熱風(fēng)循環(huán)式恒溫爐設(shè)計(jì)說明書_(參考版)
2024-09-01 08:53本頁面
【正文】 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?。哼x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? ?? ? ? ? ?kJ/m h??℃ 爐壁外表面積為： 2 ( )gF L D D H L H? ? ? ? ? ? ?爐 爐 爐 爐 爐 爐 (35) 2 (0 . 6 5 8 0 . 6 8 3 0 . 6 5 8 0 . 7 0 8 0 . 6 8 3 0 . 7 0 8 )? ? ? ? ? ? ? ? 2m 故 爐體 表面 散熱量為： nwgnii1 igt t 8 0 0 2 0Q = F 2 . 8 0 3 3 8 7 . 4 7 k J /h0 . 1 5 0S 1 0 . 0 1 4+0 . 2 3 7 8 2????? ? ? ???散 2) 爐體蓄熱量 =Q V c T? ???蓄 (36) 其中， V ——體積， 3m ； ?——密度， 3kg/m ； c——比熱， kJ/kg?℃ ； T? ——溫差， ℃ 由于 該爐為長時(shí)間 連續(xù)工作的恒溫爐，有參考資料得可不考慮爐體蓄熱損失，僅考慮爐內(nèi)流動(dòng)空氣的 蓄熱； 空氣的體積 為： 1 = 3 5 0 3 7 5 4 0 0 = 0 .0 5 2 5V ?? 3m 熱風(fēng)循環(huán)式恒溫爐設(shè)計(jì)說明書 20 查參考資料，空氣的密度 為： 1 = 1 .2 9 3 ( / ) (2 7 3 .1 5 / )T? ? ???實(shí) 標(biāo) 實(shí) (37) 考慮爐內(nèi)氣壓不變，與大氣壓相同， = 8 0 0 2 7 3 .1 5 1 0 7 3 .1 5T ??實(shí) K ； 根據(jù)式 ， 空氣的密 度為： 1 = 1 .2 9 3 ( / ) (2 7 3 .1 5 / )T? ? ???實(shí) 標(biāo) 實(shí) = 1 .2 9 3 ( 2 7 3 .1 5 / 1 0 7 3 .1 5 )? ? 3kg/m 由于處于升溫過程，因而空氣的平均比熱1 += 2ccc 終 初均， 查參考資料得20= =℃初 kJ/kg?℃ ，通過比例推導(dǎo)得 800= =℃末 kJ/kg?℃ ； 故 空氣的平均比熱為： 1 += 2ccc 終 初均 (38) +? ? kJ/kg?℃ 根據(jù)式 ， 故 爐體蓄熱量為： 1 1 1 1=Q V c T V c T???? ? ???蓄 0 . 0 5 2 5 0 . 3 2 9 1 1 . 3 5 1 1 5 ( 8 0 0 2 0 )? ? ? ? ? ? kJ/h 加熱元件電消耗量應(yīng)該保證能量平衡，根據(jù)式 ： =+Q Q Q電 熱 消 耗 蓄 散 故加熱元件電消耗計(jì)算量為： =+Q Q
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