輻射型電阻爐的允許表面負(fù)荷是一理論的輻射型電阻爐,電熱體1整個(gè)地包圍著被處理的物料2,構(gòu)成一個(gè)封閉的輻射熱交換體系;另一方面,爐襯整個(gè)地包圍著電熱體1,構(gòu)成另一個(gè)封閉 的輻射熱交換體系。爐襯和物料間被電熱體完全分隔開(kāi),互不相見(jiàn),故 在熱交換過(guò)程中,爐襯不參與對(duì)物料的給熱。
若物料和電熱體無(wú)限地靠近,電熱體的表面積近似等于物料的表面積,且爐襯熱損失 P失等于零,所有的功率全部成為有效熱時(shí),有

達(dá)到這種狀態(tài)的電阻爐稱(chēng)為理想電阻爐。此時(shí)電熱體單位輻射傳熱面積上所放出的功率稱(chēng) 為電熱體的理想表面負(fù)荷(或理想單位表面負(fù)荷)(W/m2),即

以上兩式中,乃為電熱體的絕對(duì)溫度,k;t2為受熱物料的絕對(duì)溫度,k;f2為物料表面積, m2;F,為電熱體的表面積,m2,理想條件下等于F2;Sl為電熱體的黑度;e2為物料的黑度。 若電熱體的溫度已達(dá)到最高允許使用溫度,則此時(shí)的為允許的理想表面負(fù)荷。
在電阻爐的設(shè)計(jì)和操作中都是一個(gè)很重要的參數(shù)。利用式(3-19)可以算出加熱不 同物料時(shí)在不同溫度下的值,作為計(jì)算實(shí)際電熱表面負(fù)荷時(shí)的基本依據(jù)。
在實(shí)際的電阻爐中,電熱體表面和被加熱物料表面并非無(wú)限靠近,兩者的表面積一般也 不相等,爐襯的熱損失也不等于零。另外,電熱體之間存在互相輻射,也有相互遮蔽作用。 由于襯磚的影響,電熱體的部分射線不能直接投到物料上,存在爐襯對(duì)電熱體的遮蔽作用。 因此,實(shí)際爐子中電熱體的允許表面負(fù)荷小于理想表面負(fù)荷(W/m2),即
Wy=klk2kiWL (3-21)
式中為由于電熱體本身及托掛部件的遮蔽作用而使電熱體對(duì)爐料輻射傳熱減弱的有效 輻射系數(shù),其值見(jiàn)表3-7;々2為當(dāng)電熱體與爐料間存在遮蔽物(如馬弗等)時(shí)使輻射傳熱減弱 的屏蔽系數(shù),約為0.5〜0.6;々3為當(dāng)電熱體表面有氣流通過(guò)時(shí),由于附加對(duì)流傳熱而使電熱 體散熱速度增大的系數(shù),約為1.3〜1.5。
表3-7電熱體的有效輻射系數(shù)的值(P*/P = 0.25)
電熱體形式 |
布置方式 |
被加熱物料 |
鋼 e =0.8 |
銅
£-0.7 |
黃銅
e=0.6 |
鋼在保護(hù)氣體中 e 二 0.45 |
鋁 e 二 (). 3 |
線材螺旋形 |
套在瓷管上 |
0.47 |
0.47 |
0.48 |
0.49 |
0.51 |
線材螺旋形 |
放在槽內(nèi) |
0.31 |
0.32 |
0.33 |
0.34 |
0.36 |
線材螺旋形 |
放在擱磚上 |
0.39 |
0.40 |
0.41 |
0.44 |
0.47 |
帶材波肜 |
放在槽內(nèi) |
0.44 |
0.45 |
0.46 |
0.50 |
0.54 |
帶材波形 |
放在擱磚上 |
0.41 |
0.43 |
0.435 |
0.47 |
0.50 |
常用電熱體輻射傳熱情況下允許表面負(fù)荷與爐溫關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)值列于表3-8,可作為電 熱體設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)的參考。
表3-8輻射型電熱體的允許表面負(fù)荷
電熱體材質(zhì) |
800 |
在
900 |
下列爐溫( 1000 |
C)下的允 1100 |
許表面負(fù)存 1200 |
r/[ W/cm2 1300 |
或 104W/n 1400 |
a2]
1500 |
1600 |
Cr20Ni80 |
1.4-2.0 |
1.2〜1.6 |
0.8〜1.2 |
|
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lCr 13A11 |
1.0-1.6 |
0.8〜1.0 |
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|
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OCr 25AJ5 OCr 13A16Mo 20 |
1.8-2.2 |
1.4-2.0 |
1.0〜1.6 |
0.8〜1.0 |
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OCr 27Ai7Mo 20 |
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1.8〜2.4 |
1.2〜1.8 |
1.0-1.5 |
0.8' 1.0 |
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SiC |
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25 |
20 |
13 |
5 |
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MoSi2 |
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14 〜22 |
il -18 |
9-15 |
6〜11 |