热工过程与设备课设

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1、辽宁工业大学热工过程与设备课程设计（说明书）题目：箱式热处理电阻炉设计院（系）：专业班级：材料科学与工程学号：姓名：指导教师：起止时间：2014-12-15~2014-12-28课程设计任务及评语院（系）：　　　　　　　教研室：材料教研室学号姓名专业班级材料科学与工程课程设计题目箱式热处理电阻炉的设计生产率360kg/h，额定工作温度900℃，炉底强度100kg/m·h；炉底强度系数0.81；蛭石保温材料课程设计（论文）要求与任务(1)炉型的选择(2)确定炉体结构与尺寸(3)计算砌体平均表面积(4)计算加热炉功率(5)计算炉子热效率(6)计算炉子空载功率(7)计算空炉升温时间

2、(8)功率分配与接线(9)电热元件材料选择与计算(11)电热体元件图(12)电阻炉装配图(13)炉子技术性能指标(14)参考文献时间安排（1）布置设计任务，设计方案讨论、选择炉型1天（2）炉膛尺寸、炉体结构和尺寸、绘制炉衬示意图。2天（3）炉子的加热功率、热效率、空炉升温时间。2天（4）功率的分配；电热元件尺寸、布置，绘制电热元件示意图。1天（5）绘制电热元件布置图和电阻炉装配示意图。1天（6）撰写、编辑、排版、修改设计说明书。4天（7）考核、答辩。1天指导教师评语及成绩成绩：指导教师签字：学生签字：年月日辽宁工业大学课程设计说明书目录目录I1炉型的选择12炉体结构及尺寸12

3、.1炉底面积的确定12.2炉膛尺寸的确定12.3炉衬材料及厚度的确定23砌体平均表面积计算34炉子功率65炉子热效率计算96炉子空载功率计算97空炉升温时间计算108电热元件材料选择及计算119电热体元件图1310电阻炉装配图1411电阻炉技术指标15参考文献1616辽宁工业大学课程设计说明书设计任务：为某厂设计一台井式热处理电阻炉，其技术条件为：(1)用途：碳钢、合金钢毛坯或零件的正火、淬火，处理对象为中、小型零件、非长杆类零件，无定型产品，小批量，多品种。(2)生产率：360kg/h。(3)额定工作温度：900℃。(4)生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。1炉型的选

4、择根据工件的特点与设计任务的要求及产量大小选择高温箱式炉。由于小批量生产，品种多操作方便，容易准确控制温度，炉膛温度分布均匀，便于使用控制气氛，容易实现机械化自动化操作和工艺稳定的要求拟选用箱式热处理电阻炉，不通保护气氛。2炉体结构及尺寸炉体结构尺寸根据工件的形状，尺寸，装炉量以及炉子生产率来决定。同时考虑到炉子的传热特点、检修和装出料方便。在保证炉子生产率的情况下，尽量减小炉膛尺寸以降低能量消耗。2.1炉底面积的确定根据炉底强度指标计算炉底面积。因为零件产品为无定型产品，故不能用炉子一次装料量确定炉底面积，只能用炉底强度指标法。根据已知的生产率p为360kg/h，炉底强度h

5、为100kg/m2·h，故可求得炉底有效面积F1=p/h=360/100=3.6m2式中F1–炉底有效面积，m2；p–炉子生产率，kg/h。本设计给定的生产率为360kg/h；h–炉底强度，kg/（m·h），因为有效面积与炉底实际面积存在关系式K=F1/F=0.81，得炉底实际面积F=F1/0.81=3.6/0.81=4.40m22.2炉膛尺寸的确定对于箱式热处理电阻炉，炉底长度与宽度之比约为3:2，所以由炉底长度公式L=可知L==2.5716辽宁工业大学课程设计说明书由炉底宽度公式B=得B==1.7m根据炉膛高度H与宽度B之比H/B=0.85，可以知道H=1.7×0.85=

6、1.45m。因此，可以确定炉膛尺寸如下L=2570mmB=1700mmH=1450mm为避免工件与炉内壁或电热元件搁砖相碰撞，应使工件与炉膛内壁之间有一定的空间，确定工作室有效尺寸为L效=2600mmB效=1800mmH效=1500mm2.3炉衬材料及厚度的确定中温温箱式炉炉墙选取二层材料，分别为轻质粘土砖，蛭石。轻质粘土砖，密度2.0g/cm2，导热系数λ=0.29+2.6×10-4t，厚度115mm。蛭石，密度0.2g/cm2，导热系数λ=0.07+2×10-4t，厚度210mm。炉衬包括炉墙、炉底和炉顶三部分。依次计算炉墙，炉底，炉顶。1.炉墙对于高温炉，炉墙要求有较高

7、的耐压强度或承受冲击负荷，根据经验及耐火砖尺寸，耐火层可选用一层轻质粘土砖，厚度为115mm。保温层选用膨胀蛭石，其厚度需经计算确定，初步选取厚度为210mm。炉墙内表面温度t0即为炉子的额定工作温度900℃。假定界面温度t1为800℃，炉壳温度t3为50℃，即t0=900℃，t1=800℃，，t2=50℃,t3=20℃则有：轻质粘土层S1的平均温度为：t1均===850℃蛭石层S2的平均温度为：t2均===425℃S1、S2层炉衬的热导系数公式为1均=0.29+0.26×10-3×t1均=0.29+0