熱處理電阻爐的設計畢業設計-文庫吧

【正文】 F頂外 = B外 L外 =? = m2 F 頂均 = 頂外頂內 FF ? = m2 爐墻平均面積 爐墻面積包括側墻及前后墻 ,為簡化計算將爐門包括在前墻內 F 墻內 =2LH+2BH=2H(L+B) =2? (+) = m2 F 墻外 =2H 外 ? (L 外 +B 外 )=2? ? (+)= F墻均 =墻外墻內 FF ?= ? = 爐底平均面積 F 底內 =B? L=? = m2 F 底外 =B 外 ? L 外 =? = m2 F 底均 = 底外底內 FF ? = ? = m2 3 加熱爐功率的計算 1．根據經驗公式計算爐子功率 P 安 =C?升 ???(1000t ) 取式中系數 C=31﹝ (kW)/(℃ )﹞，空爐升溫時間假定為 ?升 ??h,爐溫 t=840℃ ，爐膛內壁面積 F 壁 =2 ( )+2 ( )+ + 2 ??36060 = 所以 P 安 = C?升 ???(1000t ) =31 (1000840 ) = 由經驗公式法計算得 P 安 ≈ 100kW 2． 根據熱平衡計算爐子功率 （ 1） 加熱工件所需的熱量 Q 件 熱平衡計算法式根據爐子的輸入總功率（收入項）應等于各項能量消耗（支出項）總和的原則確定爐子功率的方法。 電阻爐主要熱量支出項目：加熱工件所需的熱量 Q 件 。 Q 件 ＝ P(c 件 2t1c 件 1t0) (kJ/h) 式中： P－爐子的功率（ kg/h） t0、 t1－工件加熱的初始和終了溫度（ ℃ ） c 件 c 件 2－工件在 t0和 t1時的比熱容 〔 kJ/(kg ℃ )〕 確定式中各參數： 生產率： P＝ 160kg/h 初始溫度： t1＝ 840℃ 終了溫度： t0＝ 20℃ 由表 3 得，工件在 840℃及 20℃時的比熱容分別為： c 件 2= kJ/(kg ℃ ) c 件 1= kJ/(kg ℃ ) 即 ： Q 件 =P(c 件 2t1c 件 1t0) =160 (? ? 20) =83923kJ/h 表 3 純鐵和鋼的平均比熱容 種類 化學成分 [重量分數 (%)] 在不同溫度下的平均比熱容 [kJ/(kg ℃ )] C Mn Ni Cr Mo 50 ～100℃ 450～500℃ 650～700℃ 850～900℃ 碳素鋼 — — — 低合金鋼 高合金鋼 — — （ 2） 通過爐襯的散熱損失 Q 散 由于爐內側壁和前后墻爐襯結構相似，故作統一數據處理，為簡化計算，將爐門包括在前墻內。 由公式： Q 散 ＝ t1tn+1∕??ni iii Fs1 /? (W) 式中： t tn+1－爐內和爐外的空氣溫度，對電阻爐可以認為 t1接近等于爐度 ； si － 第 i 層的爐襯厚度 m； ?i －第 i 層的平均熱導率 W/mh； Fi － 第 i 層爐體的散熱面積 m2。 Ⅰ ． 對于爐墻散熱，如圖 2 所示，首先假定界面上的溫度及爐殼溫度， t180。2墻 ＝ 700℃ ， t180。3 墻 ＝ 430℃ ， t180。4 墻 ＝ 60℃ 則 耐火層 s1 的平均溫度 t 均1s = 7702 700840 ?? ℃ ， 硅酸鋁 纖維層 s2 的平均溫度 t 均2s = 5652 430700 ?? ℃ ， 硅藻土磚層 s3 的平均溫 t 均3s = 2452 60430 ?? ℃ 。 s1 、 s3層爐襯的熱導率由表 4 得 31 ????? t 均1s =+ 10 3? 770=∕ (m℃ ) ?3? +10 3? t 均3s =+10 3? 245= W∕ (m℃ ) 圖 2 爐墻結構圖 材料和牌號 密 度 （ gcm3） 熱導率 (Wm1℃ 1) 比熱容 （ kJkg1℃ 1） 最高使用溫度 （ ℃ ） 輕質粘土磚 (QN－ ) ＋ 10－ 3t + 10－ 3t 1300 硅酸鋁耐火 纖維氈 (600℃ ) + 10－ 3t 1200 硅藻土磚 A 級 ＋ 10－ 3t ＋ 10－ 3t 1200 硅藻土磚 B 級 ＋ 10－ 3t 900 膨脹珍珠巖 ～ + 10－ 3t 1000 表 4 熱處理爐常用耐火材料和保溫材料 普通硅酸鋁纖維的熱導率由表 查得，在與給定溫度相差較小的范圍內近似認為其熱導率與溫度成線性關系，由 t 均2s =565℃ ，得 ?? W∕ (m℃ ) 表 5 普通硅酸鋁耐火纖維熱導率 （ Wm1℃ 1） 密度 （ kgm3） 溫度 （ ℃ ） 100 400 700 1000 100 250 350 表 6 爐墻外表面對車間的綜合傳熱系數表 a∑[W∕(m 2℃ )](車間溫度 20℃ ) 爐墻外表面溫度（ ℃ ） 側墻 水平面 鋼板或涂灰漆表面 鋁板或涂鋁粉漆表面 爐頂 架空爐底 鋼板或涂灰漆表面 鋁板或涂鋁粉漆表面 鋼板或涂灰漆表面 鋁板或涂鋁粉漆表面 30 60 115 當爐殼溫度為 60℃ ，室溫為 20℃ 時，由表 經近似計算得 ?? = W∕ (m2 ℃ ) ①求熱流 q墻 =?????assstt ag1332211??? =1 20840 ??? ? = W∕ m2 ②驗算交界面上的溫度 t墻2 、 t墻3 t 墻2 =t1 q墻11?s = = ℃ Δ =， 墻， 墻墻222 t tt ? = ? =% Δ ＜ 5%,滿足設計要求，不需