熱處理電阻爐設(shè)計(jì)

1、.熱處理電阻爐設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一箱式電阻爐，計(jì)算和確定主要項(xiàng)目，并繪出草圖。基本技術(shù)條件：（ 1）用途：碳鋼、低合金等的淬火、調(diào)質(zhì)以及退火、正火；（ 2）工作：中小型零件，小批量多品種，最長(zhǎng)0.8m ；（ 3）最高工作溫度為 950 ；（ 4）爐外壁溫度小于 60 .（ 5）生產(chǎn)率： 105Kg/h 。設(shè)計(jì)計(jì)算的主要項(xiàng)目：（ 1）確定爐膛尺寸；（ 2）選擇爐襯材料及厚度，確定爐體外形尺寸；（ 3）用熱平衡法計(jì)算爐子功率；（ 4）選擇和計(jì)算電熱元件，確定其布置方法；（ 5）寫(xiě)出技術(shù)規(guī)范。二、爐型選擇根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)給出的生產(chǎn)的特點(diǎn)，選用中溫（ 6501000 ）箱式熱處理電阻爐，爐膛不通保護(hù)氣氛

2、，為空氣介質(zhì)。三、確定爐膛尺寸1.理論確定爐膛尺寸（ 1）確定爐底總面積爐底總面積的確定方法有兩種：實(shí)際排料法和加熱能力指標(biāo)法。本設(shè)計(jì)用加熱能力指標(biāo)法來(lái)確定爐底面積。已知爐子生產(chǎn)效率P=105Kg/h 。按教材表5-1 選擇適用于淬火、正火的一般箱式爐，其單位爐底面積生產(chǎn)率P 0=100120Kg/ （ m2 · h ）。因此，爐子的爐底有效面積（即可以擺放工件的實(shí)際面積）F1 可按下式計(jì)算：F1P1051m2P0105通常爐底有效面積和爐底總面積之比值在0.750.85 之間選擇。 爐子小取值小值； 爐子大取值大值。本設(shè)計(jì)取中值0.8 ，則爐底總面積F 為：FF111.25m20.

3、80.8（ 2）確定爐膛的長(zhǎng)度和寬度爐底長(zhǎng)度和寬度之比L 在 3/22 之間選擇?？紤]到爐子使用時(shí)裝、出料的方便，本設(shè)B計(jì)取 L2 ,則爐子爐底長(zhǎng)度和寬度分別為：BF1.25L1.581m0.50.5L1.581B0.791m22.（ 3）確定爐膛高度爐膛高度和寬度之比H在 0.50.9之間選擇，大爐子取小值，小爐子取大值。本設(shè)計(jì)B取中值 0.7 ，則爐膛高度為：H0.7B0.70.7910.554m2.確定實(shí)際爐膛尺寸為方便砌筑爐子，需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)磚尺寸（230×113×65mm ），并考慮砌縫寬度（砌磚時(shí)兩塊磚之間的寬度 2mm ），上下磚體應(yīng)互相錯(cuò)開(kāi)以及在爐底方面布置電

4、熱元件等要求， 進(jìn)一步確定爐膛尺寸。依據(jù)理論計(jì)算的爐膛長(zhǎng)度、寬度和高度，進(jìn)一步確定爐膛尺寸如下：L(2302)71624mmB(1132)3(1102)4793mmH(652)837573mm注意：實(shí)際確定的爐膛尺寸和理論計(jì)算的爐膛尺寸不要差別太大。3.確定爐膛有效尺寸為避免熱處理工件與爐膛內(nèi)壁、電熱元件和放置電熱元件的擱磚發(fā)生碰撞，應(yīng)使工件與爐內(nèi)壁保持一定的距離。工件應(yīng)放置的爐膛的有效尺寸內(nèi)。爐膛有效尺寸確定如下：L 效=1500mmB 效=700mmH 效=450mm四、爐襯材料的選擇及其厚度的確定爐襯材料的選擇及其厚度的計(jì)算應(yīng)滿(mǎn)足在穩(wěn)定導(dǎo)熱的條件下，爐殼溫度小于60 。由于爐子外壁和周?chē)?/p>

5、空氣之間的傳熱有輻射和對(duì)流兩種方式，因此輻射換熱系數(shù)和對(duì)流換熱系數(shù)之和統(tǒng)稱(chēng)為綜合傳熱系數(shù)。爐殼包括爐墻、爐頂和爐底。這三部分外壁對(duì)周?chē)諝獾木C合傳熱系數(shù)不同（見(jiàn)教材附表 2 ），所以三部分爐襯材料的選擇及其厚度也不同，必須分別進(jìn)行計(jì)算。1.爐墻爐襯材料的選擇及其厚度的計(jì)算爐子的兩邊側(cè)墻和前后墻可采用相同的爐襯結(jié)構(gòu)， 同時(shí)為簡(jiǎn)化計(jì)算， 將爐門(mén)看作前墻的一部分。設(shè)爐墻的爐襯結(jié)構(gòu)如圖所示，耐火層是 113mm 厚的輕質(zhì)粘土磚（ QN 0.8 ），保溫層是 60mm 厚、密度為 350Kg/m 3 的普通硅酸鹽耐火纖維氈和 230mm 厚的 A 級(jí)硅藻土磚 （耐火材料和保溫材料的選擇參照教材附表 3

6、和附表 4 ）。這種爐襯結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定導(dǎo)熱條件下，是否滿(mǎn)足墻外壁溫度小于 60 ，應(yīng)首先求出熱流密度，然后計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)證。在爐墻內(nèi)壁溫度 950 、爐殼周?chē)諝鉁囟?20 的穩(wěn)定導(dǎo)熱條件下，通過(guò)爐墻向周?chē)諝馍岬臒崃髅芏葹椋簈95020S1S2S311231）S1，S2，S3 確定.S1， S2，S3分別是輕質(zhì)粘土磚、硅酸鹽耐火纖維氈和A 級(jí)硅藻土磚的厚度（ m）。若考慮它們之間2mm 的砌縫寬度，則S1 ，S 2，S 3 得厚度為：S11132115mm ；S260mm；S3 230 2 232mm。2）1 ，2， 3，的確定1， 2，3 分別是輕質(zhì)粘土磚、硅酸鹽耐火纖維氈和A 級(jí)硅藻土磚的平均

7、熱導(dǎo)率（W/m · ）；是爐殼對(duì)周?chē)諝獾木C合傳熱系數(shù)（W/m · ）。要求出1 ，2 ，3 和，首先必須假定各層界面溫度和爐殼溫度。設(shè)輕質(zhì)粘土磚和硅酸鹽耐火纖維氈之間的界面溫度t2'850 C ，硅酸鹽耐火纖維氈和硅藻土磚之間的界面溫度 t3'620C ，爐墻外殼溫度t4'55 C 60 C 。如圖所示：求輕質(zhì)粘土磚的平均熱導(dǎo)率查教材附表3，可得輕質(zhì)粘土磚（QN 0.8 ）的平均導(dǎo)熱率為：10.2940.21210 3t p (t p為平均溫度）10.2940.21210 3 ( t1t2') 0.2940.212 10 3 ( 950 8

8、50)22=0.485W/m · 求硅酸鹽耐火纖維氈的平均熱導(dǎo)率硅酸鹽耐火纖維氈的平均溫度t 2't3'850 620C 。根據(jù)教材附表 4查t p73522得，密度為 350Kg/m 3 普通硅酸鹽耐火纖維氈700 、1000 的熱導(dǎo)率分別為 0.121W/m ·和 0.122W/m ·。在 700 1000 溫度范圍內(nèi)， 可近似認(rèn)為其平均導(dǎo)熱率與溫度成線0.1220.12120.121性關(guān)系。則有：10007007352 0.121W / m C700求硅藻土磚的平均導(dǎo)熱率查教材附表3，可得 A 級(jí)硅藻土磚的平均熱導(dǎo)率為330.1050.231

9、0 3 tp0.1050.2310 3(t3't 4')0.105 0.23 10 3 ( 620 55) 0.183W / m C22求爐墻外殼對(duì)周?chē)諝獾木C合傳熱系數(shù)當(dāng)爐墻外殼溫度為 55 ，周?chē)諝鉃?20 時(shí)，由教材附表 2 可查得，外殼為鋼板或涂灰漆表面時(shí)，對(duì)周?chē)諝獾木C合傳熱系數(shù)為：11.81W / m2C3) 求熱流密度.將以上數(shù)據(jù)代入求熱爐密度的表達(dá)式中，可求得熱流密度為：q0.115950201930445.8W / m20.060.2322.0860.4850.1210.18311.814）驗(yàn)算各界面和爐墻外殼溫度是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求輕質(zhì)粘土磚和硅酸鹽耐火材料纖

10、維氈之間的界面溫度2 為：tt2 t1q S1950445.80.115844.3 C10.485相對(duì)誤差為 t2t2'844.38500.67% 5% ，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，不必重算。t2'850硅酸鹽耐火纖維氈和硅藻土磚之間的界面溫度為：t3t2 q S2844.3445.80.060623.2 C ;20.121相對(duì)誤差為 t3t3'623.26200.52%5% ，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，不必重算。t3'620爐墻外殼溫度為：t4t3 q S3623.2445.80.23258 C60 C；30.183因爐墻外殼溫度小于60 ，故爐墻爐襯材料及其厚度的選擇滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

11、若實(shí)際計(jì)算后，外殼溫度大于60 ，必須重新選擇爐墻爐襯材料及其厚度。2.爐頂爐襯材料的選擇及其厚度的計(jì)算設(shè)爐頂?shù)臓t襯結(jié)構(gòu)為：耐火層是113mm厚的輕質(zhì)粘土磚（QN 0.8 ），保溫層是厚度60mm 、密度 350Kg/m 3 的普通硅酸鹽耐火纖維氈和厚度113mm 的膨脹珍珠巖。在爐頂周?chē)鷥?nèi)壁溫度為 950 、爐殼周?chē)鷾囟?20 的穩(wěn)定導(dǎo)熱條件下，通過(guò)爐頂向周?chē)諝馍岬臒崃髅芏葹椋簈95020S1S2S311231）S1，S2，S3 確定S1， S 2， S 3 分別是輕質(zhì)粘土磚、硅酸鹽耐火纖維氈和膨脹珍珠巖的厚度（ m）。 若考慮它們之間 2mm 的砌縫寬度，則 S 1 ， S2， S3

12、得厚度為：S11132115mm ；S260mm；S3 113 2 115mm。2）1 ，2 ，3 ，的確定.1， 2，3 分別是輕質(zhì)粘土磚、硅酸鹽耐火纖維氈和膨脹珍珠巖的平均熱導(dǎo)率（W/m · ）；是爐頂外殼對(duì)周?chē)諝獾木C合傳熱系數(shù)（ W/m · ）。要求出1 ，2 ， 3和，首先必須假定各層界面溫度和爐殼溫度。設(shè)輕質(zhì)粘土磚和硅酸鹽耐火纖維氈之間的界面溫度 t2'860 C ，硅酸鹽耐火纖維和平膨脹珍珠巖之間的界面溫度t3'580 C ，爐頂外殼溫度 t4'55C 60C。1 的確定查教材附表3，可得輕質(zhì)粘土磚（QN 0.8 ）的平均導(dǎo)熱率為：10

13、.2940.21210 3t p (t p為平均溫度）10.2940.21210 3 ( t1t2') 0.2940.212 10 3 ( 950 860)22=0.486W/m · 2 的確定硅酸鹽耐火纖維氈的平均溫度t2't3'860 580C 。根據(jù)教材附表 4查t p72022得，密度為 350Kg/m 3 普通硅酸鹽耐火纖維氈700 、1000 的熱導(dǎo)率分別為 0.121W/m ·和 0.122W/m ·。在 700 1000 溫度范圍內(nèi)， 可近似認(rèn)為其平均導(dǎo)熱率與溫度成線性關(guān)系。則有：0.1220.12120.1210.121W

14、 / m C100070072027003 的確定查教材附表3，可得膨脹珍珠巖的平均熱導(dǎo)率為30.040.2210 3t p30.040.2210 3 ( t3't4')0.04 0.22 10 3 ( 580 55)22=1.10W/m · 的確定當(dāng)爐頂外殼溫度為 55 ，周?chē)諝鉃?20 時(shí)，由教材附表 2 可查得，外殼為鋼板或涂灰漆表面時(shí)，對(duì)周?chē)諝獾木C合傳熱系數(shù)為：13.52W / m2C3) 熱流密度的計(jì)算.將以上數(shù)據(jù)代入求熱爐密度的表達(dá)式中，可求得熱流密度為：q0.115950201930502.2W / m20.060.1151.8520.4860.12

15、10.11013.525）驗(yàn)算各界面和爐頂外殼溫度是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求輕質(zhì)粘土磚和硅酸鹽耐火材料纖維氈之間的界面溫度2 為：tt2 t1q S1950502.20.115831.0 C10.486相對(duì)誤差為 t2t2'831.08603.4% 5% ，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，不必重算。t2'860硅酸鹽耐火纖維氈和硅藻土磚之間的界面溫度為：t3t2 q S2831.0 502.20.060582C;20.121相對(duì)誤差為 t3t3'5825800.32%5% ，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，不必重算。t3'580爐頂外殼溫度為：t4t3 q S3582502.20.11557 C60 C；3

16、0.110因爐墻外殼溫度小于60 ，故爐頂爐襯材料及其厚度的選擇滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。若實(shí)際計(jì)算后，外殼溫度大于60 ，必須重新選擇爐頂爐襯材料及其厚度。3.爐底爐襯材料選擇及其厚度的計(jì)算設(shè)爐底的爐襯結(jié)構(gòu)為，耐火層是（65+2 ）×3=201mm厚的輕質(zhì)粘土磚（QN 0.8 ），保溫層是厚度80mm 、密度 350Kg/m 3 的普通硅酸鹽耐火纖維氈和（ 113+2 ）+（65+2 ）×2mm的 A 級(jí)硅藻土磚。在爐底內(nèi)壁溫度 950 、爐殼周?chē)諝鉁囟?20 的穩(wěn)定導(dǎo)熱條件下，通過(guò)爐底向周?chē)諝馍岬臒崃髅芏葹椋簈95020S1S2S311231）S1，S2，S3 確定S1，S

17、2，S 3 分別是輕質(zhì)粘土磚（QN 0.8 ）、普通硅酸鹽耐火纖維氈和膨A 級(jí)硅藻轉(zhuǎn)的厚度（ m）。若考慮它們之間2mm 的砌縫寬度，則S1， S2 ， S 3 得厚度為：S1(652)3201mm：S280mm；S3(1132)(652)2249mm。.2）1 ，2 ，3 ，的確定1 ，2 ， 3分別是輕質(zhì)粘土磚、硅酸鹽耐火纖維氈和A 級(jí)硅藻轉(zhuǎn)的平均熱導(dǎo)率（W/m · ）；是爐爐底殼對(duì)周?chē)諝獾木C合傳熱系數(shù)（ W/m · ）。要求出1 ，2 ， 3和，首先必須假定各層界面溫度和爐殼溫度。設(shè)輕質(zhì)粘土磚和硅酸鹽耐火纖維氈之間的界面溫度 t2'810 C ，硅酸鹽耐火纖

18、維和平膨脹珍珠巖之間的界面溫度t3'560 C ，爐底外殼溫度 t4'55C 60C。1 的確定查教材附表3，可得輕質(zhì)粘土磚（QN 0.8 ）的平均導(dǎo)熱率為：10.2940.21210 3t p (t p為平均溫度）10.2940.21210 3 ( t1t2') 0.2940.212 10 3 (950 810)22=0.481W/m · 2 的確定t pt2't3'810560C 。根據(jù)教材附表4 查硅酸鹽耐火纖維氈的平均溫度26852得，密度為 350Kg/m 3 普通硅酸鹽耐火纖維氈400 、700 的熱導(dǎo)率分別為 0.081W/m&#

19、183;和 0.121W/m · 。在400 700 溫度范圍內(nèi)，可近似認(rèn)為其平均導(dǎo)熱率與溫度成線性關(guān)系。則有：0.1210.0810.121220.119W / mC7004007006853 的確定查教材附表3，可 A 級(jí)硅藻土磚的平均熱導(dǎo)率為330.1050.2310 3 tp0.1050.2310 3(t3't 4')0.105 0.23 10 3 ( 560 55)22=0.176W/m · 的確定當(dāng)爐頂?shù)蜌囟葹?55 ，周?chē)諝鉃?20 時(shí)，由教材附表 2 可查得，外殼為鋼板或涂灰漆表面時(shí)，對(duì)周?chē)諝獾木C合傳熱系數(shù)為：9.55W / m2C3)

20、 熱流密度的計(jì)算.將以上數(shù)據(jù)代入求熱爐密度的表達(dá)式中，可求得熱流密度為：q0.201950201930356.6W / m20.0800.2492.6080.4810.1190.1769.556）驗(yàn)算各界面和爐頂外殼溫度是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求輕質(zhì)粘土磚和硅酸鹽耐火材料纖維氈之間的界面溫度2 為：tt2 t1q S1950356.50.201801.0 C10.481相對(duì)誤差為 t2t2'801.08101.1% 5% ，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，不必重算。t2'810硅酸鹽耐火纖維氈和硅藻土磚之間的界面溫度為：t3t2 q S2801.0356.60.080561.3 C ;20.119相對(duì)誤差

21、為 t3t3'561.3 5600.23%5% ，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，不必重算。t3'560爐墻外殼溫度為：t4t3 q S3561.3356.60.24956.8 C 60 C；30.176因爐墻外殼溫度小于60 ，故爐頂爐襯材料及其厚度的選擇滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。若實(shí)際計(jì)算后，外殼溫度大于60 ，必須重新選擇爐頂爐襯材料及其厚度。五、爐子外形尺寸的確定1）爐子外形長(zhǎng)度爐子的外形長(zhǎng)度為爐膛長(zhǎng)度加上兩倍爐墻厚度，其值為：L外1624+2 ×（ 115+60+232 ） =2438mm=2.438m2）爐子外形寬度爐子的外形寬度為爐膛寬度加上兩倍爐墻厚度，其值為：B外 =793+2

22、×（ 115+60+232 ） =1609mm=1.607m3）爐子外形高度爐子的外形高度有以下五部分組成（圖5-8 右圖）：爐墻高度、拱頂高度、爐頂厚度。爐底厚度和爐底預(yù)留安裝電熱元件所需的高度及爐底板厚度。 其中爐膛高度、 爐底厚度已經(jīng)求出。若陸主席采用 60°標(biāo)準(zhǔn)拱頂，取拱弧半徑 R=B ，則拱頂高度可由下式求出：fR(1cos30 )793(1cos30 )106mm為了方便砌筑，預(yù)留安裝電熱組件所需要的高度及爐底板厚度可取65+2=67mm。綜合以上五個(gè)部分的高度，爐子外形高度為：H 外573 106(11560115)( 20180249)671566mm1.5

23、66m2.砌體平均表面積的計(jì)算.爐子砌體平均表面積的計(jì)算方法有兩種： 算術(shù)平均值和幾何平均值。 本設(shè)計(jì)采用幾何平均值計(jì)算法。此方法首先需要算出內(nèi)壁和外壁的面積。1）爐頂平均表面積的確定爐頂內(nèi)壁是弧面，內(nèi)壁面積為：F 頂外602 R L23.14 1.6240.793 1.348m23606爐頂外壁是平面，外壁面積為：F 頂外L外B外2.4381.6073.918m2則爐頂平均面積為：F頂均F頂內(nèi)F頂外1.348 3.918 2.30m22）爐墻平均表面積的確定爐墻包括兩側(cè)墻和前、后墻。為簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化計(jì)算，將爐門(mén)視為前墻，則爐墻平均面積為：F墻均F墻內(nèi)F墻外2H (LB) 2H（L 外B外）外20.

24、573(1.6240.793)21.566(2.4381.607)=5.92m 23）爐底平均表面積的確定爐底平均面積為：F底均F底內(nèi)F底外（BL）（B外L外）= 0.793 1.624 1.607 2.438 2.25m2六、爐子的主要能量消耗項(xiàng)熱平衡計(jì)算法是根據(jù)爐子的輸入總功率等于各項(xiàng)能量消耗總和的原則。 來(lái)確定爐子功率的方法。1.爐子的主要能量所需要的熱量1）加熱工件所需要的熱量由教材附表6 查得，低合金鋼在950 和 20 時(shí)的比熱容分別為：C950 =0.636kJ/ （ kJ· ）， C20 =0.486kW/ （ kg · ），熱處理爐的生產(chǎn)率P=105kg/

25、h,則加工所需要的熱量為；Q件P（C950950C2020)105(0.6369500.48620)=62420.4 kJ/h2) 通過(guò)爐襯的散熱損失通過(guò)爐襯的散熱損失包括爐頂、爐墻和爐底三部分，有：Q散Q頂Q墻Q底q頂 F頂均q墻 F墻均q底 F 底均=502.2 ×2.30+445.8 ×5.92+356.6×2.25=4596.5W=16547.4kJ/h3）開(kāi)啟爐門(mén)的輻射熱損失這部分熱損失可由下式求得：.44TgTaQ輻 3.6C 0 F t100100式中 C 0黑體輻射系數(shù)F爐門(mén)開(kāi)啟面積。爐子正常工作時(shí)，爐門(mén)開(kāi)啟高度為爐膛高度的一半，故 FBH0.79

26、30.5730.227m2 ；22遮蔽系數(shù)。開(kāi)啟的爐門(mén)是拉長(zhǎng)的矩形，開(kāi)啟高度為H0.57320.287m ，0.2872它與爐墻厚度之比為0.7 ，查教材圖 1-14曲 線 10.1150.060.232得 =0.63 ；t 爐門(mén)開(kāi)啟率。設(shè)裝、出料所需時(shí)間為每小時(shí)6 分鐘。則爐門(mén)開(kāi)啟率為0.1 ；Tg 爐氣的熱力學(xué)溫度，為 950+273=1223K；Ta 爐外空氣的熱力學(xué)溫度，為20+273=293K,將上述數(shù)據(jù)代入公式中，得：44Q輻3.65.675 0.2270.630.112232936514.90kJ / h1001004）開(kāi)啟爐門(mén)的溢氣熱損失對(duì)于一般的箱式電阻爐， 爐門(mén)開(kāi)啟后要吸入

27、冷空氣。 通常以加熱吸入的冷空氣所需的熱量為該項(xiàng)熱損失，即有：Q溢qva a Ca t (Tg'Ta )式中 qva 爐子吸入的冷空氣量。對(duì)空氣介質(zhì)電阻爐，零壓面一般位于爐膛高度的一半（零壓面在爐門(mén)開(kāi)啟高度中分線）。由教材（ 5 8）式得：qva1997 B HH19970.793 0.5730.573242.9m3 / h2222a 20 冷空氣的密度，為1.29kg/m 3；Ca 空氣在Ta T a （即 20950 ）溫度之間的平均比熱容。就本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，是平均溫度（ 950+2 ）/2=485 的比熱容。查附表 10 可知，空氣在400 、 500 的比熱容分別為 1.33302

28、kJ/（ m3· ）和 1.3440kJ/（m 3· ）?？烧J(rèn)為空氣比熱容在此溫度區(qū)間的變化呈線性關(guān)系，即有：1.34401.3302Ca1.3302C a 1.342kJ /( m3C )500400485400t爐門(mén)開(kāi)啟率， 0.1 。Tg'溢氣溫度（見(jiàn)教材74 頁(yè)），近似為：.2c2Ta Tg Ta(950 20) 20 640 C33將上述數(shù)據(jù)代入公式中得開(kāi)啟爐門(mén)的溢氣熱損失為：Q溢242.9 1.29 1.3420.1 （640- 20） 26071.2kJ / h5）其它熱損失此項(xiàng)熱損失包括未考慮的各種熱損失和一些不易精確計(jì)算的各種熱損失。就箱式電阻爐來(lái)

29、說(shuō)，該項(xiàng)熱損失可取以上各項(xiàng)熱損失之和的10% 20%。本設(shè)計(jì)取15%，該項(xiàng)熱損失為：Q其它0.15 （Q件Q散Q輻Q溢）=0.15 ×（62420.4+16547.4+6514.90+26071.2）=16733.1kJ/h2.爐子的理論輸入功率根據(jù)熱平衡計(jì)算法，在理論上爐子的輸入功率應(yīng)為上述各項(xiàng)能量消耗的總和，即：Q總Q件Q散Q輻Q溢Q其它=62420.4+16547.4+6514.90+26071.2+16733.1=128287（kw/h ）3.爐子的安裝功率上面的爐子輸入功率 （即各項(xiàng)能量消耗總和）是維持爐子正常工作必不可少的熱量支出。但在實(shí)際生產(chǎn)中還要考慮一些具體情況，如爐

30、子長(zhǎng)期使用后爐襯局部損壞會(huì)引起熱損失增加，電壓波動(dòng)、電熱組件老化會(huì)引起爐子功率下降，有時(shí)工藝制度變更要求提高爐子功率。這些具體情況要求功率應(yīng)有一定的儲(chǔ)備， 爐子的實(shí)際功率應(yīng)比理論計(jì)算功率大， 因此爐子的安裝功率為：KQ總P安3600式中功率儲(chǔ)備系數(shù)，對(duì)周期作業(yè)爐，K=1.31.5 。本設(shè)計(jì)可取1.4 。將相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式中，可得1.412828749.9kWP安3600取爐子的安裝功率為54kW 。七、爐子熱效率的計(jì)算1.正常工作時(shí)的熱效率由教材 5 12 式得，爐子正常工作時(shí)的熱效率為：Q件100%62420.4100%48.7%Q總128287一般電阻爐的熱效率在30% 80% 之間。本設(shè)

31、計(jì)的爐子熱效率在此范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)合理。2.保溫時(shí)關(guān)閉爐門(mén)的熱效率保溫關(guān)閉爐門(mén)時(shí)，無(wú)輻射熱損失和溢氣熱損失，此時(shí)爐子的熱效率為：（Q件）100%62420.4Q輻100% 65.2%Q總 -Q溢128287 6514.90 26071.23.爐子空載功率的計(jì)算爐子空載時(shí)，能量消耗只有兩項(xiàng)：通過(guò)爐襯的散熱損失和其它熱損失，此時(shí)爐子的.功率為：P空Q散Q其它16547 .4 16733.19.24 kW36003600八、功率的分配和接線方法爐子的安裝功率為54kW 。電熱元件采用三相星形接法，也稱(chēng)“Y”接法。即將電熱元件分為 3 組，每組 18kW ，爐墻兩側(cè)各布置1 組電熱元件，爐底布置1 組電熱

32、元件。九、校核爐膛內(nèi)壁表面負(fù)荷（選做）54KW 功率均勻分布在爐膛兩側(cè)及爐底，組成Y 接線。供電電壓為車(chē)間動(dòng)力電網(wǎng)380V。核算爐膛布置電熱元件內(nèi)壁表面負(fù)荷，對(duì)于周期式作業(yè)爐，內(nèi)壁表面負(fù)荷在15 35 之間，常用320 25kW/m 之間。F電2F電測(cè)F電底2 1.624 0.5730.793 0.573 2.32m2WP安5423.3kW / m2F電2.323表面負(fù)荷在常用的范圍20 25kW/m 之內(nèi)，故符合設(shè)計(jì)要求。十、電熱元件材料的選擇和理論計(jì)算1.電熱元件材料的選擇爐子的最高使用溫度為950 ，可選用0Cr25Al5 （即 FeCrAl ）合金絲材，繞制成螺旋管狀作為電熱元件。2.爐膛 950 時(shí)電熱元件的電阻率爐子正常使用時(shí)，電熱元件的溫度比爐膛溫度高100 200 。當(dāng)爐膛溫度為950 ，電熱元件的溫度取1100 。由教材附表12 得， 0Cr25Al5合金20 時(shí)的電阻率201.40mm2 / m ，電阻溫度系數(shù)410 5 C 1 ,則 1100 時(shí)電熱元件的電阻率為：110020 (1t)1.40(1410 51100)1.46mm2 / m3. 確定電熱元件的表面負(fù)荷由教材圖5 3 （ a ），根據(jù)設(shè)計(jì)的爐子的工作條件，取電熱元件的允許表面負(fù)荷W允1.6W