电阻炉功率计算.doc

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1、电阻炉功率的计算热处理电阻炉功率的计算方法有热平衡计算法和经验计算法良种。一、热平衡计算发热平衡计算法是根据炉子的输入总功率（收入项）应等于各项能量消耗（支出项）总和的原则确定炉子功率的方法。1．热处理电阻炉的主要能量支出炉子能量消耗包括热工件的热量（有效热量）、在生产操作中的各项热损失和电能输入炉子过程中在电气设备及导线中的电能损失（如变压器和炉外电缆的电能损失等）炉子能量消耗量与炉子结构、。尺寸、生产率、热处理工艺和供电方式有关。电阻炉主要热量指出项目的计算方法如下：（1）加热工件所需热量Q件Q件=P(c2t2－c1t1)(kJ/h)式中：P——炉子的生产率(kg/h)t1、t

2、2——工作加热的初始和终了温度（℃）c1、c2——工件在t1和t2时的比热容〔kJ/(kg·℃)〕，参见附表６。若以加热阶段作为热平衡的时间单位时，Q件应为Q件＝G装（c2t2－c1t1）／г加（kJ/h）式中：G装——一次装炉料重量（kg）；г加——加热阶段时间（h）。（２）加热辅助构件（料筐、工夹具、支承架、炉底板及料盘）所需热量Q辅Q辅=P辅（c2t2-c1t1）（kJ/h）式中：P辅——每小时加热辅助构件的重量（kg/h）；t1、t2——辅助构件加热的初始和终了温度（℃）；c1、c2——辅助构件在t1和t2时比热容[kJ/(kg·℃)；（3）加热控制气体所需热量Q控Q=V控

3、c控（t2-t1）（kJ/h）式中：V控——控制气体的用量（m3/h）；t1、t2——控制气体入炉前温度和工作温度（℃）；c控——控制气体在t1～t2温度范围内的平均比热容[kJ/(m3·℃)](4)通过炉衬的散热损失Q散在炉处于稳定态传热时,通过双层炉衬的散热损失为式中:tg、ta——炉气和炉外空气温度（℃），对电阻炉可以认为tg近似等于炉内壁温度或炉温；啊s1、s2——第一层和第二层炉衬的厚度（m）；λ1、λ2——第一层和第二层炉衬的导热率〔W/(m2·℃)〕〕ɑ∑２——炉体外壳对周围空气的综合传热系数〔W/(m2·℃)〕（见附表２）；F散——炉体的平均散热面积（m２）；３.６

4、——时间系数。（５）通过开启炉门或炉壁缝隙的辐射热损失Q损Q＝式中：C0——黑体辐射系数；F——炉门开启面积或缝隙面积（m２）；３.６——时间系数。Φ——炉口遮蔽系数，对常开炉门或炉壁缝隙而言δt＝１。（６）通过开启炉门或炉壁缝隙的溢气或吸气热损失Q溢或Q损Q溢或Q损是开启炉门或炉壁存在缝隙时热炉气溢出炉外或遇冷空气吸入炉内所造成的热损失。对于一般箱式电阻炉，开启炉门时，通常以加热吸入的冷空气所需要的热量作为该项热损失，即Q吸＝式中：ta——炉外冷空气温度（℃）；tg’——溢出热空气温度（℃），随炉门开启时间的增长而降低，若开启时间很短，可取炉子工作温度；ρa——空气在ta～t’g

5、温度内的平均比热容[kJ/(kg·℃〕；qva——吸入炉内的空气流量（m3/h）。对于空气介质电阻炉，零压面在炉门开启高度中分线。可按下公式计算：V＝2200BH√H（m3·℃）式中：B——炉门或孔隙的宽度（m）H——炉门开启高度或孔高度（m）（7）砌体蓄热量Q蓄砌体蓄热量指炉子从室温加热至工作温度并且达到稳定状态时炉衬本身所吸收的热量。对双层砌体可按下式计算：Q蓄=V1ρ1（c1’t1’－c1t0）+V2ρ2（c2’t2’－c2t0）（kJ）式中：V1、V2——耐火层和保温层的体积（m3）；ρ1、ρ2——耐火材料和保温材料的密度（kg/m3）；t1’t2’、——耐火层和保温层在温

6、度达到稳定状态的平均温度（℃）；t0——室温（℃）；c1’c2’、——耐火和保温材料在t1’t2’和时的比热容[kJ/kg·℃]；c1、c2——耐火和保温材料在t0时的比热容[kJ/kg·℃]。（8）通过外伸构件的传热损失Q传Q传=式中：λ——外伸构件的导热系数（千卡/米·时·℃）L——外伸构件的长度（m）F——外伸构件的截面积（m2）（9）其他热损失Q它此项热损失包括未考虑到的各种热损失及一写不易精确计算的热损失、如炉衬砖缝不严、炉子长期使用后保温材料隔热性能和炉子密封性能降低以及热电偶、电热元件引出杆的热短路等造成的热损失。此项热损失可取上述各项热损失总和的某一近似百分数。通常

7、对箱式炉为10%～20%，即Q它=（10%～20%）Q总2．炉子所需功率Q总=Q件+Q辅+Q控+Q散+Q辐+Q传+Q溢+Q蓄+Q它Q总为维持炉子正常工作所必不可少的热量支出。在实际生产中还必须考虑某些具体情况，如炉子长期使用后炉衬局部损坏引起热损失增加，电压波动、电热元件老化引起炉子功率下降以及工艺制度变更要求提高功率等等。因此，炉子的功率应有一定储备，其安装功率（kW）应为P安=式中：K——功率储备系数，对周期作业炉，.K=1.3～1.5。炉子的热效率η可由下式求得