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）。
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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
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、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。