第一章熱處理設(shè)備概述-課一11-資料下載頁(yè)
2025-03-08 01:50本頁(yè)面
【正文】 ????46 熱處理爐對(duì)流換熱主要發(fā)生在爐氣、鹽浴爐中的熔鹽、流動(dòng)粒子爐中流動(dòng)粒子與工件表面之間的傳熱以及爐墻外表面與車間空氣之間的傳熱等。 流體與固體表面之間通過(guò)對(duì)流換熱所傳遞的熱量可用牛頓公式計(jì)算： 對(duì)流換熱 一、對(duì)流換熱的計(jì)算 47 a— 對(duì)流換熱系數(shù) ]/([ 2 ）℃mW 它表示流體與固體表面之間的溫度差為 1℃ 時(shí) , 每秒鐘通過(guò) 1m2 面積所傳遞的熱量。 對(duì)流換熱量的計(jì)算公式即 (牛頓公式 )是 1701年牛頓提出的 ， 公式表明對(duì)流換熱所傳遞的熱流量與流體和固體表面間的溫度差以及兩者的接觸面積成正比。 48 輻射換熱 ? 具有不同表面溫度的物體之間，依靠熱輻射進(jìn)行的熱傳遞過(guò)程，或者有熱輻射能力的氣體與包殼之間熱傳遞過(guò)程，均稱為 輻射換熱 。 C導(dǎo) 為該輻射系統(tǒng)的輻射系數(shù)，它和參與輻射物體的性質(zhì)、物體之間的距離、相對(duì)位置、物體的形狀等因素有關(guān)，其單位為 W/m2K 4 49 前面分別討論了傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射的基本規(guī)律及其計(jì)算方法。在實(shí)際傳熱過(guò)程中往往是兩種或三種傳熱方式同時(shí)發(fā)生，所以，必須考慮它們的綜合傳熱效果。 例如工件在熱處理電阻爐內(nèi)加熱時(shí)，電熱體和爐墻內(nèi)壁以輻射和對(duì)流方式先將熱量傳給工件表面，然后熱量再由工件表面以傳導(dǎo)方式傳至工件內(nèi)部，工件加熱的快慢是三種傳熱方式綜合作用的結(jié)果。 工件在熱處理爐內(nèi)加熱時(shí)，熱源與工件表面間不僅有輻射換熱，而且還有對(duì)流換熱。因而單位時(shí)間內(nèi)爐膛傳給工件表面的總熱流量為： 一、 對(duì)流和輻射同時(shí)存在時(shí)的傳熱 綜合傳熱 50 為了便于對(duì)更復(fù)雜的傳熱過(guò)程進(jìn)行綜合計(jì)算以及對(duì)不同類型爐子的傳熱能力的大小進(jìn)行比較，一般將它改寫(xiě)成傳熱一般方程的形式，即 ）（）（）（，）（輻射換熱系數(shù)—）（對(duì)流換熱系數(shù)—）工件表面溫度（—）爐膛溫度（—式中：）（）（）（））（（）（）（）（）（Ｑ導(dǎo)輻輻對(duì)輻對(duì)導(dǎo)對(duì)214241222121212121424121/]100273100273[]/[]/[231]100273100273[ttttC℃mW℃mW℃t℃tWFttFttFttttttCFtt?????????????????????????????51 ??— 綜合傳熱系數(shù)或總換熱系數(shù) 「 W/(m2﹒℃ )」， 輻對(duì) ??? ???， 它表示爐子的傳熱能力。 ?? 對(duì)不同類型的爐子，輻射和對(duì)流在爐內(nèi)所起的作用并不相同。例如在中、高溫電阻爐和真空電阻爐內(nèi)，爐膛傳熱以輻射換熱為主，而對(duì)流換熱的作用極小以致可忽略不計(jì)， α輻 就代表這類爐子的傳熱能力。在低溫空氣循環(huán)電阻爐以及鹽浴爐內(nèi)，爐膛傳熱以對(duì)流換熱為主，而其它傳熱方式可忽略不計(jì)，所以 a對(duì) 就代表了這類爐子的傳熱能力。對(duì)裝有風(fēng)扇的中溫電阻爐或燃料爐來(lái)說(shuō)，對(duì)流和輻射的作用均不可忽略，因而這類熱處理爐傳熱能力的大小，應(yīng)該用 值來(lái)表示。 52 在爐內(nèi)熱流通過(guò)爐墻傳到周圍的空氣中，這一過(guò)程包括爐氣以對(duì)流和輻射方式傳給內(nèi)壁，內(nèi)壁又以傳導(dǎo)方式傳到外壁，外壁則以對(duì)流和輻射方式傳給周圍的空氣，如圖 115所示。設(shè)爐壁內(nèi)外表面溫度分別為 t t2 ，爐膛內(nèi)空氣溫度和爐外空氣溫度分別為 t、 to ，爐壁厚度為 S，熱導(dǎo)率為 λ，則熱量傳遞過(guò)程表示如下： 二、爐墻的綜合傳熱 ??q1 = （ t t1 ）（ W/m2） （ 124） 度 q2=λ/S（ t1t2） （ W/m2）（ 125） 53 ）271()/(112021??????? mWSttq??? 在穩(wěn)定傳熱情況下，ｑ 1 = ｑ 2 = ｑ 3 = ｑ，整理式 (124)、(125)和 (126)得到 ?2? q3= ( t2t0) （ W/m2） (126) 式中： q — 爐氣通過(guò)爐墻向車間空氣中的散熱熱流密度 ?1? 一爐氣對(duì)爐墻內(nèi)表面的綜合傳熱系數(shù) [W/（ m2.℃ ） ] 2 一爐墻外表面對(duì)空氣的綜合傳熱系數(shù) [W/（ m2﹒℃ ） ] 54
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