熱風(fēng)循環(huán)式恒溫爐設(shè)計(jì)說明書_-wenkub
2022-09-08 08:53:41 本頁面
【正文】 金屬 試樣 不符；而感應(yīng)加熱其心部加熱效果不理想，不能保證工件均勻受熱，且其電磁場會(huì)影響測量元件。 通過參考資料 [2]選取粗端型硅碳棒，其規(guī)格為： 表 硅碳棒參數(shù)表 規(guī)格d/I/I1/D(mm) 總長L(mm) 電阻范圍（ Ω） 每支元件在下列爐溫 /棒溫時(shí)允許負(fù)荷量（ W） 800900℃ 9001000℃ 10001100℃ 8/180/60/14 300 126 166 208 其中， d——硅碳棒小徑， mm； D——硅碳棒大徑， mm； I——硅碳棒發(fā)熱部長， mm； 熱風(fēng)循環(huán)式恒溫爐設(shè)計(jì)說明書 7 1I——硅碳棒冷端部長， mm； 根數(shù) 初步確定為 8根， 由之后的熱平衡計(jì)算 進(jìn)行校核 。選取市面上符合該尺寸的風(fēng)扇即可，下為風(fēng)扇圖示 [4]： 熱風(fēng)循環(huán)式恒溫爐設(shè)計(jì)說明書 8 圖 34 風(fēng)扇模擬三維圖 圖 35 風(fēng)扇尺寸圖 考慮到電源電壓 380V，故選取尺寸不 超過 300*200*200(mm)，重量不超過10kg的長軸 心耐溫專用型 三相異步交流電動(dòng)機(jī)即可。下為風(fēng)扇圖示： 圖 39 散熱風(fēng)扇實(shí)物圖 圖 310 散熱風(fēng)扇三維圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 選擇 根據(jù)熱電偶測溫情況為直接與金屬試樣工件接觸，溫度范圍為 0~800+攝氏熱風(fēng)循環(huán)式恒溫爐設(shè)計(jì)說明書 11 度，故選擇 K型裝配式熱電偶絲 [7]，其熱電偶參數(shù) 與圖示 如下： 表 熱電偶參數(shù)表 熱電偶類別 代號(hào) 分度號(hào) 測量范圍 基本誤差限 鎳鉻－鎳硅 WRN K 0－ 1300℃ 177。 2) 隔熱層 結(jié)構(gòu)說明： 隔熱層的作用是為了與爐內(nèi)壁一起形成氣流通道，并 隔開電熱元件對(duì)工件的輻射，保證工件的均勻受熱； 材料選?。?隔熱層選取 2Cr25N鐵素體型耐熱鋼，該材料耐高溫腐蝕性強(qiáng)，1082℃ 以下不會(huì)產(chǎn)生易剝落的氧化皮，普遍用于燃燒室 [9]； 尺寸 設(shè)計(jì) ： 設(shè)計(jì)隔熱層外部尺寸為 302301400mm（長 寬 高） ； 厚度為1mm，三面包裹 ； 爐門方向無隔熱層，用于入風(fēng)口 ； 風(fēng)扇方向開 兩個(gè) Φ50mm的出風(fēng)口 ； 上下方向無隔熱層。有很強(qiáng)的抗張力，承受壓力。下為爐內(nèi)壁圖示： 圖 317 爐外壁尺寸圖 7) 爐門 結(jié)構(gòu)說明：由爐內(nèi)壁、保溫層與爐外壁一起構(gòu)成，用于打開恒溫爐； 材料選?。河蔂t內(nèi)壁、保溫層與爐外壁材料決定； 尺寸 設(shè)計(jì) ：由爐內(nèi)壁、保溫層與爐外壁尺寸決定 ，安裝間隙為 8mm。可得通過體系邊界輸入的能量 主要考慮 電熱耗能 。 結(jié)構(gòu)說明：用于支撐整臺(tái)恒溫爐，一共需要四個(gè)，上部分為螺紋用于與恒溫爐連接 ，下部分為萬向球 型連接 鉸鏈； 材料選取：選取 承壓能力較強(qiáng)的灰鑄鐵 HT100即可； 尺寸假設(shè)： 設(shè)計(jì)螺紋處直徑為 14mm[12]，底座處直徑為 50mm，支座整長為80mm，下為支座圖示 熱風(fēng)循環(huán)式恒溫爐設(shè)計(jì)說明書 22 圖 321 支座三維圖 圖 322 支座尺寸圖 強(qiáng)度校核計(jì)算 已知支座最小直徑為 =14d螺 紋 mm， HT100 材料的抗壓強(qiáng)度 =500bc? aMP ，故四個(gè)支座可承受的最大壓力 maxP 為： 2 5m a x b c= 4 = 3 . 5 3 1 04dP ??? ? ?螺 紋N 通過計(jì)算 知恒溫爐重量約為 360kg即 3600N，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 maxP ，因此強(qiáng)度足夠，支座 設(shè)計(jì)合理。因而列出了如下的能量平衡公式： =+Q Q Q電 熱 消 耗 蓄 散 (31) 1) 爐體表面散熱量 nw gi1 igt t=1+niQFS?????散 (32) 其中， nt ——爐內(nèi)壁溫度， ℃ ； wt ——爐外界空氣溫度， ℃ ； gF ——爐壁外表面積 ， 2m ； g? ——爐壁外表向周圍介質(zhì)的放熱系數(shù)，通常 67~71kJ/m h??℃ ； 式中 3i 1 21 i 1 2 3niSS S S? ? ? ?? ? ? ? ??； 1S 、 2S ——各層爐體厚度， m ； 1? 、 2? ——各層爐體導(dǎo)熱系數(shù) ， kJ/m h??℃ ； 現(xiàn) 已知， nt =800 ， wt =20 ，取 g? 為 71kJ/m h??℃ ； 對(duì)于1n ii iS???，各層爐體包括了，爐內(nèi)壁、保溫層與爐外壁，故3i 1 21 i 1 2 3niSS S S? ? ? ?? ? ? ??，由于爐內(nèi)壁的 11S? 與爐外壁的 33S? 很小，故只考慮保溫層（石棉板層）的 22S? ； 熱風(fēng)循環(huán)式恒溫爐設(shè)計(jì)說明書 19 設(shè) 2S =150mm，查參考資料 得石棉板的導(dǎo)熱系數(shù)為： 32 0 . 1 6 3 0 . 1 7 4 1 0 t?? ?? ? ? ?石 棉 石 棉 (33) 石棉 板 的平均 溫度為： t +tt= 2爐 內(nèi) 壁 爐 外 壁石 棉 (34) 800+60= =4302 ℃ 其中 t爐 外 壁 =60℃ 為 最高爐外壁溫度 ， 故 保溫層（石棉板）的導(dǎo)熱系數(shù)為： 32 0 . 1 6 3 0 . 1 7 4 1 0 4 3 0 0 . 2 3 7 8 2?
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