【正文】 1EEFF???167。 1－ 4 輻射換熱 1 1 1 2 2 2 2 11 2 1 1 1 2 2 2 2 11 1 2 2 2 11 2 1 2121 1 2 2 2 1 J F J F Q J F J FF = FJ J J JQ1FF???????????和－ －或 ＝ （ ）11 ? ? ? ?? ?? ? ? ?? ?1 1 01 1 1 1 0101 1112 2 02 2 2 2 021 02221 2 12E G F F E GEJFG E F F G EJEF=Q=? ? ???? ? ???（ － ） 1 1 11（ ＋ ） 2 2 22（ － ） （ ＋ ）－ ＝ －－ ＝1 －－ ＝ －－ ＝1 －＝ ＝ 對于灰體 ： 若溫度 T1＞ T2，則 F1面凈失的輻射熱設為 Q1（－） ， F2面將凈得的輻射熱為 Q2（＋） 。 1－ 4 輻射換熱 0 1 0 212441200 440 121 2 1 2F E E11TTF C C1 0 0 1 0 0 C TTF11 1 0 0 1 0 0111212??? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ???? ??? ? ? ?? ? ? ?????（ － ）＝1＋ －－＝ －11＋ － ＋ － 2441212TTQ = C F1 0 0 1 0 0??? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ???導21?＝ 1022 1 11F111FCC?????????? ??導 考慮角度系數(shù)：對于一物體被另一物體包圍，且其面積遠小于包圍物時， 167。 167。 （ 3）氣體對輻射線沒反射能力，它一面透過一面吸收， 在整個氣體體積中進行。若火焰為完全燃燒產(chǎn)物，其所含的輻射氣體主要是H20和 CO2，它們的輻射光譜沒有可見光波，亮度很小，故稱暗焰。 167。 增大工件受熱面積和熱源與爐內壁的輻射面積 合理布置工件，加大工件間距，可增大工件受熱面積，縮短加熱時間，但會降低裝爐量，因此，生產(chǎn)中應注意協(xié)調兩者的關系，使同時達到較高的生產(chǎn)率和熱效率。 1－ 4 輻射換熱 一、綜合傳熱 爐內工件受熱（對流、輻射同時存在時的傳熱） 工件在熱處理爐內加熱時，熱源與工件表面間不僅有輻射換熱，而且還有對流換熱。 167。 （ 1）、高溫氣體以輻射和對流方式傳給內壁的熱流密度 167。工件表面獲得的熱量主要靠電熱元件和爐壁表面的輻射熱。 167。 167。 167。 對于中溫鹽浴爐，綜合換熱系數(shù)遠高于一般電阻爐和燃料爐。 真空爐內工件加熱主要靠電熱元件和爐壁對工件的 輻射 ，輻射換熱系數(shù)常低于普通爐子。流動粒子爐內固體粒子所處的空間稱流化床。工件在流動粒子爐的加熱速度小于鹽浴爐。 金屬加熱的一些基本概念 分析影響加熱時間的因素 金屬加熱的一些計算 一、基本概念 金屬工件加熱過程 金屬工件的加熱過程可以從熱傳遞和工藝操作兩方面來考察。隨著加熱時間的延長，金屬心部溫度 tc越來越接近表面溫度 ts和爐氣溫度 tg，這種導熱屬于不穩(wěn)定態(tài)導熱。 1－ 6 金屬加熱計算 二、不穩(wěn)定導熱的無量綱參數(shù) 溫度數(shù)（相對溫度數(shù)） 加熱介質溫度 所研究截面上的溫度 工件初始溫度 表示加熱一定時間后的過余溫度 表示初始加熱時的過余溫度 167。 δ的真正意義應為任意形狀導熱物體的一種幾何尺度，即物體的體積 V和表面積 F之比，即 δ＝ V/F作為加熱物體的當量厚度。 xxLR?＝ （ 或 ）當截面位于工件中心， x＝ 0，則 L＝ 0 當截面位于工件表面， x＝ δ，則 L ＝ 1 當截面位于 x處， x/δ可理解為相對加熱深度 167。 Bi值大，表示外部換熱比內部導熱強烈，因而工件內部溫差和內應力都比 較大。 1－ 6 金屬加熱計算 厚薄件的區(qū)分與工件的尺寸，工件外部換熱強度以及內部導熱能力有關。 1－ 6 金屬加熱計算 工件加熱計算時要弄清被加熱件內部溫度分布隨時間的變化規(guī)律。心部的溫度逐漸升高，最后趨近于表面溫度。已知 λav=(m. ℃ ) c＝ 707J/(Kg. ℃ ) g i ngttMclna F t t??????????－＝－ 對于 Bi＜ 4的厚件采用 g ingttMcb l na F t t1b131b 1 +45BiBiBi????????????－＝－板 件 ：對 于 圓 柱 件 ： ＝1對 于 球 體 ： b=1+ 167。 1－ 6 金屬加熱計算 以工件有效厚度為計算基礎的經(jīng)驗計算式 以邊長為 H的正方形工件為例： E 為加熱時間系數(shù)，表示工件在其各面均受熱的情況下，每毫米有效厚度的加熱時間（ min）。 1－ 6 金屬加熱計算 影響加熱時間的因素 （ 1）加熱介質的影響 （ 2）爐溫的影響 （ 3）工件幾何尺度的影響 （ 4）鋼材成分的影響 （ 5）熱處理工藝的影響 （ 6）裝爐量和工件布置方式的影響 167。 工件形狀 加熱狀況 受熱面積 /F 體積 /V V/F=δ 球（直徑 d） 全周 πd2 πd3/6 d/6 板（厚 H） 單面 F FH H 板（厚 H） 兩面 2F FH H/2 方柱（截面 H H） 全周 4HL H2L H/4 方柱（截面 2H H） 全周 6HL 2H2L H/3 圓柱（直徑 d） 全周 πdL π/4d2L d/4 不同形狀工件在不同加熱狀況下的 δ 值 167。 167。求（ 1）通過爐墻單位面積的熱損失 。 233221141 6 732 8 201 809 00mWbbbttSQq ????????????????℃ 3111 ????? ?bqt℃ .222 ????? ?bqt℃ .333 ????? ?bqt℃ ?????? ttt℃ 7 1 8 9223 ?????? ttt1 。（ 3）各層接觸面的溫度。 課堂作業(yè) 1. 某爐壁由下列三種材料組成，內層是耐火磚， ， ；中間是保溫磚， ；最外層是建筑磚， ， 。不同成分的鋼材具有不同的導熱熱阻和熱擴散率，因而影響加熱件的內外溫差和內應力。 鹽浴 火焰爐 電阻爐 167。當考慮裝料因素時，也乘以系數(shù) K ，則： 式中 H 為工件的有效厚度，即工件在傳熱最快的方向上的截面厚度。 當工件成批裝爐時，應再乘以裝爐修正系數(shù) K，即 g i ngg i ngttcVlna t t FttcVB l na t t FB????????????????????????－＝－－＝ ； ＝－＝BK??＝g i ngttMclna F t t??????????－＝－ 167。 1－ 6 金屬加熱計算 工件溫度均勻時的加熱計算（薄件的加熱計算） 大平板薄件雙面加熱時截面上溫度分布狀況 ts tc tg 167。極端情況 在恒溫介質中的工件加熱計算 在加熱過程中介質溫度一致保持恒定。 薄件 ：加熱時，一般不需要考慮均熱時間。 Bi≤ Bi＞ Bi在 。 167。 1－ 6 金屬加熱計算 幾何尺度數(shù)（相對加熱深度） L 幾何尺度數(shù)是工件加熱時所研究的截面至其中心線的距離 x與加熱厚度 δ的比值。 （ 1)a－熱擴散率 （ 2)δ －工件加熱深度 兩面對稱加熱的大平板 δ為其厚度的一半。 1－ 6 金屬加熱計算 （ 2）、金屬工件加熱的工藝階段 金屬加熱階段分為升溫、均溫和保溫三個時間過程。 1－ 6 金屬加熱計算 工件表面獲得熱量后，隨即以導熱的形式向心部傳遞。 1－ 5 綜合換熱 167。當爐子采用電極加熱并以石墨粒作加熱介質時，由于石墨粒子不斷與工件接觸和分離，還發(fā)生導電和微弱放電的電加熱。 167。 1－ 5 綜合換熱 （ 4）真空爐內的綜合熱交換 爐內氣體非常稀薄，對流換熱極小。 167。綜合換熱系數(shù)近似等于輻射換熱系數(shù)。綜合換熱系數(shù)約等于對流換熱系數(shù)。 綜合換熱系數(shù)約等于輻射換熱系數(shù)。 1－ 5 綜合換熱 各種爐型的綜合換熱 （ 1）熱處理電阻爐 （ 2）熱處理燃料爐 （ 3）鹽浴爐內的綜合熱交換 （ 4）真空爐內的綜合熱交換 （ 5）流動粒子爐的綜合熱交換 167。 中溫爐輻射加熱的平均輻射換熱系數(shù)的計算式 。 1－ 5 綜合換熱 167。但爐膛過大，勢必增加爐壁散熱損失，故應均衡兩者關系。即 167。 若火焰中含有固體燃料顆粒或熱分解產(chǎn)生的小碳粒，它們的輻射光譜是連續(xù)的，有可見光