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2、电阻炉的空载功率 电阻炉的空载功率是指空炉在最高工作温度并稳定状态下所消耗的功率，又称为空炉损失。用下式计算： P安?150Kw P空? Q散?Q它3600?P23632?14179.2?10.5kw空?11.6% 3600P总 ?=55.55% P空=13.3Kw 3、空炉升温时间 空炉升温时间是指在额定电压下，经过充分干燥、没有装料炉的电阻炉从冷态加热最高工作温度所需的时间。 空炉升温时间：?升? Q器680163.24??2.09h 3600P安3600?90七、功率分配与接线方法 1、功率分配 为了使炉膛温度均匀或工艺要求分区分布炉温，需要将温度分布在炉内的各个部分。 井式炉功率大于75Kw是要考虑分区，H∕D大于1也要分区。 ?升=2.3h 综上所述，由于本次设计电阻炉安装功率达到90Kw,所以为了更合理的设计 与安装电热元件，现将炉膛分三区计算，上下区功率分别为： 上区42Kw,下区都是48Kw。 2、供电电压与接线方法 电阻炉的供电电压，除少数因电热元件的电阻温度系数太大或要求采用低电 压供电的大截面电阻板外，一般均采用车间电网电压，即220V或380V。 电热元件的接线，应根据炉子的功率大小，功率分配等因素来决定。 因炉子功率为150Kw，即可采用三相380V星形，也可采用三角形接法。
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综上所述，本次设计采用0Cr25Al5电热体材料，三相380V星形接法。 三相380V 星形接法 八、电热元件的设计 分区 Ⅰ区 Ⅱ区 层数 9层 12层 功率 42KW 48KW I区： P?14（KW） 选用0Cr25Al5线状电热元件，电压380V。 1、I区 1.1供电电压和接线 选用三相380V、星形接法 P?P安3n?42?14（KW）3 U=220(V) W允?1.71W/cm3 d=5.5mm L=56m L总=168（m） 380U??220（V）3 1.2确定电热元件的单位表面功率 因炉膛最高温度不超过950℃，结合选材0Cr25Al5查表得 W允?1.71W/cm3 1.3确定元件尺寸 d ?34.3?3?5P?tU2W允2 2 ?t??（?1.4?（1?4?10?1100）?1.5??mm/m 01??t）代入上式得d=5.2mm，取d=5.5mm 220??5.5?Ud?3L?0.785?10?0.785?10??56mP?t14?1.5222-32G总=85.176kg L总=nL=3×56=168（m） G?gM?L=0.169×168=28.392 kg G总=G?n?28.392?3?85.176kg L折?18.67m
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102P100?14W??=1.447wcm3?1.71wcm3符合要求 ?dL3.14?5.5?56 L?4496.6mm 1.4电热元件的绕制和布置 电热元件绕制成螺旋状，布置安装在炉膛炉壁上，每 3排串接成一相。每排电热元件的展开长度： D?22mm h=20mm II区： P2?16KWL折?56?3?18.67m 每排电热元件的搁砖长度： L??(D砌?60)?25?4496.6mm 电热元件螺旋直径：螺旋直径D??4~6?d取： D?4d?4?5.5?22mm 螺旋体圈数N和螺距h分别为： L18670N?折??270圈 ?D3.14?22L4496.6??16.65mm取h=20mm N270202??3.6?4，满足h??2~4?d的要求。 5.5h?电热元件螺旋节距h在安装时适当调整，炉口部分减少节距，增大功率。 2、II区 2.1供电电压和接线 选用三相380V、星形接法 P? U?220（V） W允?1.71W/cm3 d=6mm P248??16KW 3N3380?220（V）3 U? 2.2确定电热元件的单位表面功率
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3W?1.71W/cm允 同上： L=56.24m L总=168.72（m） 2.3确定元件尺寸 d ?34.3?3P?tU2W允2 ?52?t??（?1.4?（1?4?10?1100）?1.5??mm/m 01??t）代入上式得d=5.74mm，取d=6.0mm L?0.785?10-3UdP?t22?0.785?10?3?220?6?56.24m 16?1.5222G总?101.74kg L总=nL=3×56.24=168.72（m） G?gM?L=0.236×168.72=33.913 kg G总?33.913?3?101.74kg L折?14.06m100?16W???1.51?1.71wcm3 ?dL3.14?6?56.24102P 符合要求 2.4电热元件的绕制和布置 电热元件绕制成螺旋状，布置安装在炉膛炉壁上，每 4排串接成一相。每 排电热元件的展开长度： L=4496.6m D=24mm
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L折?56.24?4?14.06m 每排电热元件的搁砖长度： L??(D砌?60)?25?4496.6mm 电热元件螺旋直径：螺旋直径D??4~6?d取： D?4d?4?6?24mm 螺旋体圈数N和螺距h分别为： L14060N?折??186.4圈 ?D3.14?24 z
L4496.6h???22.95m N187取h=23mm 232??4，满足h??2~4?d的要求。 6h =23mm 电热元件螺旋节距h在安装时适当调整，炉口部分减少节距，增大功率。 3.电热元件引出棒及其套管的设计与选择 3.1引出棒的设计 引出帮必须用耐热钢或者不锈钢制造，以防止氧化烧损，固选用 1Cr18Ni9Ti，φ=16mm，丝状电热元件与引出棒之间的连接，采用接头铣槽后焊 接。 引出棒长度： L引=25+90+115+120=350mm 3.2.保护套管的选择 根据设计说明中炉膛以及电热元件的设计，所以确定 L炉墙 =90+115=205（mm），引出棒的直径d=φ16mm， 因此选用SND·724·020号套管，高铝矾土，重量0.35kg， d套=φ25mm，D套=φ40mm，长度250mm。 4.热电偶及其保护套管的设计与选择 4.1热电偶的选择 由于炉内最高的温度为950℃.长期使用的温度在1000℃以下，所以选用镍铬-镍硅热电偶。所以选用型号WRN-121的镍铬-镍硅热电偶，保护套管规格选择，外径16mm，插入长度为400mm。保护材料为双层瓷管。 4.2热电偶保护套管的选择 L炉壁L引=350mm d=25mm D套=40mm L=250mm d=25mm D套=40mm L=300mm =205mm。热电偶外径16mm，插入长度为300mm。根据这些条件，应该选用SND·724·021,高矾土，重量0.4kg。d套=φ25mm、D套=φ40mm，长度为300mm。测温热电偶与控温热电偶均选用此保护套管即可。
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参考书目 1、华小珍、崔霞等：《热处理炉课程设计指导书》,南昌航空大学出版,2008.11. 2、华小珍等：《热处理炉》, 南昌航空大学出版,2008.2 3、吉泽升等：《热处理炉》，哈尔滨工程大学出版社，2000年
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