电热元件表面负荷的确定

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。

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。

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。