电热元件表面负荷的确定
电热管表面负荷计算公式
电热管表面负荷计算公式
摘要：
I.电热管表面负荷的概念
A.电热管表面负荷的定义
B.电热管表面负荷的作用
II.电热管表面负荷的计算公式
A.电热管表面负荷计算公式
B.公式中各参数的含义及计算方法
III.电热管表面负荷的计算实例
A.计算电热管表面负荷的步骤
B.实例分析
IV.电热管表面负荷计算公式的应用
A.电热管表面负荷计算在实际工程中的意义
B.表面负荷对电热管使用的影响
正文：
电热管表面负荷计算公式是电热管设计和使用中一个重要的参数。
表面负荷是指电热管发热表面上单位面积的功率，通常用W/cm表示。
电热管表面负荷的计算公式为：
表面负荷(W/cm) = 电热管功率(W) / (电热管直径(cm) × 电热管长度(cm))
其中，电热管直径和长度的单位均为cm。
电热管功率是指电热管在额定
电压和额定电流下的功率。
在实际计算过程中，首先需要测量或获取电热管的直径和长度，然后根据电热管的功率计算表面负荷。
需要注意的是，在计算过程中要确保使用正确的单位。
电热管表面负荷的计算实例可以帮助我们更好地理解如何应用计算公式。
假设我们有一根电热管，直径为10cm，长度为100cm，功率为1000W，那么我们可以根据公式计算其表面负荷：
表面负荷= 1000W / (10cm × 100cm) = 10W/cm
通过计算可知，这根电热管的表面负荷为10W/cm。
电热管表面负荷计算公式在实际工程中有广泛的应用。
在电热管设计和选型过程中，表面负荷的计算可以帮助工程师了解电热管的发热能力和使用条件，从而为实际工程提供依据。
硅碳棒
硅碳棒介绍硅碳棒电热元件是一种以碳化硅为主要原料制成的非金属电热元件，具有膨胀系数小、不易变形、化学稳定性强、使用寿命长、安装维修方便等特点。
硅碳棒电热元件可使用的炉体温度为600℃-1600℃，可在空气中使用，无需任何保护气氛，广泛应用于冶金、陶瓷、玻璃、机械、分析化验、半导体、科学研究等领域。
硅碳棒的电气性能硅碳棒具有较大的比电阻，在空气中通电加热，发热部表面温度1050±50℃时，电阻率为600-1400Ω-mm2/M.硅碳棒的电阻随温度升高而变化，从室温到800℃。
电阻-温度特征曲线为负值，温度高于800℃为正值。
硅碳棒表面负荷硅碳棒表面负荷=额定功率/发热部表面积（W/cm2）硅碳棒表面负荷大小与其使用寿命长短关系很大，因此，在通电加热时要严格控制在允许负荷范围之内，切忌超负荷使用。
硅碳棒发热部表面温度与相应炉温下，发热部单位表面允许负荷如上表。
气氛对硅碳棒的影响炉内气氛对硅碳棒电热元件的使用寿命有重要影响，硅碳棒在使用过程中逐步氧化产生SiO2，分隔SiC 结晶颗粒，局部电阻增大、体积膨胀，直至最后断裂。
硅碳棒电热元件在干燥洁净空气中连续使用（1450℃）寿命可达2000小时。
气 氛 元件最高使用温度（℃）空 气 1600 真 空 1000-1200 氮 气 1350 氢 气 1200 烃 气1250硅碳棒参考数据长度 (mm)标准负荷(at 1050℃)直径(mm)Hot end Cold end total 发热区表面积(cm 2) 电压 V 功率W 电阻Ω 150150 450 56 41 896 1.85 200 200 600 75 50 1200 2.10 250 200 650 94 63 1504 2.62 12300 200 700 113 75 1808 3.15 200 200 600 88 41 1408 1.22 250250 750 110 51 1760 1.50 300 250 800 132 62 2112 1.80 350 200 750 154 73 2464 2.14 14400250 900 176 82 2816 2.40 300 250 800 150 62 2400 1.60 350 350 1050 176 70 2816 1.75 1640035011002008032002.00450250950225903600 2.2550025010002501004000 2.5060025011003001204800 3.003004001100188593008 1.144003501100251764016 1.455004001300314975056 1.85 2060040014003761146016 2.1570040015004391387024 2.780030014005021487530 2.990030015005651628475 3.13003009002365337760.75400450130031471502445004001300392906272 1.360040014004701087520 1.55 2570040015005501208250 1.7580040016006271349405 1.9900300150070515110575 2.161000300160078516811775 2.440030010003806357000.750030011004708070500.96004001400570928550170045016006601099900 1.2 30800500180075012511250 1.4900400170085014012750 1.531000300160094015314100 1.6511003001700103516815525 1.8240040012004406766000.68 3550040013005508482500.8560040014006601009900 1.02700400150077011711550 1.19800400160088013413200 1.36900400170099015114850 1.5310004001800110016716500 1.6911004001900121018418150 1.8712004003000132020119800 2.0413004002100143021821450 2.2114004002200154023423100 2.3815004002300165025124750 2.5516003002200176026325520 2.7217003002300187028027115 2.8950040013006287594200.6600400140075390112950.727004001500880105132000.8480040016001005118145730.969004001700113013316385 1.0810004001800125514818198 1.2 4011004001900138116320025 1.3212004002000150617721837 1.4413004002100163019223635 1.5614004002200176020725520 1.6815004002300188022227260 1.816003002200201023629145 1.9117003002300214025031030 2.02508280106770861106250.36 45559394134678068116900.4610305121985174127600.43660293124592181138050.47711394149999287149700.517623941549106393159350.558133941600113499170000.5986439416511205104180700.6191439417021275112191150.6596539417531346118201800.799141918291382120207250.69101639418031417122212500.7111841919561560136233800.8121943220831700148254900.87127039420571772155265600.92129538120571806155270820.89132139421081843161276250.9513723942159191416828690114223942210198417329740 1.0314733942261205518030805 1.0715243942311212618631870 1.115754192413219719232940 1.1516263942413226819734005 1.1716764202515233820535050 1.2418292802388255121838250 1.2424374203277340129150985 1.66硅碳棒开放分类：电热元件硅碳棒为非金属电热元件是用高纯度绿色六方碳化硅为主要原料,按一定料比加工制坯,经2200℃高温硅化再结晶烧结而制成的棒状非金属高温电热元件.正常使用温度可达1450℃,合理使用条件下,连续使用超过2000小时,在空气中使用,不需要任何保护气氛。
日用管状电热元件安全认证规则
CQC11-448311-20h； 工作寿命时间 3000h； 工作寿命时间大于 3000h。 不同的生产场地生产的产品为不同的申请单元。 3.2 申请文件 申请认证应提交正式申请，并随附以下文件： a) 产品总装图、剖面图、部件尺寸图等图纸； b) 额定电压、额定功率、外管材料、加热介质、电热丝、绝缘介质、表面负荷及抗拉力等产品情况 描述(见 CQC31-045201.01-2012 日用管状电热元件产品描述)； c) 关键零部件清单（见 CQC31-045201.01-2012 日用管状电热元件产品描述）； d) 同一申请单元内各个规格产品之间的差异说明。
4．型式试验
4.1 送样 4.1.1 型式试验送样的原则 同一申请的单元的产品，选送具有代表性的样品进行型式试验。根据需要，覆盖样品及组件类产品 需送样作补充差异试验。样品由申请人负责按CQC的要求选送，并对选送样品负责。 每个申请单元中选取表面负荷最大的产品作为主检样品；每个申请单元中单管功率最大的产品作为 覆盖样品，同时在本单元中再任选一个规格的产品作为覆盖样品。如表面负荷最高及单管功率最大两者 相同，则再任选一个规格作为覆盖样品即可。 4.1.2 送样数量 每个申请单元主检产品送样6个，覆盖样品各送样3个。 若产品的绝缘材料不符合标准中试验要求，需提供绝缘材料样块（尺寸15mm×15mm× 3mm） 5 块。 对于组件类产品，具体的送样要求根据产品的实际情况确定。 4.1.3 样品及资料的处置 型式检验后，相关资料存于检验记录中。样品按有关规定处置。 4.2 检验标准、项目及方法 4.2.1 检验标准 检验依据标准 JB/T 4088 - 2012《日用管状电热元件》进行。 4.2.2 检验项目 对于主检产品，检验项目为该产品安全标准规定的全部适用项目；对于覆盖样品进行 5.2.1、5.2.2 （仅工作温度下）、5.2.3（冷态条件）、5.5.3 及 5.5.6 条的试验。 对于组件类产品，需补充进行 5.2.1、5.2.2（仅工作温度下）及 5.2.3（冷态条件）的试验。其中 5.2.1 和 5.2.3 条的判定按照标准进行，而 5.2.2 的测试结果应不超过标准所规定限值的 n 倍（n 为组件中 串并联单管的数量）。 第 2页 共 7 页
电热管表面负荷计算公式
电热管表面负荷计算公式
【原创实用版】
目录
一、电热管表面负荷的概念及重要性
二、电热管表面负荷的计算公式
三、计算电热管表面负荷的步骤
四、电热管表面负荷的实际应用
五、总结
正文
一、电热管表面负荷的概念及重要性
电热管表面负荷，指的是加热管发热表面上单位面积的功率。
这个参数对于电热管的使用和设计至关重要，因为它直接影响到电热管的加热效果和安全性。
二、电热管表面负荷的计算公式
电热管表面负荷的计算公式如下：
表面负荷（w/cm2）= 电热管功率（W） /（加热管直径（cm）×加热管长度（cm））
其中，加热管直径和长度需要转换为同一单位，通常使用厘米。
三、计算电热管表面负荷的步骤
1.测量电热管的直径和长度，记录下来。
2.计算电热管的表面积，公式为：表面积 =
3.14 × (直径 / 2)2。
3.根据电热管的功率和表面积，带入公式计算出表面负荷。
四、电热管表面负荷的实际应用
在实际应用中，电热管表面负荷的计算结果可以帮助我们选择合适的电热管，以确保其在使用过程中能够达到预期的加热效果，同时避免因功率过大而引发的安全隐患。
此外，表面负荷还可以作为设计电热管时的参考数据，帮助我们优化电热管的结构和性能。
五、总结
电热管表面负荷的计算公式为：表面负荷（w/cm2）= 电热管功率（W）/（加热管直径（cm）×加热管长度（cm））。
在实际应用中，这个参数对
于选择和使用电热管具有重要意义，可以确保电热管的加热效果和安全性。
电热管选型指南
电热管选型指南管状电加热元件结构、用途管状电加热元件是在金属管中放入电阻丝，并在空隙部分紧密填充有良好耐热性、导热性和绝缘性的结晶氧化镁粉，再经其它工艺处理而成。
它具有结构简单、机械强度高、热效率高、安全可靠、安装简便、使用寿命长等特点。
广泛用于各种硝石槽、水槽、油槽、酸碱槽、易熔金属熔化炉、空气加热炉、干燥箱、热压模等装置常用设计参考数据和计算公式元件管表面负荷计算公式σT = P/πDL式中σT -- 管表面负荷(W/cm2)P -- 元件功率(W)D -- 元件外径(cm)L -- 元件发热长(cm)管状电热元件表面功率负荷设计参考表将介质加热至工作温度所需功率计算式P=Q/860t Q=M(T2-T1)C式中P - 功率 (KW) Q -热量(kcal)M - 介质的质量(kg) T1 - 介质的初始温度(℃)T2 - 介质的工作温度(℃)Ｃ - 介质的比热(kcal/kg℃) t - 介质升温时间(h) 860 - 热功当电加热控制系统电加热系统中温度控制系统是一个极其重要的部分，它有很多方式，本章介绍最常见的几种方式一、可控硅控制该控制是采用触发控制回路专用集成电路元件；及移相触发原理，该控制系统设有"手动"和"自动"控制功能，以调节输出电压大小，对发热元件的电阻性负载实现温度控制。
二、PID控制PID是一种集比例、微分、积分控制于一体的控制方式，正确设定PID控制器参数后能有效减少起始时的超调量，使工作点很快稳定下来，PID控制常用于控制精度很高的场合。
它通常用可控硅或固态继电器作为执行元件。
二、智能型控制智能型控制是一种集许多控制方式于一体的控制方式，如PLC编程控制、智能变频控制等，广泛适用于大功率负载，以及负载波动较大、控温精度高的场合。
如需详细资料或技术支持，敬请与我公司技术部联系。
电热管表面负荷计算公式
电热管表面负荷计算公式电热管表面负荷计算公式电热管是一种常见的加热元件，在工业、家电等领域得到广泛应用。
其表面负荷是指单位面积上承载的功率，通常用瓦/平方厘米（W/cm²）表示。
为了准确计算电热管的表面负荷，我们可以使用以下相关计算公式。
1. 电热管表面积计算公式电热管的表面积是计算表面负荷的基础。
通常，电热管呈现圆柱形状，其表面积可以通过以下公式进行计算：表面积= 2πrL + πr²其中，r代表电热管的半径，L代表电热管的长度。
示例：假设电热管的半径为2厘米，长度为20厘米，则其表面积计算公式为：表面积= 2π * 2 * 20 + π * 2² ≈ 平方厘米2. 电热管功率计算公式电热管的功率是指单位时间内产生的热量，通常用瓦（W）表示。
电热管的功率可以通过以下公式进行计算：功率 = I * V其中，I代表电热管的电流，V代表电热管的电压。
示例：假设电热管的电流为2安培，电压为220伏，使用上述计算公式可以得到电热管的功率：功率 = 2 * 220 = 440 瓦3. 电热管表面负荷计算公式电热管的表面负荷是指单位面积上承载的功率，通常用瓦/平方厘米（W/cm²）表示。
电热管的表面负荷可以通过以下公式进行计算：表面负荷 = 功率 / 表面积其中，功率代表电热管的功率，表面积代表电热管的表面积。
示例：假设电热管的功率为440瓦，表面积为平方厘米，则电热管的表面负荷可以通过上述计算公式得到：表面负荷= 440 / ≈ W/cm²综上所述，通过以上三个计算公式，我们可以准确计算出电热管的表面负荷。
这对于设计和选购电热管时具有重要参考价值。
4. 电热管最大表面负荷计算公式除了根据实际功率和表面积计算电热管的表面负荷外，还可以通过电热管材料的最大允许表面负荷来确定选择合适的电热管。
电热管的最大表面负荷是指材料在允许的最高温度下能承受的最大功率密度，通常以瓦/平方厘米（W/cm²）表示。
电力负荷的确定和其计算
式中bPe为二项式第一项，表示设备组的平均负荷，其中Pe是用电设备 组的设备总容量，其计算方法如前需要系数法中所述；cPx为二项式第二 项，表示设备组中x 台容量最大的设备投入运行时增加的附加负荷，其 中Px是x 台最大容量的设备总容量；b、c为二项式系数。
故
P30(3) 0.7 2kW 1.4kW
Q30(3) 0
因此380V线路上的总计算负荷为 （取
K p 0.95, Kq 0.97 ）
P30 0.95 (10 2.4 1.4)kW 13.1kW
Q30 0.97 (17.3 1.8)k var 18.5k var
S30 13.12 18.52 kVA 22.7kVA
年最大负荷利用小时是反映电力负荷特征的一个重要参数，
它与工厂的生产班制有明显的关系。例如一班制工厂，
Tmax=1800～3000h；两班制工厂， Tmax=3500～4800h；三班制 工厂， Tmax =5000～7000h 。
➢ 平均负荷和负荷系数
平均负荷（average load）
平均负荷Pav，就是电力负荷在一定时间内平均消耗的功率，即 式中Wt 为时间 t内消耗Pa的v 电Wt能t 量。
K p 0.85 ~ 0.95 Kq 0.90 ~ 0.97
对低压母线 ✓由用电设备组的计算负荷直接相加来计算时取
K p 0.80 ~ 0.90 Kq 0.85 ~ 0.95
由车间干线的计算负荷直接相加来计算时取
K p 0.90 ~ 0.95 Kq 0.93 ~ 0.97
总的有功计算负荷为： P30 K p P30
开关设备和导线电缆等）的依据 。 通过负荷的统计计算求出的、用以按发热条件选择供电系统中
硅碳棒电热元件性能
硅碳棒电热元件性能。
1.物理性能元件质地硬而脆，耐急冷急热，高温下不宜变形，其他物理性能如下表：密度（克/厘米3）莫氏硬度比热（千卡/公斤.度）导热系数（大卡/米.小时.度）线膨胀系数（m/℃）3.2 9.5 0.17 20 5/10000002.化学性能硅碳帮有良好的化学稳定性，抗酸能力强。
在高温条件下碱性物质对其有侵蚀作用。
元件在1000℃以上长期使用能与氧气和水蒸气发生如下作用：①SiC+2O2 ->SiO2 +CO2②SiC+4H2O=SiO2 +4H2 +CO2致使元件中SiO2含量逐渐增多，电阻随之缓慢增加，为之老化。
如水蒸气过多，会促使SiC 氧化，由②式反应产生的H2与空气中的O2结合成H2O再与SiC反应产生恶性循环，降低元件寿命。
H2能使元件机械强度降低。
N2 在1200℃以下能防止SiC氧化，1350℃以上与SiC发生反应，使SiC分解，Cl2 能使SiC完全分解。
3.电气性能硅碳棒的电阻——温度特性，元件受热部的电阻率在1400℃时为1000 oΩmm²/M,它随着元件的温度的变化而变化，变化规律一般循下图所示，电阻——温度特性曲线：由图可见元件在850±50℃以下电阻由大变小，850±50℃以上电阻由小变大，也就是说元件电阻温度系数有负值阶段也有正值阶段。
元件一端所标电阻值是根据部标规定，在1050±50℃时测定的。
不能用万用表或电桥冷测，因为那样没有参数价值。
元件的表面负荷密度与炉的温度有密切关系，可以根据需要任意调整，需要炉温高时加大负荷密度反之降低负荷密度即所谓调功率。
但负荷密度过高会降低元件寿命，最大负荷密度不要超过15W/cm2, Φ8mm-18mm.12W/cm2;Φ25mm-40mm.为10W/cm2。
三. 硅碳棒使用须知1. 硅碳棒表面负荷密度的计算：硅碳棒表面负荷密度是指棒的发热部单位表面积在使用中承担的电功率，即表面负荷率= 额定功率/ 发热部表面积（w/cm²）。
由实测管壁温度确定炉膛壁面热负荷的方法
由实测管壁温度确定炉膛壁面热负荷的方法确定炉膛壁面热负荷的方法主要是通过实测管壁温度来实现的。
这种方法适用于高温工艺设备，如工业炉、锅炉等。
1.实施前期准备：在进行管壁温度测量前，需要做好准备工作。
首先，确保测量设备正常工作，包括热电偶、测温仪等。
其次，需要针对具体的测量要求进行安装调整，如确定测量点的位置、调整热电偶固定方式等。
2.进行实测管壁温度：选择合适的实测时机，在适当的工作状态下进行管壁温度测量。
可以通过埋入式热电偶等方法进行测量。
具体操作过程为将热电偶封装在保护套内，并将其插入到待测的管道或设备中的合适位置。
然后将热电偶与测温仪相连，启动仪器并记录相应的温度值。
3.数据记录与分析：在测量过程中，需要记录温度的变化情况。
可以设置一定的时间间隔进行数据记录，以便后续分析。
在这个步骤中，可以考虑使用电脑或数据采集器等设备，以提高数据记录的准确性和效率。
在数据分析方面，需要对所获得的管壁温度数据进行处理。
首先，可以计算出平均管壁温度、最大/最小管壁温度等指标。
然后，根据实际需求，可以进行更详细的分析，如温度分布、温度变化趋势等。
4.确定炉膛壁面热负荷：通过实测得到的管壁温度来确定炉膛壁面热负荷。
具体方法有两种：一种是通过热传导计算，根据管壁温度和热传导方程，推算出炉膛壁面热负荷。
另一种方法是通过换热计算，根据管壁温度以及管道内外流体的热交换特性，计算出炉膛壁面热负荷。
在计算过程中，需要考虑到一些关键因素，如管道材质、管道结构、流体流速、流体温度等。
这些因素会对结果产生一定的影响，因此需要进行综合考虑。
需要注意的是，管壁温度仅提供了一种间接的测量方式，对于获取更精确的炉膛壁面热负荷，并不是唯一的方法。
在实际操作中，可以结合其他手段、方法，如测量设备、数值模拟等，来获取更准确的结果。
同时，也需要在实测过程中注意安全事项，确保操作人员的安全。
总结起来，由实测管壁温度来确定炉膛壁面热负荷的方法是一种常用而有效的方法。
电热管内部的热过程分析
电热管内部的热过程分析为了确定电热管的工作范围，有必要对电热管电热丝的散热情况、向管子的导热过程、电热丝与管子间的温度差以及管子表面温度与负荷的关系进行分析研究。
一、电热管电热丝的散热情况从传热学原理中知道，在具有热传播的物体内，在任何时刻都可以分割出以具有同一温度Ti和T i+1两表面为界的许多层，并且在每一层的两表面之间具有相同的温度差ΔTi，这样一些具有同一温度的表面称之为等温面。
在任何时刻，所有等温面的综合就给出了物体内温度的分布情况，即物体内的温度场。
由于物体在受热或冷却时，其各部分温度降随时间变化，从而使每一瞬间等温面的位置也发生变化。
此时，温度场也将随时间而变化，呈不稳定。
当然也有温度不随时间变化的情况，这种情况即为静止的，或稳定的热状态。
在热量从一个等温面想另一个等温面传播的途径中，各等温面法线的包络线叫做热流线。
在发热体内部，这些线的综合就明显地表示出热传播的景象。
单位时间（dt）内流经单位长度（dr）的热量称为比热流q，对于等温线法线方向的比热流，可用下式表示式中λ为导热系数。
对于电热管来说，其内部电热管电热丝在工作状态下，它的等温线和温度场分布情况要比一个发热体复杂，它与螺旋间的距离有关。
电热管电热丝的螺旋节距系数K在4~5较合理（很高的热负荷条件的情况除外）。
而且这样还可以节约电热丝的消耗量。
当然，K值也不能过大，过大将会出现电热丝负荷过高。
二、电热管电热丝向管子热传导过程在工作状态下，电热管电热丝是不断向管子进行热传导的，为了了解它的热传导情况，必须了解导热方程式。
当进入稳定热状态时，因为（式中T为物体的变动温度和周围介质的不变温度的差）。
且物体内温度分布不随时间变化，所以导热方程式的价额就比较容易获得，这时导热微分方程转变成拉普拉斯方程式（5-1) 因为螺旋体的数字分析式相当复杂，按上式计算很难解出答案。
为了既精确又较简便地计算上述问题，可采用一种“电热相似法”。
这个方法基于热传导和电传导的微分方程即和如果在相似条件下，即分界条件也相似，那么温度和电压也将相似，在这种情况下热流和电流同样也相似。
等静压石墨电热体的表面负荷
静压石墨电热体是一种常用的加热元件，广泛应用于各种加热设备中。
它具有良好的导热性能、高温稳定性和耐腐蚀性能，可以在各种恶劣的工作环境下长期稳定运行。
在使用静压石墨电热体时，了解其表面负荷是非常重要的。
本文将详细介绍静压石墨电热体表面负荷的概念、计算方法以及对其影响的因素。
一、表面负荷的概念表面负荷是指单位面积上承受的功率或电流。
在静压石墨电热体中，表面负荷是指单位面积上通过电阻材料的电流密度。
通常用W/cm²或A/cm²表示。
表面负荷的大小直接影响着电热体的发热效果和寿命，因此正确计算和控制表面负荷对于电热体的设计和使用至关重要。
二、表面负荷的计算方法静压石墨电热体的表面负荷计算方法主要有两种：按功率计算和按电流计算。
1. 按功率计算按功率计算是指根据电热体的额定功率和表面积来计算表面负荷。
计算公式如下：表面负荷 = 额定功率 / 表面积其中，额定功率是指电热体设计工作时的功率，单位为W；表面积是指电热体的外表面积，单位为cm²。
通过这种方法计算出的表面负荷可以直接反映电热体的发热效果和功率密度。
2. 按电流计算按电流计算是指根据电热体的额定电流和表面积来计算表面负荷。
计算公式如下：表面负荷 = 额定电流 / 表面积其中，额定电流是指电热体设计工作时的电流，单位为A。
这种方法适用于已知电热体的电流而未知功率的情况。
三、影响表面负荷的因素表面负荷的大小受多种因素的影响，包括电热体材料、工作环境、散热条件等。
1. 电热体材料不同的电热体材料具有不同的导电性能和热传导性能，因此对表面负荷的承受能力也不同。
一般来说，石墨电热体具有较高的导热性能和热稳定性，可以承受较高的表面负荷。
2. 工作环境工作环境的温度、湿度等条件也会对表面负荷产生影响。
在高温、潮湿的环境中，电热体表面负荷应适当降低，以避免因温度过高而导致电热体失效或老化。
3. 散热条件散热条件是指电热体周围的散热介质和散热方式。
加热管表面负荷计算公式
加热管表面负荷计算公式
加热管表面负荷计算公式是用于确定加热管表面所承受的热量负荷的数学表达式。
这个公式在热力学和工程领域被广泛应用，它能够帮助工程师设计和优化加热器、锅炉、电炉等设备。
加热管表面负荷是指单位面积内加热管所吸收或散发的热量。
它的计算公式可
以由以下几个主要因素组成：
1. 热传导性能：加热管的材料决定了它的热传导性能。
常见的加热管材料包括钢、铜、不锈钢等。
材料的导热系数将用来计算热流通过加热管的能力。
2. 温度差：加热管内部的温度和外部的环境温度之间的差异也会影响表面负荷。
温度差越大，表面负荷将越高。
3. 管壁厚度：管壁厚度是加热管的另一个关键因素。
较薄的管壁可以提供更高
的热传导性能，从而增加表面负荷。
基于这些因素，可以使用以下公式计算加热管表面负荷：
表面负荷 = 热流 / 表面积
其中，热流是单位时间内通过加热管的热量，可以通过以下公式计算：
热流 = 导热系数 ×温度差 / 管壁厚度
这样，通过上述公式，我们可以计算出加热管表面负荷，从而为设计和优化加
热设备提供准确的数据。
请注意，在实际应用中，还需要考虑其他因素，例如流体的流速、管道直径等，以获得更准确的结果。
第五章-热处理电阻炉的设计备课讲稿
电热元件材料应便于加工成各种形状并具备良好的焊接性。
二、常用电热元件材料及特点
电热元件材料可分为金属材料和非金属材料两大类。
1．金属电热元件材料
金属电热元件材料包括合金和纯金属两种， 合金材料中又分为铁铬铝系和镍铬系。
(1)铁铬铝系
优点：熔点比镍铬合金高，耐热性好；电阻率大，电 阻温度系数小，功率稳定，，在含硫氧化性气 氛中无影响，价格便宜（应用广泛）；
编制电炉使用说明书等随机技术文件。
§5－1 炉型的选择与炉膛尺寸的确定
一、炉型的选择
正确地选择炉型关键是：满足工艺及产量的要求；保证 炉型在技术上是先进的；保证经济上是合理的。
1、工件的特点：形状、尺寸、质量和材质
例如：细长轴类工件，为防止变形宜用井式炉； 大中型铸、锻毛坯件的退火、正火、回火等处理，则 宜用台车炉；
6 ~10
400
P=(35~50)V 2/3
4 ~7
§5－3 功率的分配及电热元件的接线
自习，60
§5—4 常用电热元件材料及其选择
电热元件是热处理电阻炉的关键部件，电阻炉性能的好 坏和使用寿命的长短与所选用的电热元件材料密切相关。
一、电热元件材料性能要求
1、良好的耐热性及高温强度
电热元件的工作温度一般比炉温高100－200℃，所用材料 必须具有良好的耐热性和一定的高温强度，以保证电热元件 在高温下不熔化，不氧化，不挥发和不发生明显的蠕变变形 和坍塌。
优点：热膨胀系数小，电阻率大，易加工，耐急冷急热性 好，价格低廉。
(3)硅钼系（MoSi2） 优点：耐高温，不易老化，最高使用温度可达
第五章 热处理电阻炉的设计
★热处理电阻炉的设计内容
(1)炉型的选择； (2)炉膛尺寸的确定； (3)炉体结构设计(包括炉衬、构架、炉门等)； (4)电阻炉功率的计算及功率分配； (5)电热元件材料的选择； (6)电热元件材料的设计计算； (7)炉用机械设备和电气、控温仪表的设计与选用； (8)技术经济指标的核算； (9)绘制炉子总图、砌体图、零部件图、安装图和
各类电发热丝表面负荷的选择与计算
各类电发热丝表面负荷的选择与计算1、电热丝的分类：电热丝分为铁铬铝电热丝与镍铬电热丝两大类，其中铁铬铝电热丝根据温度的不同，可以分为如下牌号：1Cr13Al4、0Cr25Al5、0Cr21Al6Nb、0Cr27Al7Mo2，后面2种为高温电热丝，常用于工业电炉发热用，温度为1000~1250度（炉膛温度），炉丝直径需达到3mm 以上。
此参数可在温度变动的情况下，适当的变动。
2、表面负荷计算：电热丝表面负荷是指电热丝单位面积所能成承受的电功率，单位为：W/㎝2。
电热丝的表面负荷要小于1.5，正常取值为1.0~1.5之间，如小于1.0就会加长加热时间，影响工作的效率。
3、关于电热丝的接线方式：通常客户都会提供电压、电功率，但是最好知道客户的接线方式是什么，电路的接线方式通常只有4种：串联、并联、Y型、角型。
电炉条不论接线方式是什么样的，总功率总是所有单根电炉条功率相加，只会有电压和电流的变动。
4种接线方式用的最多的是Y型或者角型的接线方式。
Y型接线又称星型接线，是指将工业三相四线电接入，这样单根电炉条的电压就为220V，计算公式为：R=U2/P ，计算得出电阻是多少，根据资料上所提供的各种材料的米电阻可以得出单根电炉条所需要的电热丝长度L1。
接下来就需要计算电炉丝的表面负荷了，公式为：P（功率）/（3.14*丝径*L1）注：单位为cm。
如表面负荷小于1.5即可使用，如大于1.5的话，就需要加大丝径按照以上步骤重新计算，直到小于1.5。
电炉条成品长度：L=L1/（3.14*螺旋直径）*螺旋间距，螺旋间距通常为炉丝原丝直径的2倍。
4、计算实例：1.材料牌号：0Cr21Al6Nb2.电阻率：1.453.丝径：2.4mm4.米电阻=电阻率/丝的截面积即：1.45/（3.14*1.2*1.2mm）=0.32欧姆/米5.成品电阻=（电压*电压）/功率6.原材料长度=成品电阻/米电阻7.每米重量=材料比重*丝的截面积即：7.1*（3.14*1.2*1.2）/1000=0.032kg/米。
硅碳棒功率如何计算 (1)
硅碳棒功率如何计算：硅碳棒表面负荷密度的计算：硅碳棒表面负荷密度是指棒的发热部单位表面积在使用中承担的电功率，即：表面负荷密度= 在炉温相同的条件下，棒的单位表面负荷密度大，则棒的使用寿命就短，故切忌超负荷使用。
负荷密度与炉膛温度、棒体表面温度有如下关系：正确选用表面负荷密度是合理使用硅碳棒，延长棒体寿命的重要途径。
下面表示硅碳棒在表面额定使用温度时，不同炉温下棒体所允许的最大表面负荷密度参考值。
棒表面温度炉膛温度℃允许最大负荷W/Cm21450℃1000 31 1100 24 1200 21 1250 18 1300 14 1350 10 1400 62、硅碳棒规格的选择及需用支数的计算：硅碳棒规格的选择应主要满足电炉结构尺寸，炉用功率和炉膛温度及温场分布等方面的要求，用时注意有利于外部接线和功率调节。
硅碳棒需用支数可用下列计算得出：规格确定后，每支棒承荷功率数为：P1=F*W(瓦)F-每棒发热部表面积（Cm2）W-在计算加炉温下发热部允许的负荷密度（W/Cm2）需要支数：P --- 炉用功率U --- 串联支路端电压（伏） u --- 每支棒承受的电压（伏）每支棒承受的电压：R-单支棒的标称电阻值。
3、供电设备的选择及硅碳棒的联结方式：供电设备最好选用调压范围较大可平稳连续调压的设备，如磁性调压器，可控硅交直流调压器等。
如选用有级调压变压器，也应选用电压级差小，调压挡数多的变压器。
硅碳棒元件的联结方式可串可并，以并联使用为优。
串联使用时，支路串联支数不宜多于3支。
4、硅碳棒附件硅碳棒安装细则1、选用碳化硅电热元件，必须保证元件的发热部长度不大于炉膛的宽度（高度）。
2、在使用元件时应选用合理的表面负荷，选择此负荷应视元件的使用温度和环境气氛而定.3、硅碳棒电热元件的电阻是在1050摄氏度（正负50摄氏度）温度下测定的，在安装中应按元件的电阻进行装配。
4、炉膛两侧的安装孔（耐热绝缘瓷管内径）一般为元件冷端部直径的1.5倍，且两孔同心，孔与孔之间距离不小于元件直径的3倍。
电阻炉加热元件的选用
电阻炉加热元件的选用
一．选择电热元件的基本要点
1．根据温度：（加热元件温度=炉膛温度+100--200度）
一般炉温小于1000度，选用NiCr,FeCrAl
炉温在1000—1200度之间，选用FeCrAl(Cr27Al7Mo2)
炉温大于1200度，选用纯金属或非金属
2．根据炉子结构特点
3．根据热处理工件情况
4．辐射效率高
5．来源方便
二．选择电热元件应具有下列性能
高电阻、截面积大、机械强度好、热膨胀系数小、化学性能稳定
三．加热元件表面负荷（W）选择
1．W越大，寿命越短
2．炉内温度高，有腐蚀性气氛时，W取小
3．加热元件有屏蔽物（诸如台车炉，加热元件在炉底板下）时，W取小4．炉内可通风，W取大（可增大百分之30—50）
5．带状元件，W取大（可增大百分之30—50）
6．更换困难的元件，W取小
四．合金元件表面负荷推荐
材质加热元件温度（单位：摄氏度）
小于1000 小于1100 小于1200
OCr25Al5 1.6--1.8 1.2--1.5 0.81
Cr20Ni80 1.1 0.5--0.8
Cr15Ni60 0.8
CrAl7Mo2在1200—1300度之间时，W取1.6—1.8 五．纯金属表面负荷
W、Mo、Ta在小于1800度时，W取10—20W/cm2 石墨W小于15—20W/cm2。
电热元件表面负荷的确定
电热元件表面负荷的确定日期：2010-10-15 21:38:23 人气：24表面负荷是指电热元件(电热体)单位表面积的负荷功率，它是影响电热体使用寿命的关键指标。
如表面负荷小，则消耗材料多，且难以布置，更甚者在一些布置紧凑情况下，电热体特别是螺旋状电阻丝因相距很近之间很难散热造成相邻电阻丝温度明显超过其设计最高温度，加之高温时易变形，严重时容易造成相邻电阻丝局部相距非常近，而炉气杂质炭黑等在长期工作时或多或少粘附在其间而造成电阻丝圈间局部短路。
电阻丝即在此熔断而迫使停炉维修，这是行内屡见不鲜的情况，也是高温电阻炉正常使用周期短的一个重要原因。
另一方面如表面负荷大，则会增加电热体与工件之间的温差，电热体经常处于接近甚至短时间超过其设计最高工作温度，对大型高温电阻炉，推荐采用遮蔽作用最小的波形电阻丝，以垂直悬挂式结构安装电热管、加热管、电热丝制造商-瑞高电热设备，网址：电热效率与热交换效率之区别日期：2011-1-3 11:23:50 人气：11在当今整个社会以节能减排为核心的大趋势下，各种节能措施也随着检测监管力度的加强而趋于强制化，电热元件是许多小家电中能量转换的核心部件，它的能耗和实际的利用率直接影响到整机的电热功率的检测结果，由于对高能耗产品的监管力度日趋加强，就电热元件行业经常面临的配套常见知识和工程方法作如下汇总。
作为电热元件而言，如只有发热丝消耗电能所产生的热量直接被利用，此时的电热效率与热交换效率是数据上的同一概念；而事实上这种特例是非常罕见的，一般是发热丝消耗电能产生热能经镁粉和金属外壳传递到被吸热介质，这就是整个电热交换和热传递的详细过程，从中不难求证：电热效率仅指发热丝消耗电能时产生的热量的过程，而热交换的能力是指热传递全途径过程中克服热阻最终到达管表的数据。
在展开分析计算前，有关理性认识电热效率与热交换效率之概念外，对电热管工程现象问题的分析与判断也有充分的依据支持，希正确理解并掌握。
电热管表面负荷功率计算
电热管表面负荷功率计算电热管表面负荷功率建议值（管发热区表面积单位功率）以下表面负荷泛指配合金属模具加热、水加热可以乘以2～2.5。
空气加热则为50%～60%。
应该用电压的平方除以电阻,就是380*380/R电阻R用万用表测量(电流不好测量)如果测出尺寸的话再算一下表面积用功率除以表面积就是功率密度一般国内电热棒的功率密度能做到12w/立方厘米电热元件(电热丝,加热板等)额定功率计算公式1，当工作电压（220V）的3倍时，则电热元件必须采用星形连接。
2，当电源线电压等于电热原件的工作电压（380V）时，则电热元件必须采用三角形连接，各相电热元件在对称负载情况下的常用连接方式的功率计算公式见表，常用连接方式见图。
这些连接方式广泛应用与家电电器和工业农业生产电器之中，是我们制作与维修中锁经常碰到的。
在表中，P为功率，U为电源线电压，R为电热元件（如电炉丝、红外加热血管、红外加热板等等）的电阻。
国家标准有两个：一个是工业电热管的标准：JB/T GB2379-1993 金属管状电热元件，另外一个是民用加热管的标准：JB/T 4088-1999 日用管状电热元件。
加热器功率计算日期：2009-12-22 17:18:20 编辑：信息中心点击次数：1799按公式计算：加热功率（Kw）=（体积*比重*比热*温度差）/（860X升温时间X效率）。
1、首先需要确定升温时间（H）和△t（°C），多长时间从多少度到多少度,这个参数很重要。
如果时间要求很短，那需求的功率可能就会较大，浪费能源；如果时间长了，设备的准备时间就长，具体看客户需求，找好一个平衡点。
2、主体设备内的空气体积（M3），包括管道，大概估下。
3、空气比重1.16（Kg/m3），比热0.24kcal/kg°C4、还有加热效率，一般0.5~0.6。
电热管表面负荷功率建议值（管发热区表面积单位功率）日期：2009-12-1 8:50:20 编辑：信息中心点击次数：783电热管表面负荷建议值：2～2.5。
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电热元件表面负荷的确定
日期：2010-10-15 21:38:23 人气：24
表面负荷是指电热元件(电热体)单位表面积的负荷功率，它是影响电热体使用寿命
的关键指标。
如表面负荷小，则消耗材料多，且难以布置，更甚者在一些布置紧凑情况下，电热体特别是螺旋状电阻丝因相距很近之间很难散热造成相邻电阻丝温度明显超过其设计最高温度，加之高温时易变形，严重时容易造成相邻电阻丝局部相距非常近，而炉气杂质炭黑等在长期工作时或多或少粘附在其间而造成电阻丝圈间局部短路。
电阻丝即在此熔断而迫使停炉维修，这是行内屡见不鲜的情况，也是高温电阻炉正常使用周期短的一个重要原因。
另一方面如表面负荷大，则会增加电热体与工件之间的温差，电热体经常处于接近甚至短时间超过其设计最高工作温度，
对大型高温电阻炉，推荐采用遮蔽作用最小的波形电阻丝，以垂直悬挂式结构安装
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电热效率与热交换效率之区别
日期：2011-1-3 11:23:50 人气：11
在当今整个社会以节能减排为核心的大趋势下，各种节能措施也随着检测监管力度的加强而趋于强制化，电热元件是许多小家电中能量转换的核心部件，它的能耗和实际的利用率直接影响到整机的电热功率的检测结果，由于对高能耗产品的监管力度日趋加强，就电热元件行业经常面临的配套常见知识和工程方法作如下汇总。
作为电热元件而言，如只有发热丝消耗电能所产生的热量直接被利用，此时的电热效率与热交换效率是数据上的同一概念；而事实上这种特例是非常罕见的，一般是发热丝消耗电能产生热能经镁粉和金属外壳传递到被吸热介质，这就是整个电热交换和热传递的详细过程，从中不难求证：电热效率仅指发热丝消耗电能时产生的热量的过程，而热交换的能力是指热传递全途径过程中克服热阻最终到达管表的数据。
在展开分析计算前，有关理性认识电热效率与热交换效率之概念外，对电热管工程现象问题的分析与判断也有充分的依据支持，希正确理解并掌握。
电热管、加热管、电热丝制造商-瑞高电热设备，网址：
电热元件的设计和选用
目前我国在中温电阻炉中大量应用Fe-Cr-AI系合金0Cr25AI5，在1970年我国研制成功了高温级电热合金0Cr21AI6Nb 和超高温级电热合金0Cr27AI7Mo2，以上3种合金加入微量元素RE、Ti等，以提高合金的使用温度和使用寿命，在高温电阻炉中使用效果良好，已纳入国家标准GB／T 1234-1995高电阻电热合金中推广使用。
高温Fe-Cr-Al合金电阻丝在1000-1300℃高温电阻炉中应用的经验(包括保护气氛或低真空电阻炉)。
特别是在电热体高温工作时其表面负荷预选的传热学分析与计算中推荐较低的表面黑度值e =0．41，而不是相当多资料包括近期出版的或较权威经典的手册所推荐的e =0．8。
而且在电热体几何形状和安装形式上建议采用遮蔽系数ψ最小的弓字形电阻丝作垂直挂式安装，而不是传统的螺旋电阻丝形式(其ψ约为前者的两倍)，使高温电阻炉电热元件使用寿命提高，尤其在一些两三班工作制的工厂实际应用中获得了较好的经济效益和技术效益，从而逐步取代因电阻炉需经常维修甚至更换电阻丝而被迫仍使用对环境污染大、工人劳动条件
恶劣和装炉量小的高温盐浴炉。
电热元件表面负荷的确定
表面负荷是指电热元件(电热体)单位表面积的负荷功率，它是影响电热体使用寿命的关键指标。
如表面负荷小，则消耗材料多，且难以布置，更甚者在一些布置紧凑情况下，电热体特别是螺旋状电阻丝因相距很近之间很难散热造成相邻电阻丝温度明显超过其设计最高温度，加之高温时易变形，严重时容易造成相邻电阻丝局部相距非常近，而炉气杂质炭黑等在长期工作时或多或少粘附在其间而造成电阻丝圈间局部短路。
电阻丝即在此熔断而迫使停炉维修，这是行内屡见不鲜的情况，也是高温电阻炉正常使用周期短的一个重要原因。
另一方面如表面负荷大，则会增加电热体与工件之间的温差，电热体经常处于接近甚至短时间超过其设计最高工作温度，
对大型高温电阻炉，推荐采用遮蔽作用最小的波形电阻丝，以垂直悬挂式结构安装。
结论与讨论
(1)电热元件采用国产的耐温较高并且价廉的0Cr25A 、0Cr21AI6Nb、0Cr27 Al7Mo2等电热合金，来代替价格较贵的进口高温电热合金，符合我国国情，并有较大的经济效益。
(2)电热元件采用1400℃的0Cr27AI7Mo2合金，可代替硅碳棒电热体，使用寿命长，功率稳定，并可省去专用电炉变压器，适用于工作温度1250℃以下的工业电炉，并可短时间使用至1300℃。
(3)对Fe-Cr—AI合金电热体的预选计算w时，电热体的表面黑度￡宜取0．4～0．5，而不是取传统推荐的0．8，这样理论计算出来的w。
与经验值相接近，说明本计算合理。
但是Fe-Cr—AI合金的黑度￡1较低，这是其缺点。
故近几年来，我国推广在Fe-Cr—AI电热元件表面涂覆高黑度红外涂料，其￡达0．9以上。
这样可加强辐射传热，提高热效率而省电；同时使加热元件本身的温度降得稍低些，从而延长其使用寿命。
(4)电阻丝采用弓字形代替螺旋形，取消搁丝砖，改用挂钩式，遮蔽最少，有利于电热体对工件的辐射传热，其使用寿命长达数千小时以上。
此外，弓字形结构的w 值比螺旋形的大一倍，且不易损坏，故能节约电热体材料。