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金属加热炉向工件表面的传导传热.doc

1、金属加热炉向工件表面的传导传热 从理论上划分,热量的传递方式有传导、对流和辐射三种。但实际上,工业炉炉内的传热方式都是所有这三种方式的综合。关于工业炉传热问题,已经出版过许多论文。本书只准备介绍一些对工业炉设计及操作者有用的基本要点。 传导传热:在传导传热中,热体和冷体两者是相互接触的,但两者的分子都保持着它们原有的相对位置。 单纯靠传导方式把热量传递给工件,这在工业炉里是罕见的。只有在冷金属件放置在已达高温的炉底上,或者在冷金属件刚浸入盐液或金属液的短时间里,才会出现这种单纯传导的现象。如果两个固体材料互相接触(不为空气层或其他流体层所隔开),那么互相接触的两个表面

2、就会立刻产生一个相同的温度,其大小是介于两接触物原来温度之间。两接触面处的温度梯度是与两接触物材料的导热系数成反一比,如图34所示。而单位时间内所传递的总热量,则不仅决定于两个物体的温度,并且还决定于这两个接触物的扩散系数和形状。 实际上,通过传导方式而传给工件的热量(或者从工件导出的热量)是比较少的。虽然在某些炉子里,水冷却的滑轨要从钢坯里导出不少热最,但通过传导所导出的热量在总的热耗量中所占的比例仍然是较小的。 例题:一个1095°C的大钢坯沿着直径为63毫米的水冷却的管状滑轨推动,管子的上部焊有一条断面为25毫米见方的钢条。在这一装置里,从滑轨面到水之间的距离等于33.5奄米。水是经

3、过软化的,其温度为70°C。滑轨面的温度应介于1095°C和70°C之间。由于导热系数随温度而变化,又因高温面及低温面的传导面积不同,所以估计滑轨面的温度为540°C。于是温度差为540—70«470°Co钢在540°C与70°C之间的平均导热系数为44.6千卡/米*图33在同样加热速度下的温度分布情况(中间的曲线是按各种钢的平均导热系数绘制的,其他曲线是按图32内相应序号的钢种绘制的)时—G。每米管子的导热面积等于0.0254米2。因此,向管状滑轨470传热的速度等于44.6x0.0254x^^=15700千卡/米•时。 当一块冷金属浸入熔化的盐液、铅液或其他金属液时,则冷金属的表面上将会冷凝一层盐或铅,从而使热量的传递仅仅依靠传导的方式。但经过一个非常短的时间以后,凝固的外壳又会重新熔化。从这时起,热量的传递就不仅依靠传导,而且还依靠对流,这在下一节再加以探讨。 图34在以传导方式传热时,导热系数和时间对两个不同温度的固体内的温度梯度所产生的影响。不过,这里需要说明的是:用实验方法测定金属在液体中加热时的传热系数是极端困难的。因此,实际采用的方法是把总的加热时间记录下来。图75即为一例;图内标绘了效果较好时的“浸浴时间”,其数值随着线材直径(或带状材料的厚度)而变化。 原文地址:

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