氢气钼丝炉设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 课程设计（说明书） 题目： 院（系）： 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 起止时间： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 一、炉型的选择 及特点 . 1 二、确定炉 体结构和尺寸 . 1 三、砌体平均表面积计算 . 2 四、计算炉子功率 . 2 五、炉子热效率计算 . 4 六、炉子空载功率计算 . 5 七、空炉升温时间计算 . 5 八、功率的分配与接线 . 5 九、电热元件材料选择及计算 . 6 十、 氢气钼丝炉 装配图 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 一、 炉型的选择及特点 根据设计任务给出的技术要求和特点，本设计宜选用 箱式 氢气钼丝炉。 1 本电炉由炉体、推舟系统、冷却系统、控制系统等部分组成。 2 炉体为箱型结 构密封焊接而成，炉膛采用砌制炉膛。 3 加热元件可选用钼丝、钼带、钼片。通常方式是将钼丝平行分布绕制在刚玉炉管外壁。 4 推舟系统选用机械推舟，可实现匀速式、间歇式或直接式推舟。 5 并配置超温报警、过流保护功能，能防止操作不当烧坏控制系统和加热元件。 二、确定炉体结构和尺寸 1 炉底面积的确定 根据所学知识炉底面积用炉底强度来计算。生产率为 110kg/h，即可选择箱式炉用于淬火和正火时的单位面积炉底强度 15m2h)，故可求得炉底有效面积 P/h = 110/115 = 为有效面积与炉底总面积的比例系数， K=F/们取系数为 则炉底实际面积： F = 炉底长度和宽度的确定 考虑到工作时的状态，长度与宽度之比 L/B=3:2， 因此可知 B =930m， L =1310m。 又因为要考虑便于砌砖，根据标准砖尺寸，取 L =1380B =920 3 炉膛高度的确定 炉膛高度可根据经验总结来计算，炉膛高度 H 与炉底宽度 B 之比 H/B 大约在 右 ，本设计 根据炉子工作条件并考虑利于辐射散热与对流传热等因素，这里取 H/B = 根据 标准砖尺寸，最终选定炉膛高度 H = 780此，确定炉膛尺寸如下： 长 L = 2308 = 1380 宽 B = 1158 = 920 高 H = 6512 =780 为使工件在炉内正确安置，应保证工件与炉膛内壁之间有一定的距离，确定工作室有效尺寸大约为 L 效 = 1320B 效 = 860H 效 = 720 4 炉衬材料及厚度的确定 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 分析箱式电阻炉内部环境，可知侧墙 、前墙及后墙以及炉顶的工作环境类似，可采用相同的二层炉衬结构，即 115火的轻质粘土砖加上 150温的膨胀蛭石。轻质粘土砖使用牌号为 度为 1.3 g/。膨胀蛭石的密度为 炉底采用厚为115搁砖和厚为 65轻质粘土砖以及保温填料砌成 。 三、砌体平均表面积计算 砌体外廓尺寸如附图 1所示 ：根据公式可知， L 外 = L+2(115+150) = 1910 B 外 = B+2 (115+150) = 1450 H 外 = H+(115+150) +65+230+115+f = 1579 式中 f 顶矢高，采用 60标准拱顶，拱弧半径 R = B，则 f = R(1 = 124 1 炉顶平均面积 炉顶外面积： F 顶外 = B 外 L 外 =顶内面积： F 顶内 = (2R/6)L = 顶平均面积： F 顶均 = 内 顶 外 = 炉墙平均面积 炉墙面积包括侧墙面积及前后墙面积 ，为简化计算将炉门包括在前墙内，则： 炉墙外面积： F 墙外 = 2H 外 (L 外 +B 外 )= 2 = 墙内面积： F 墙内 = 2 2墙平均面积： F 墙均 = 内 墙 外 = 炉底平均面积 同理，可把底面近似实体，求出面积。 炉底外面积 ： F 底外 =B 外 L 外 = 底内面积： F 底内 =BL=底平均面积： F 底均 = 内 底 外 = 、计算炉子功率 炉子的功率本设计可采用热平衡法来计算。 1 加热工件所需的热量 Q 件 查阅相关文献 1可知工件在 600 及 20 时比热容分别为 C 件 2= )， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 C 件 1= )， 得： Q 件 =g(C 件 2 C 件 =110( 0) = kJ/h 2 加热辅助夹具所需的热量 Q 辅 根据公式 Q 辅 =5 Q 件 = 通过炉衬的散热损失 Q 散 求炉墙散热损失，需假设炉壳内外温度和两层材料在界面上的温度， 00 ， 60 , t 界 = 520 。 耐火层 平均温度： =(600+520)/2=560 ， 保温层 平均温度： =(520+60)/2=290 轻质粘土砖的热导率 1为 1=0-3 =060=m ) 膨胀蛭石的热导率， 由 =290 得 2 = = 90 = (m ) 当炉壳温度为 60 ，室温为 20 时，可近似计算得 = ) a) 计算热流 q 墙 =(600(1+ 2 +1/)=(600(=414W/ m2 b) 计算交界面上的温度 t 界 t 界 = 11 墙=60021 ， 求证中间温度是否合理，由于 (521521=5%，说明假设温度合理，不需要重新设定。 c) 计算炉墙散热损失 炉墙散热损失： Q 墙散 = q 墙 F 墙均 =414 炉顶散热损失： Q 顶散 = q 墙 F 顶均 =414 炉底散热损失： Q 底散 = q 墙 F 底均 =414 则：整个炉体散热损失 Q 散 = Q 墙散 +Q 顶散 + Q 底散 =h 4 计算开启炉门的辐射热损失 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 根据公式： Q 辐 =4100- 4100 其中 00+273=873 K， 0+273=293 K，炉门开启率 t= 炉子正常工作时炉门全开，根据实际情况和工作要求可设炉门宽 b=320h=72则炉门开启面积： F=bh=于炉门开启后，辐射口为矩形， 炉门高度与炉墙厚度之比为 文献 1中图 1 可查得： =： Q 辐 =4100- 4100 =h 5 计算开启炉门溢气热损失 计算溢气热损失的公式为： Q 溢 = 其中 V 为进入炉内的冷空气量，根据公式可近似 V=2200 b h h =h， 间的平均比热，即 C=(2=00 ， 0。 Q 溢 = =(600h 6 其它热量损失 其他热量损失约为散热损失的 50%， 故 Q 它 = =h 7计算热量总输出 因为 Q 控 =0，则 Q 总 =Q 件 +Q 辅 +Q 控 +Q 散 +Q 辐 +Q 溢 +Q 它 =+h 8 炉子额定功率的计算 P 额 =3600 K 为功率储备系数，本炉设计中 K 取 P 额 =(3600=31与标准炉子相比较，取炉子功率为 45 五、炉子热效率计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 1 正常工作时的效率 =00%=2 在保温阶段，关闭炉门时的效率 =Q 件 / Q 总 -(Q 辐 +Q 溢 ) = = 六、炉子空载功率计算 P 空 =3600+=(3600=、空炉升温时间计算 本设计炉子的耐火层，保温层结构相似，由于个人知识所限，采用粗略计算。将其近似看作箱体。 1蓄热量的计算 V 膛 =7809201380+(920 22)/4= 总 =157919101450= 膛 +耐 =89511501610+(1035 22)/4=1= V 膛 +耐 - V 膛 =2= V 总 - V 膛 +耐 =阅资料可知耐火材料的重度 1=03温材料的重度 2=03 t 耐 ， t 保 是耐火层和保温层在炉子工作时的平均温度。 耐火材料和保温材料在t 耐 ， t 保 时的比热。 耐火材料和保温材料在室温下的比热。 可求得 Q 蓄 = 1 ( + 2 ( =103(03560) 560-(0320) 20+03290 =而可得空炉升温时间 升 =360030)=5h 八、功率的分配与接线 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 根据设定的要求， 电热元件可采用 Y 型接法。即 45 功率为三区，一根加热，每根原件功率为 15匀分布在炉膛两侧及炉底， 每根电热体的电压为 220V。 炉膛电热元件内壁表面负荷为： F 电 =2F 电侧 +F 电底 =2=P 安 /F 电 =45/5kW/果表明表面负荷率符合 15kw/要求 。 九、电热元件材料选择及计算 因热炉子的最高使用温度 600 ，应选用 金作电热元件。 1计算 600 时电热元件的电阻率 当炉温为 600 时，电热元件温度取 600 ，查阅热处理手册可知 20 时电阻率 20 =m，电阻温度系数 =1510 600 下的电热元件电阻率 :t =m 2 确定电热元件表面功率 由炉子的使用温度可取 W 允 = 3每组电热元件功率 采用 Y 接法，每组元件功率 :P 组 =45/n=45/3=15每组电热元件端电压 Y 接法，动力电压为 380V，故每 组电热元件端电压为 U 组 =3803=220 V 5电热元件直径 线状电热元件直径： d=23 /( W ) 组 实= 取 d=每组电热元件长度和重量 每组电热元件长度 为 ： L 组 = 组 2 组 t)= 组电热元件重量： G 组 =(/4) m 式中 热处理工艺手册查得 m=以可得： G 组 =(/4 组 m= 电热元件的总长度和总重量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 电热元件总长度由公式可得 L 总 =3L 组 =3热元件总重量由公式可得 G 总 =3G 组 =3 校核电热元件表面负荷 W 实 = P 组 / = 实 W 允 ，结果满足设计要求。 9 电热元件在炉膛内的布置 依炉膛尺寸确定在炉子侧墙和炉底各安置一组电热体，每个电热体来回四折安装，因此 L 折 =D/4=380330旋节径 D=(6-8)d，本 设计取 D=7d=7取 D=25 N= L 折 /D=5)=79 H= L/N=1330/79=17 根据要求 h/d=合设计要求。因此 选用 Y 方式接线，采用 d=用电热原件。电热元件节距 h 在安装时适当调整，炉口部分增大功率。 十、氢气钼丝炉装配图 见附图 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 参考文献 1