箱式電爐的爐溫與傳熱過程
發(fā)布日期：2018-12-27 瀏覽次數(shù)：
箱式電爐是工業(yè)爐的一種。是利用電流通過電熱體元件將電能轉(zhuǎn)化為熱能來加熱或熔化工件和物料的熱加工設(shè)備，它廣泛應(yīng)用在電子、機械、冶金、兵器、航天等多種工業(yè)領(lǐng)域。
隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)設(shè)備日趨專業(yè)化、多樣化。箱式電爐作為工廠熱加工設(shè)備的一個重要組成部分，其性能要求也越來越高。箱式電爐廣泛用于實驗室和小件產(chǎn)品的生產(chǎn)，因其投資小，使用靈活而成為首選的燒成設(shè)備。由于被加工對象對溫度的差異比較敏感，對整個爐膛內(nèi)的溫度均勻性都有一定的精度要求。加熱元件的功率與安放位置以及控制方式的選取對溫度均勻性也有一定影響。
此外，箱式電爐爐內(nèi)輻射傳熱過程十分復(fù)雜。因此，如何對工業(yè)爐內(nèi)的溫度場進(jìn)行分析和模擬，從而使?fàn)t內(nèi)溫度分布較均勻非常困難。長期以來，工廠工人操作電爐基本上依賴于自己的經(jīng)驗。然而正是這些特點使得研究工業(yè)爐溫度場的模型或者設(shè)計一個新型控制器從而實現(xiàn)箱式電爐的計算機控制很有必要。
箱式電爐的傳熱過程包括:工件的吸熱、散熱，爐壁吸熱、散熱，爐內(nèi)加熱元件的生熱，爐氣熱對流等過程。而工件某時刻的溫度取決于其吸熱與散熱的差值，而這個差值是增加還是減少反映到工件溫度上就是升溫或降溫，工件與工件之間、工件局部之間的溫度差值也來自他們相互之間熱量的差值。
箱式電爐的傳熱有輻射、對流及傳導(dǎo)三種傳熱方式。其中對流傳熱有強制對流傳熱，也有自然對流傳熱。熱輻射交換能量的大小與溫度成四次方函數(shù)關(guān)系，而傳導(dǎo)和對流交換能量的大小與溫度僅呈線性關(guān)系。因此，溫度越高時，輻射交換熱量的作用越明顯。由于箱式電爐內(nèi)溫度都比較高，所以，在電爐工作時，可以忽略對流和傳導(dǎo)的作用，而只考慮輻射換熱。
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