熱處理設(shè)備概論(已改無錯(cuò)字)
2023-03-18 15:34:19 本頁面
【正文】 f2 、 f 3…… 和 fn+1時(shí)， 則各層的平均面積可采用算術(shù)平均值或幾何平均值。 ）—Ｑ 151(22211111nnnnFsFsFstt??????????? ?21??? nnnffF1??? nnn ffF40 四、圓筒爐墻的導(dǎo)熱 設(shè)有一井式加熱爐，高度為 L，內(nèi)外半徑分別為 r1和 r2，內(nèi)外表面溫度為 t1和 t2，導(dǎo)熱系數(shù)為 λ。在 r1與 r2之間的任意處 r取一薄層，厚度為 d r,其兩側(cè)溫度差為 dt,該層面積為2πrL(圖 13)。根據(jù)導(dǎo)熱方程式在單位時(shí)間內(nèi)通過此薄層所傳導(dǎo)的熱量為 : 41 從上式看出，圓筒壁的導(dǎo)熱量與爐墻材料的導(dǎo)熱系數(shù)、圓筒壁的高度和溫度差成正比，而與內(nèi)外半徑比值的自然對數(shù)成反比。 如果 λ是常數(shù)，則沿爐壁內(nèi)部的溫度變化呈對數(shù)曲線，這點(diǎn)與平壁導(dǎo)熱不同。 另外，如果 r2/r1≤2,可將圓筒展開當(dāng)作平壁進(jìn)行計(jì)算，這時(shí)內(nèi)外半徑可按算術(shù)平均值計(jì)算，即 (r1+ r2)/2，內(nèi)外圓筒壁的表面積的平均值為 : 用算術(shù)平均值計(jì)算的 F均 ,求出的Ｑ值稍大些，但不超過 4 % 。為了便于與傳熱一般方程和平壁爐墻的導(dǎo)熱公式進(jìn)行比較，上式可改寫成 ）（均 2121 22rrLLrrF ????? ??42 ）—）（（）（）（）（Ｑ 181ln22ln2 2121121221121212WFsttttFFFFsttLrLrrrLrr?????? ????????? 式中， F=（ F2一 F1)/ln 它是圓筒爐墻的對數(shù)平均面積，其中 F2 、 F1，分別為內(nèi)外表面積， S為單層圓筒爐墻的厚度。這時(shí)圓筒爐墻內(nèi)的溫度分布按對數(shù)規(guī)律變化。 考慮到實(shí)際爐墻的熱導(dǎo)率隨溫度呈線性變化，這時(shí)上式中 λ也可用熱導(dǎo)率平均值代入。（ λ均 =λ0+bt 均 ） 由此可見，圓筒爐墻和平壁爐墻傳導(dǎo)傳熱熱流量的計(jì)算公式在形式上完全相同。 12FF12F43 對于由 n層組成的多層圓筒爐墻，若已知其內(nèi)外表面的恒定溫度分別為 t1和 t n+1，（ t1tn+1)，各層的內(nèi)外半徑以及各層的材料和圓筒爐墻的高度 L已知，并假定各層間緊密接觸，求通過 n層圓筒爐墻的導(dǎo)熱熱流及各交界面溫度。 這也是個(gè)單向穩(wěn)定態(tài)導(dǎo)熱問題，多層圓筒壁爐墻的導(dǎo)熱根據(jù)單層圓筒壁的導(dǎo)熱公式推演方法，可求出多層圓筒壁的導(dǎo)熱公式為 : ）—）（）（）（Ｑ 191(ln12ln1ln1ln121111123212111 WrrttLrrrrrrttLni iiinnnnn?????? ???????????????? 44 如果圓筒爐墻各層的內(nèi)外高度不等，則熱流量用下式計(jì)算 式中， Si /λi Fi為第 i層圓筒爐墻的熱阻，其計(jì)算方法與單層圓筒爐墻相同。由此可見，和多層平壁爐墻一樣，多層圓筒爐墻的總熱阻等于各層爐墻熱阻之和。各層的界面溫度按式 (1一 14)計(jì)算，但這時(shí)公式中各層的熱阻為圓筒爐墻各層的熱阻。 ）—）（）（Ｑ 201(ln1ln1ln1211112322121111 WFsttrrLrrLrrLttni iiinnnnnn????? ???????????????45 式中 L L2 ...... L n為圓筒壁各層的平均高度。圓筒壁各層的交界面溫度可按下式計(jì)算 : ）（Ｑ）（ＱＱＱ111232212111232212111232223121112ln1ln1ln12ln1ln12ln2ln2??????????????????nnnnnrrLrrLrrLttrrLrrLtrrLttrrLtt???????????46
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