且当炉壳温度为50℃，室温为20℃时，由附表2，可查P安=25kW 得α∑=11.44 W/（m2?℃）； 求热流量 Q低=tg-ta700?20==352.6W/m2 s1/?1?1/??0.3/0.1625?1/11.44 正常工作时 η=43.1% B、验算界面上的温度 t1底=t1-q底·s1/λ1=700-352.6×0.3/0.1625=49.0℃ Δ=50-49.0×100%=2%<5%, 50保温阶段 η=53.1% 满足设计要求，不需要重新计算. D、炉盖的散热损失 Q散墙= q*F=352.6×0.74=260.9W 所以，整个炉体散热损失为： Q散 =Q墙+Q底+Q盖=1385.26+355.5+260.9=2001.66W=7205.98kJ/h 3) 开启炉门的辐射热损失 P空=3.56kW
设装出料所需要的时间为每小时6分钟，根据课本公式（5-6）， Q辐=3.6×5.675 FΦδt [(Tg/100)4－(Ta/100)4] 因为tg=700+273=923 K ta=20+273=293 K 炉门开启面积 F=πd2=π×炉门开启率 δ=6÷60=0.1 由于炉门开启后，辐射为圆形，且D与s之比为 0.8/0.3=2.7 =0.50㎡ 由课本图1-14查得Φ=0.8 故Q辐 =3.6×5.675×0.50×0.7×0.1×[(973/100)4－(293/100)4] =6356.3 kJ/h 4) 其他热损失 其他热损失约为上述热损失之和的10～20%，故 Q它=0.2（Q件+Q散+Q辐） =0.2×（14519.6+7205.98+6356.3）=5616.4kJ/h 5) 热量总损失 设计任务书可以看出，该设计为普通低温井式炉，所以，Q控、Q辅均可视为零，即：Q控=0、Q辅=0，再由课本 公式（5-10）得 Q总=Q件+Q辅+Q散+Q辐+Q它 =14519.6+7205.98+6356.3+5616.4 =33698.28kJ/h 6) 炉子安装功率
由课本公式5-11得： P安=KQ总/3600 其中，K为功率储备系数，本炉子设计中K去1.5，则 P安=（1.5×33698.28）÷3600=14.0kW （五）炉子热效率计算 1. 正常工作时的功率 有课本公式5-12 η=Q件/Q总=14519.6/33698.28=43.1% 2. 在保温阶段，关闭炉门时的功率 η=Q件/（Q总-Q辐） =14519.6÷（33698.28-6356.3）=53.1% （六）炉子空载功率计算 P空=（Q散+Q它）/3600=（7205.98+5616.4）÷3600=3.56kW （七）空炉升温时间计算 1. 炉盖、炉底及炉墙各材料体积计算 32. V粘=π×（0.5152-0.42 ）×0.7=0.231m 3墙22V硅=π×2×0.59-0.515×0.7 =0.182 m 3底2V粘=π×0.4×0.5=0.251m 炉盖蓄热计算 墙V粘=л×0.4 ×0.23=0.151m 2盖 3 由课本公式5-9，计算蓄热量 Q蓄1=V粘ρ因为，t粘=（t1粘+t2粘）/2=粘c粘（t粘-t0） 700?49.2=374.6℃， 2查附表3，得，c粘=0.84+0.26×10-3×374.6=0.937KJ/(kg·℃) Q蓄1=V粘ρ粘c（=0.151×400×0.937×（374.6-20） 粘t粘-t0） c粘（t粘-t0） Q蓄1=42592.5kJ =20068.5kJ 3. 炉墙蓄热计算 同理，Q蓄2= V粘ρ粘700?59.5因为，t粘=（t1粘+t2粘）/2==359.75℃， 2查附表3，得，c粘=0.84+0.26×10-3×359.75=0.939KJ/(kg·℃) Q蓄2= V粘ρ粘c粘（t粘-t0） =0.251×800×0.939×(359.75-20) =67831.3kJ 4. 炉墙蓄热计算 同理，t粘Q蓄2=147823.6 =（t1粘+t2粘）/2=700?527.3=613.65℃ 2
可得，c粘=0.84+0.26×10×613.65=0.9995KJ/(kg·℃) 527.3?57.1T珍珠岩=（t1珍珠岩+t2珍珠岩）/2==292.2℃ 2-3 Q蓄3=118697.7 kJ 可得，c珍珠岩=0.04+0.22×10-3×292.2=0.108KJ/(kg·℃) Q蓄3= V粘ρ粘c粘（t粘-t0）+ V珍珠岩ρ珍珠岩c珍珠岩（t珍珠岩-t0） =0.231×800×0.9995×(613.65-20)+ 0.182×140×0.108×(292.2-20) =110400.7kJ 5. 其他炉结构蓄热 炉套体积 V=π×（0.2402-0.2252）×0.61+π×0.242×0.015-π×0.015×0.0152×7×12=0.015m3 炉套比热容C=0.92+0.25×10-3×700=1.095kJ/ (kg·℃) Q套 =28743.8kJ 密度取ρ=2500kg/m3 Q套 =700×0.015×1.095×2500=28743.8kJ 6. 总蓄热计算 Q蓄=338857.6kJ Q蓄= Q蓄1+ Q蓄2 + Q蓄3+ Q =20068.5+67831.3+110400.7+28743.8=116643.8kJ 7. 空炉升温时间验算 t升=Q蓄/（3600*P安）=116643.8/（3600×25）=1.28h 故本炉设计符合要求。 t升=1.28h （八）功率的分配与接线 1. 电热元件的选择及计算 由最高使用温度为700，选用Cr15Ni60电热元件接线，接线方式采用 单相。 当炉温为700时，电热元件温度为900，查文献[1]附表12得： Cr15Ni60在20时的电阻率为=1.10·/m，电阻温度系数为 1.3
则900下的电阻率=2. 确定电热元件表面功率 1.113·/m。 根据文献[1]表5-3，本炉子电热元件工作条件取 W=14.213KW/㎡ tW允 =2.0W/3. 每组电热元件的功率 P组 =25/4=6.25KW 4．每组电热元件的端电压220V 电热元件直径 线状电热元件直径可以参考阅文献[1]公式5-24 =1.113Ω·㎜d=34.36.252?1.113=34.3 =2.119mm 2202?22/m 取d=3mm 6.每组电热元件的长度和重量 由文献[1]公式5-25可得 -3 p＝6.25KW 组 u220?3 =49.157m 6.25?1.11322组=220V =0.785=0.785?10[1]公式5-26可得 = d=3.0㎜ =8.2g/ 由文献[1]附表12可查得=?4?32?49.157?8.2?10-3 =2.85kg 7.电热元件的总长和总质量 L 组=49.157m =4=49.1574=196.628m