熱處理設(shè)備培訓課程(編輯修改稿)
2025-03-17 15:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 λ— 比例系數(shù)，稱為熱導率〔 W/(m ℃ )]。 — 溫度梯度 (℃ /m)。負號表示熱流方向與溫度梯度方向相反（ 1— 6）式為導熱基本方程式，即 傅立葉定律 。 dndt?167。 傳導傳熱 一、傳導傳熱的基本方程式 29 熱導率是反映物體導熱能力大小的參數(shù)。其物理意義為在單位時間內(nèi)，每米長溫度降低 1℃ 時，單位面積能傳遞的熱流量，用 λ表示，單位為W/(m ℃ )。 金屬的導熱系數(shù)與金屬的純度和溫度有關(guān)，雜質(zhì)愈多，導熱系數(shù)也隨之降低。純鐵比碳鋼導熱系數(shù)大，碳鋼又比合金鋼的導熱系數(shù)大 (合金鋼加熱時保溫時間長的原因 )。 二、熱導率（ λ也叫導熱系數(shù)） 30 即： λt =λ0 + bt 〔 W/(m ℃ )] （１ ７） 式中 : λt — t℃ 時材料的熱導率 。 λ0 — 0℃ 時材料的熱導率 。 b— 材料的熱導率溫度系數(shù)，因材料而異?？刹楸淼玫?。 實際計算中，一般取物體算術(shù)平均溫度下的熱導率代表物體熱導率的平均值。 溫度升高時大多數(shù)金屬的導熱系數(shù)降低。 材料的熱導率與溫度的變化呈線性關(guān)系 。 31 在平壁內(nèi)取一單元薄層，其厚度為 d x,兩側(cè)的溫度差為 dt，則通過此單元層的熱流密度為 : dxdtq ???1．單層平壁爐墻的導熱 圖 11所示 單層平壁爐墻的壁厚為 S，材料的導熱系數(shù)為 λ，平壁兩側(cè)表面溫度各為 t1與 t2，且 t1t2，并保持恒定，平壁溫度只沿垂直于平壁面的 x軸方向發(fā)生變化，所有等溫面都是平面 ,且垂直于 x軸 ,（ 屬于單向穩(wěn)定態(tài)導熱 ）。 三、平壁爐墻的導熱 32 由上式可知，在單位時間內(nèi)通過單位平壁面積所傳遞的熱量是與導熱系數(shù) λ及兩表面的溫度差成正比，而與平壁厚度 s成反比。 33 若平壁爐墻的面積為 F，而且內(nèi)外表面積相等，則在1小時內(nèi)通過 F面積所傳導的熱流量 Q為： 在 18式中， S/λ為單位面積的 平壁熱阻 ， 19式中 S/(λF)是面積為F的平壁熱阻。由此可見，熱流量與溫度差 (t1t2 )成正比，與熱阻S/(λF)成反比。 (與歐姆定律類似 ) 實際的平壁爐墻 (如箱式爐爐墻 )面積并非很大，而且其內(nèi)外表面積也不相等，因而它的導熱面積是變化的。這時上式中的導熱面積應(yīng)該用平均面積代替，可按如下方法近似計算。 34 一般熱處理爐的爐墻，大多為兩層或三層不同材料砌成的 (圖 12)，設(shè)爐墻界面溫度依次為 t1,t2,t3,t4( t1t2t3t4)，各層厚度為 S S S3，若各層間緊密接觸，各層的熱導率用 λ λ λ3表示。 2．多層平壁爐墻的穩(wěn)定導熱 35 在穩(wěn)定態(tài)導熱時，通過平壁爐墻各層的熱流或熱流密度應(yīng)相等。根據(jù)前面公式可分別寫出通過各層的熱流密度： 由上述三個方程，可求出三個未知量 q， t2，和t3。由于 λ是溫度的函數(shù)，由式（ a） （ c）經(jīng)運算得通過三層爐墻的 q為 t1,t2,t3,t4( t1t2t3t4) λ λ λ3 因為 q1=q2=q3=q， 36 同理， n 層平壁爐墻的導熱公式 ）（）ｍ（２121/33221141????? Wsssttq???）（）（ 131/2221111???????mWnsssttqnn????37 若多層爐墻的總熱阻已知，則各層間的界面溫度可由下式求得： 38 ）—Ｑ 151(221111 Fsssttnnn??????????? ? 在求界面溫度時，必須根據(jù)經(jīng)驗先假設(shè)一界面溫度，然后根據(jù)假設(shè)溫度算出各層的 λ值及總熱阻，再代人上式求出界面溫度。 如果計算的界面溫度和假設(shè)的界面溫度相差較小 (＜ 5%)即可采用。如果相差大于 5%，應(yīng)重新假設(shè)，再進行計算，直到誤差小于 5 %為止。 如果多層平壁爐墻各層面積相等時 (均為 F），其傳熱量公式為 : 39 若各層面積不等，其傳熱量計算公式為 : 式中 F F2……F n分別為各層的平均面積。若多層平壁各層分界面的表面積
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