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二电阻炉功率的计算
时间: 2013-05-27 11:39:32     来源: 江苏金冠炉业有限公司


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两种。



 一、 热平衡计算法



 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 Q =P( c 2 t 2c 1 t 1 ) ( kJ / h)



式中:P——炉子的生产率( kg / h)



 t 1t 2 ——工作加热的初始和终了温度(



 c 1c 2 ——工件在 t1 t2 时的比热容〔kJ/(kg·)



 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(c2t2c1t1)/г kJ/h



式中:G ——一次装炉料重量(kg);



г——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



Q =P 辅(c2t2-c1t1 kJ/h



式中:P ——每小时加热辅助构件的重量(kg/h);



 t1t2——辅助构件加热的初始和终了温度();



 c1c2——辅助构件在 t1 t2 时比热容[kJ/(kg·)



3)加热控制气体所需热量 Q



 Q=V c 控(t2-t1 kJ/h



 式中:V ——控制气体的用量(m3/h);



 t1t2——控制气体入炉前温度和工作温度();



 c ——控制气体在 t1t2 温度范围内的平均比热容[kJ/(m3·)]



 (4)通过炉衬的散热损失 Q 在炉处于稳定态传热时,通过双层炉衬的散热损失为



 式中:tgta——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;



s1s2——第一层和第二层炉衬的厚度(m);



λ1λ2——第一层和第二层炉衬的导热率〔W/(m2·)



 ɑ——炉体外壳对周围空气的综合传热系数〔W/(m2·)〕;



 F ——炉体的平均散热面积(m2);



.——时间系数。



 (5)通过开启炉门或炉壁缝隙的辐射热损失 Q



 Q 式中:C0——黑体辐射系数;



 F——炉门开启面积或缝隙面积(m2);



.——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



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,



开启时间很短,可取炉子工作温度;



 ρa——空气在 tat’g 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: V2200BH√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



 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
=V1ρ1c1’t1’c1t0+ V2ρ2c2’t2’c2t0
kJ



式中:V1V2——耐火层和保温层的体积(m3);



 ρ1ρ2——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’
时的比热容[kJ/kg· ]



 c1c2——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



Q =



式中: λ——外伸构件的导热系数(千卡/··



 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



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。



通常对箱式炉 10%20%,即 Q =10%20%Q 2.炉子所需功率 Q =Q +Q
+Q +Q +Q
+Q +Q +Q
+Q Q
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 = 式中:K——功率储备系数,对周期作业炉,.K=1.31.5
炉子的热效率η可由下式求得: η= η越大, 炉子热利用率越高, 如果η过小,
说明设计不合理, 一般电阻炉热效率为 30%80% 2)周期作业的炉子功率 对一般热装炉的周期作业炉,常先计算出功率,然后考核空 炉升温时间г г= 一般周期作业式电阻炉空炉从室温升到额定温度需要 38 小时,若
升温时间太长,则说明功率不够,需将 P 安加到满足空炉升温时间数 值。 二、 经验计算法 1.类比法 与同类炉子相比较,当炉膛尺寸和炉体结构确定后,依据生
产率、升温时间等方面的具体要求,与性能较好的同类炉子 相比较,而确定新设计炉子的功率。 2.炉温容积法 3.经验公式法 炉子功率可用下式计算: P = 式中:г——空炉升温时间(h); F——炉膛内壁面积(m2); t——炉温();




关键词:电阻炉功率的计算 
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