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关注列表 来源: 发布日期: 2019.12.04

传统的电热丝加热或能源加热产品已进入白热化、同质化,其弊端也很明显,比如效率、环保等问题。致使电磁加热(IH)应用越来越广泛,其加热效率高、节能环保逐渐被众人所接受,然而在开发中有许多的技术要点还是比较模糊的,比如不同功率下如何选择线圈盘的参数?怎么理论计算等等,目前也都靠试验出来的,所以电磁加热看似简单,其实有很多的基础研究内容未掌握。

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电热丝加热

经常会有人问到电磁炉加热一锅水到沸腾需要多长时间?销售人员一味地宣传节能环保,在用户眼里就是:感觉不到。这是一个模糊概念,用户能感受到的就是加热速度快。像电热水壶一样,烧一壶水等几分钟都觉得漫长。要弄清楚加热时间还得有一套理论计算,虽然会有很多的因素影响,但好歹有个估算值吧。弄清楚这个问题首先需要知道几个物理量。

1、热量单位:焦耳

热量的公制单位为焦耳,简称“焦”,符号 : J

是为了纪念英国著名物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳而创立的。

2、能量单位:千瓦·时

千瓦·时(符号:kW·h)是一个能量量度单位,表示一件功率为一千瓦的电器在使用一小时之后所消耗的能量,也就是常说的一度电。

1千瓦时=1千瓦×1小时=1000瓦×1小时=1000瓦×3600秒=3600千焦

1kWh=

1kW×1h=1000W×1h=1000W×3600s=3600kJ

3、吸热或散热能力:比热容

比热容亦称比热容量,是热力学中常用的一个物理量,表示物体吸热或散热能力。比热容越大,物体的吸热或散热能力越强。它指单位质量的某种物质升高或下降单位温度所吸收或放出的热量。其国际单位制中的单位是焦耳每千克开尔文J/kg·K,即1kg物质的温度上升1开尔文所需的能量。

比热容的计算公式:

dd402c503c8f16f87b8727d6f1823b1f_6c224f4a20a44623aed1c2244d211f0b0cf3d762_token=91a325550530d8caea53d4f6b7dd2d36&s=D92C3C728F916CC04C74E9D30000C0B2

式一

c 表示比热容

Q 表示吸收的热量

m 表示物体的质量

t0 表示物体的初温

t 表示物体的末温

4、水的比热容

不同压力,不同温度下的液态水的定压比热容不同,在要求精度不高时,可近似认为常压下、25℃时水的定压比热容c=4.2kJ/kg·℃,读作“焦每千克摄氏度。注意开尔文K和摄氏度℃的区别。

根据比热容其实就可以解出烧水的问题。

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解: 设电磁炉功率P=2000W,效率η=86%,水重量m=1kg,水初温t0=25℃,烧开水温t=100℃,计算水烧开时所需时间。

计算水烧开所需热量Q

c17e6b2add9d9a6c5a7ca30a725306a3_b219ebc4b74543a92f18c3cdc614e787b90114bc_token=2f413b81d6e9c6ffce6e38711a67519f

由前面所述,1千瓦时(1度电)所产生的能量是3600kJ,2000W的电磁炉加热效率为86%,则1小时做功产生的能量为2*3600kJ*0.86=6192kJ,那么产生315kJ热量的时间=315kJ/6192kJ=0.050872小时=3.0523分钟,也就是说烧开1kg水需要3分钟。

与电能千瓦时对等换算后公式:

1531d2035d69a4a1ecd5f8409f189d03_9345d688d43f8794d79466b8071863f11ad53ac1_token=599dffab56af7c8a07558d6fff7e3db9&s=492C3C72A6807CE01E5894CE0000C0B3

式二

T为小时,若转换为分钟乘以60即可

为简化计算,固定温度设定25到100度,三级能效效率86%,时间为分钟,则公式简化为:

a50fcc6c19dd6c1aae148c5d81e78f86_f2deb48f8c5494ee62cffa56f8f68dfb98257e9d_token=2e5b22315f344040f62a24001f87306f&s=4FA43D628FB16C800E5C90CF0000C0B2

式三

T 为时间,单位分钟

m 为重量,单位为千克

P 为功率,单位为千瓦

反过来讲,已知时间再计算功率那也是一样的。

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公式变为:

a50fcc6c19dd6c1aae148c5d81e78f86_f2deb48f8c5494ee62cffa56f8f68dfb98257e9d_token=2e5b22315f344040f62a24001f87306f&s=4FA43D628FB16C800E5C90CF0000C0B2

式四

得出P=6.1kW。

以上只是作为估算方法,式三和式四最为简单,在电磁炉效率差不多的情况,就可口算得出加热时间,式三和式四这就相当于有一个固定的系数6.1参与计算,根据实际电磁炉本身的效率变更这个系数即可快速算出。若要考虑参数多一点时,则用式二计算。

当然实际过程中,

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