013年以来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，在温度的空间分布上， 城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。在缓解热岛效应方面，专家测算，一个中型城市环城绿化带树苗长成浓荫后，绿化带常年涵养水源相当于一座容积为1.14×10m的中型水库，由于水的比热容大，能使城区夏季高温下降1以上，有效缓解日益严重的“热岛效应”。水库的建立，水的增加，而水的比热容大，在同样受冷受热时温度变化较小，从而使夏天的温度不会升得比过去高，冬天的温度不会下降的比过

17、去低，使温度保持相对稳定，从而水库成为一个巨大的“天然空调”。冷却取暖1水冷系统的应用人们很早就开始用水来冷却发热的机器，在电脑CPU散热中可以利用散热片与CPU核心接触，使CPU产生的热量通过热传导的方式传输到散热片上，然后利用风扇将散发到空气中的热量带走。但水的比热容远远大于空气，因此可以用水代替空气作为散热介质，通过水泵将内能增加的水带走，组成水冷系统。这样CPU产生的热量传输到水中后水的温度不会明显上升，散热性能优于上述直接利用空气和风扇的系统。热机（例如汽车的发动机，发电厂的发电机等）的冷却系统也用和水做为冷却液，也是利用了水的比热容大这一特性。2农业生产上的应用水稻是喜温作物，在每

18、年三四月份育苗的时候，为了防止霜冻，农民普遍采用“浅水勤灌”的方法，即傍晚在秧田里灌一些水过夜，第二天太阳升起的时候，再把秧田中的水放掉。根据水的比热容大的特性，在夜晚降温时，使秧苗的温度变化不大，对秧苗起了保温作用。3热水取暖冬季供热用的散热器、暖水袋。4其他诸如在炎热的夏天古代皇室用流水从屋顶上流下，起了防暑降温作用；夏威夷是太平洋深处的一个岛，那里气候宜人，是旅游度假的圣地，除了景色诱人之外，还有一个主要原因就是冬暖夏凉。其它信息参见词条定压比热容、定容比热容。5常见物质理论上说，常见液体和固体物质中，水的比热容最大对上表中数值的解释：比热此表中单位为 kj/(kg·）/ j/

19、(kg·），两单位为千进制1kJ/(kg·）/=1×10³J/(kg·）水的比热较大，金属的比热更小一些c铝>c铁>c钢>c铅 (c铅<c铁<c钢<c铝）。补充说明：不同的物质有不同的比热容，比热容是物质的一种特性，因此，可以用比热的不同来（粗略地）鉴别不同的物质（注意有部分物质比热相当接近）同一物质的比热一般不随质量、形状的变化而变化。如一杯水与一桶水，它们的比热相同。对同一物质，比热值与物态有关，同一物质在同一状态下的比热是一定的（忽略温度对比热的影响），但在不同的状态时，比热是不相同的。例如水的比热与冰的比热不同。在温度改变时，比热容也有很小的变化，但一般情况下可以忽略。比热容表中所给的比热数值是这些物质在常温下的平均值。气体的比热容和气体的热膨胀有密切关系，在体积恒定与压强恒定时不同，故有定容比热容和定压比热容两个概念。但对固体和液体，二者差别很小，一般就不再加以区分。常见气体的比热容（单位：kJ/(kg·K）Cp Cv氧气0.9090.649氢气14.059.934水蒸气1.8421.381氮气1.0380.741如下表：物质化学符号模型相态比热容量（基本） J/(kg&