箱式电阻炉课程设计完整版

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1、一、设计任务书题目：设计一台中温箱式热处理电阻炉；生产能力：160kg/h；生产要求：无定型产品，小批量多品种，周期式成批装料，长时间连续生产；二、炉型的选择根据生产特点，拟选用中温箱式热处理电阻炉，最高使用温度，不通保护气氛。三、确定炉体结构及尺寸1.炉底面积的确定因无定型产品，故不能用实际排料法确定炉底面积，只能用加热能力指标法。已知生产率p为160kg/h，按照教材表5-1选择箱式炉用于退火和回火时的单位面积生产率p0为100kg/(m2﹒h)，故可求得炉底有效面积：由于有效面积与炉底总面积存在关系式，取系数上限，得炉底实际面积：2.炉底

2、长度和宽度的确定由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑出料方便，取，因此，可求得：根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取，如总图所示。3.炉膛高度的确定按照统计资料，炉膛高度与宽度之比通常在之间，根据炉子工作条件，取。因此，确定炉膛尺寸如下：长宽高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：4.炉衬材料及厚度的确定由于侧墙、前墙及后墙的工作条件相似，采用相同炉衬结构，即轻质粘土砖，密度为的普通硅酸铝纤维毡，级硅藻土砖。炉顶采用轻质粘土砖，密度为的普通硅酸铝纤维毡，膨胀珍珠岩。炉底采用三层轻质粘土砖，密度为

3、的普通硅酸铝纤维毡，级硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉衬。炉门用轻质粘土砖，密度为的普通硅酸铝纤维毡，级硅藻土砖。炉底隔砖采用重质粘土砖，电热元件搁砖选用重质高铝砖。炉底板材料选用耐热钢，根据炉底实际尺寸给出，分三块或者四块，厚。四、砌体平均表面积计算砌体外廓尺寸如下：试中——拱顶高度，此炉子采用60°标准拱顶，取拱弧半径，则f可由求得f=131.052。1.炉顶平均面积2.炉墙平均面积炉墙面积包括侧墙及前后墙，为简化计算，将炉门包括在前墙内。3.炉底平均面积五、计算炉子功率1.根据经验公式法计算炉子功率由教材式取式中系数K为保温系数，取值为11，炉

4、温，炉膛面积所以由经验公式法计算得2.根据热平衡计算炉子功率（1）加热工件所需的热量由资料附表得，工件在及时比热容分别为，，根据式（2）通过炉衬的散热损失的热量I.炉墙的散热损失由于炉子侧壁和前后墙炉衬结构相似，故作统一数据处理，为简化计算，将炉门包括在前墙内。根据式对于炉墙散热，首先假定界面上的温度及炉壳温度，，，，则耐火层的平均温度，硅酸铝纤维层的平均温度，硅藻土砖层的平均温度，层炉衬的导热率由教材附表3得。普通硅酸铝纤维的热导率由教材附表4查得，在与给定温度相差较小范围内近似认为其热导率与温度成直线关系，由，得当炉壳温度为，室温为是，由教

5、材附表2可得炉墙外表面对车间的综合传热系数①求热流②验算交界面上的温度误差，满足设计要求，不需要重新估算。误差，同样满足设计要求，不需要重新估算。③验算炉壳温度满足一般热处理电阻炉表面升温的要求。计算炉墙散热损失II.炉顶的散热损失和炉墙散热损失同理：III.炉底的散热损失整个炉体散热损失（3）开启炉门的辐射热损失设装出料所需时间为每小时6分钟，根据因为，，由于正常工作是，炉门开启高度为炉膛高度一半，故炉门开启面积，炉门开启率。由于炉门开启后，辐射口为矩形，且与之比为，炉门开启高度与炉墙厚度之比为，由教材图1-14第一条线查得孔口遮蔽系数，故（

6、4）开启炉门溢气热损失溢气热损失由公式得式中，冷空气密度，由附表得，为溢气温度，近似认为(5)其他热损失其他热损失约为上述热损失之和的，故(6)炉子热量总支出其中，由公式得（7）炉子安装功率由教材式其中，为功率储备系数，本炉设计中取1.3，则与标准炉子相比较，取炉子功率为。六、炉子热效率计算1.正常工作时的效率由教材式（8.18）2.在保温阶段，关闭炉门时的效率七、炉子空载功率计算八、功率的分配与接线功率均匀分布在炉膛两侧及炉底，组成或接线。供电电压为车间动力电网。核算炉膛布置电热元件内壁表面负荷，对于周期式作业炉，内壁表面负荷应在之间，常用为

7、之间。表面负荷在常用的范围之内，故符合设计要求。九、电热元件材料选择及计算由最高使用温度，选用线状合金作电热元件，接线方式采用。1.图表法有教材表96查得电热元件，箱式电阻炉接线，直径时，其表面负荷为。每组元件长度，总长度，元件总质量。2.理论计算法（1）求时电热元件的电阻率当炉温为时，电热元件温度取，由资料附表12查得在时电阻率，电阻温度系数，则下的电热元件电阻率为（2）确定电热元件表面功率根据本炉子电热元件工作条件取。(3)每组电热元件功率由于采用接法，即两组电热元件并联后再接成的三相双星形接法，每组电热元件功率（4）每组电热元件端电压由于

8、采用接法，车间动力电网端电压为，故每组电热元件端电压即为每相电压（5）电热元件直径线状电热元件直径由公式得取。（6）每组电热元件长度和质量每组电热元件