低温炉,最好能计算一下炉气在炉内行程中的温度差。这里需要说明的是,如果气体的行程很短,那么气体进入端与排出端之间的温度差就会很小。所以,为了避免过长的行程,可以让高温气体从中部进入,而从两端排出,反之也可。下述例题表明了气体排出端的滞后时间和
温度降的计算方法。
工业炉一般都是加热能力都局限于炉温为700°C以上的炉子。在那种温度下,炉内的辐射非常强烈,因而在那种温度的间歇式炉内,炉膛各部的温度除了被工件覆盖的地方以外,几乎都是相同的。但对低温炉来讲却是另一种情况。低温时,辐射很弱。在1225°C时,单位面积所辐射的热量可达475°C时的16倍。虽然工件在475°C时所需的热量是同样重量的工件在1225°C时所需热量的36%,但是辐射的能量却仅仅是6%。由此可见,如果热量仅仅靠辐射来传递,那么,对同样的传热速度而言,低温炉的炉底面积就必须有高温炉的六倍那样大,而且工件的温度将极不均匀。尤其在475~650°C之间加热的材料通常都是光亮的,不易于吸收辐射热,因而情况就更为不利。
对流传热速度是随着流动介质的密度及速度而增长的.低温时的流动介质,其密度比高温时大。流动介质的速度则可以靠过剩助燃空气的喷射作用来提高,在大多数情况下还可以用热风机来提高。热风机可以位于炉内,以直接搅动炉内气氛,但最好是位于炉室以外的通道内,(没有表示排烟门)。流动介质的速度受着下述两方面因素的制约:一方面要求减小炉子的尺寸(及造价)并改齐工件的温度均匀性(这时要求提高速度),另一方面则要考虑电费(这时要求限制速度)。最佳速度是随着电费和工件情况而变化的。工件的黑度是工件情况中的各项因素之一。工件愈光亮,最佳速度就愈高。热风机的作用等于将所耗电能转化成热能。
摩擦损失和电力消耗都对传热系数的选定有一定影响,这在第八章里再谈。在选定传热系数6以后,就可以计算热气首先接触工件之处的加热时间。计算时可以采用对数方程式,也可以采用比较简单的当量温差计算法。
在加热某些材料时,欠热和过热都是不太重要的。但是,另外有些材料,士14°C就会使材料性能发生巨大差别。显然,当炉气的超出温度很高时,加热速度及炉子的初次造会发生巨大差别。因此,最好能计算一下炉气在炉内行程中的温度差。这里需要说明的是,如果气体的行程很短,那么气体进入端与排出端之间的温度差就会很小。所以,为了避免过长的行程,可以让高温气体从中部进入,而从两端排出,反之也可。下述例题表明了气体排出端的滞后时间和温度降的计算方法。