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1、厚壁炉衬真空电阻炉功率的计算方法继玉(东北工学院)TllePowerCaleulationofVact廷umResistanceFurnaeeithThiekLiningWZhangji一yu(NorthoastIns七ituteofTeehnolgy)、“文主要对新型保温材料如碳毡才碳布和硅酸铝纤维等制成的厚壁炉衬的真空电阻炉的功率计算进行介绍。重点是对炉衬热损失计算方程式求解进行了讨论。方程式求解有两种方,。法其中用图解法比较简便、一新型保温炉衬,、、硅。近年来一些新型保温材料不断出现如碳毡碳布酸铝纤维等它们的保温性能,,;,。好耐高温热惯性小含气量少容
2、易抽真空这些材料用在真空电阻炉中作为厚壁保温炉。,,衬非常适合反而用铂片等难熔材料制成的辐射屏式的保温炉衬由于保温效果差且成,。本高其应用有减少的趋势、二电阻炉的功率计算。采用新型耐火材料制成的厚壁炉衬的电阻炉(如图1所示)对于1000℃以上的高温炉而言,,炉衬外壁用不锈钢片,在内外壁中间放上保温材料,其炉衬内壁用钥片然后用钥螺钉固。,,定成厚壁炉衬最近又出现一种新的厚壁炉衬其炉衬外壁仍采用不锈钢片里面放上、、,。,碳毡碳布硅酸铝纤维等耐火材料然后用石墨绳绑在不锈钢外壁上将内壁铂片去掉,又。,这样即经济简单还有一种厚壁炉衬是将内壁钥片和外壁不锈钢片都去掉而将
3、新型保。。温材料直接固定在圆筒形框架上可见这种炉衬更简单后两种炉衬要求新型保温材料做成。一定形状才行图1新型保温材料炉衬加热室结构1一;3;观察孔挡板一观察孔3;嫂;一炉盖一上炉衬6;6;一电极一圆筒炉衬7;8;训一测温电偶一力时{马元件了/习气。一万,少己;10一}丁七七于全。⋯薪一叠}鹭妙歼一二干外树医313。下面介绍新型保温材料炉衬功率的计算在稳定状态下真空电阻炉的功率消耗按一「式计算:,Z一3Q=Q卜口(千卡/小时)(1)::;式中Q一加热元件应发出的总热流量:;口一加热元件所需要的有用热流量3。Q一损失的热流量1.:的计界:加热工件所需要的有用热
4、流量口:根据牛顿的冷却公式计算如下:=GC二tl才::Q(一)/(千卡/小时)(2):;式中G一被加热工件重量(公斤)。t。t,;C一由升到时的平均升温比热(千卡/公升℃)tl;一工件被加热到最高工作温度(℃)右。;一升温开始时温度(℃)丁t:,。才的时间(小时)一由升到被。,;,。加热工件重量包括料筐重量在比热相同时一起计算当比热不同时分别计算被加,。热材料如需烙化时应加上熔化材料的潜热.23的计算损失热流量Q为了:计算方便假设,。(1)炉膛内处于高真空条件下气体的对流传热可忽略。(2)炉膛内相当于一个温度均匀的圆筒形热源、,。(3)同种材料作的炉衬内壁等
5、在不同温度下黑度相同。(4)炉壳水冷内壁处于均匀的不变的温度之下3:在稳定条件下电阻炉损失的热流量Q可用下式计算3‘567SQ=Q+口+Q+Q+Q(千卡/小时)(3):4,。式中口一通过炉衬侧壁传走的热流量它是电阻炉主要的热量损失S。Q一通过炉衬上顶和下底损失的热流量6。Q一水冷电极导热损失的热流量Q7。一由炉衬观察孔及一些间隙等所造成的直接热辐射损失口8,、工。一其它热损失如炉衬支撑杆件支架等热短路损失5、6、,、。,。这里的口口口口等热损失计算可参考文献〔1〕和〔2〕的公式直接计算、,。我们主要介绍口的计算及如何解方程式见图2所示,当炉内加热处于稳定状态
6、下(即热平衡状态下):则有如下关系,,=、:=:3=、Q口Q口(4)._:工。、}丁式中口一加热元件辐射给炉衬内壁之热流量图2新烈保温材料炉衬剖而图一;’C故加热士件f一元件:i一万讨{勺加热少(il出;:。￡一炉衬外壁(不锈钢片)3一价七的内水冷壁314,:。23口一由炉衬内壁经保温材料传给外壁之热流量Q一由炉衬外壁辐射给炉壳内壁之热流量。,,,,由公式(4)可以看到炉内热流处于稳定状态下炉膛内各点温度不变热流量相等,。4,且均等于认在炉壳内壁被冷却水吸收带走因此口就是热损失就是所要计算的主要热量。,l、,2、3‘。损失下面分别列出口口认之方程式并求出口值
7、一__4_4=j,=红卫旦i立「了五丫fTl、1QQl一,1F/1L100/100/J(5).一二二吸一1珍￡r一t一少11￡/2兀1,:1元(T一罗)‘=,:=Q口姚一山(6)n‘‘。一衡一、一、层:了罕卜l(孺)(枷}(7)一卜石二!一11—￡么户3￡3/这三个方程式联立,:其中T,、刀;、:,、。一为加热器的绝对温度辐射面积和黑度T:、F,、。,、工、,、‘、、、、、。dZ一为炉衬内壁绝对温度辐射面积黑度直径高度和温度Z、Z、。2、Z、2、、、、、。TFd1札一为炉衬外壁绝对温度辐射面积黑度直径高度和温度3、3、。3、3、、、、。TFd几一为
8、炉壳内壁绝对温度辐射面积黑度直径和高度几一为新型保温
