65KW高温台车式电阻炉设计.doc

热处理设备设计 说明书 设计题目 65KW高温台车式电阻炉设计 学 院 材料科学与工程 年 级 级 专 业 金属材料工程 学生姓名 学 号 指导教师 目 录 1 前 言 1 本设计的目的、意义 1 本设计的目的 1 本设计的意义 1 本设计的技术要求 1 技术要求 1 热处理炉的发展现状 2 国外热处理行业的能源利用情况 2 我国热处理行业存在的问题 2 设计说明 3 炉型选择 3 确定炉体结构和尺寸 3 根据经验公式法计算炉子的炉膛砌砖体内腔的尺寸L*B*H 3 确定工作室有效尺寸 L效 B效 H效 3 炉衬材料及厚度的确定 3 砌体平均表面积计算 4 炉顶平均面积 4 炉墙平均面积 4 炉底平均面积 4 计算炉体的热散失 4 求热流量 5 验算交界面上的温度t2墙 t3墙 5 验算炉壳温度t4墙 5 计算炉墙散热损失Q墙散 5 计算炉墙散热损失 5 开启炉门的辐射热损失Q辐 6 开启炉门溢气热损失Q溢 6 其它热损失Q它 6 工件吸收的热量 7 炉 子 生 产 率 的 计 算 7 炉 子 生 产 率计算 7 正常工作时的效率 7 保温阶段关闭炉门时的效率 7 炉子空载功率计算 7 空炉升温时间计算 7 炉墙及炉顶蓄热 7 炉底蓄热计算 8 炉底板蓄热 8 功率的分配与接线 9 电热元件材料选择及计算 9 求950℃时电热元件的电阻率pt 9 确定电热元件表面功率 9 每组电热元件功率 9 每组电热元件端电压 10 电热元件直径 10 每组电热元件长度和重量 10 电热元件的总长度和总重量 10 校核电热元件表面负荷 10 电热元件在炉膛内的布置 10 炉子技术指标 11 附录 11 装配图 11 电阻丝 12 电阻丝接线示意图 13 参 考 文 献 14 H外=H+2*(115+80+115)=506+2*(115+80+115)=1126mm 炉顶平均面积 F顶内=L*B=1509*688=1.188m2 F顶外=B外*L外=2.129*1.409=3.000m2 F顶均=√F顶内* F顶外=√1.188*3.000=1.888 m2 炉墙平均面积 炉墙平均面积包括侧墙及前后墙，为简化计算将炉门包括在前墙。 F墙内=2LH+2BH=2H（L+B）=2*0.506（1.509+0.506） =2.223m2 F墙外=2H外（L外+B外）=2*1.126（2.129+1.409） =7.968 m2 F墙均=√F墙内* F墙外=√2.223*7.968=4.209 m2 炉底平均面积 F底内=B*L=506*688=1.188m2 F底外= B外*L外=2.129*1.409=3.000m2 F底均=√F底内F底外=√1.188*3.000=1.888 m2 计算炉体的热散失 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。 根据公式 Q散=t1-tn+1/∑Si/入iFi 对于炉墙散热，首先假定界面上的温度及炉壳温度，t2ˊ墙=800℃，t3ˊ墙=450℃，t4ˊ墙=65℃则 耐火层S1的平均温度ts1均=（1000+800）/2=900℃ 硅酸铝纤维层S2的平均温度 ts2均=（800+450）/2=625℃ 硅酸土砖层S3的平均温度 ts3均=（450+65）/2=257.5℃ S2 S3 层炉衬的热导率由附表3查得 λ1=0.294+0.212*10-3ts1均 =0.294+0.212*10-3*900=0.485W/（m·℃） λ3=0.131+0.23*10-3ts3均=0.131+0.23*10-3*257.5=0.190 W/（m·℃） 普通硅酸铝纤维的热导率由附表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呈线形关系 由 ts2均=625℃ 得 λ2=0.318W/（m·℃） 当炉壳温度为60℃ 室温为20℃ 由附表2经近似计算得 a∑=12.50 W/（m·℃） 求热流量 q墙=（tg-ta）/（s1/λ1+s2/λ2+s3/λ3+1/aξ） =（1000-20）/（0.115/0.511+0.05/0.129+0.115/0.194+1/12.1）=683.3W/㎡ 验算交界面上的温度t2墙 t3墙 t2墙 =t1-q墙*（s1/λ1 ）=1000-683.3*（0.115/0.485）=838.0℃ Δ= （t2墙 - t2ˊ墙 ）/ t2ˊ墙 =（838.0-800）/800=4.