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钢材加热的热交换过程

(2015-06-29 08:54:58)
标签:

加热炉

工业炉

节能炉

锻造炉

蓄热式

分类: 技术

钢材加热的热交换过程

热交换过程
    钢材加热是通过炉内热交换过程迸行的。炉内热交换过程有三种基本方式,即:辐射传热、对流传热和传导传热。

辐射传热   

    辐射传热是物体热射线的传播过程,温度越高, 辐射能量越大。落在物体上的辐射热全被该物体吸收时,此物体称为绝对黑体。在加热炉内,炉气对炉壁、炉气和炉壁对钢材表面都存在辐射传热。

对流传热
    对流传热是炉气与钢材表面接触时的热交换过程,包括炉气各部分发生位移所产生的对流作用及炉气分子间的导热作用。炉气受烟囱抽力、喷射器或通风机的作用力而产生的运动称为强制流动;由于存在温差,气体各部分密度不同而产生的运动称为自然流动。炉气流速低、流线互不干扰、有秩序地运动时称为层流,其热交换过程主要依靠传导传热;炉气流速高、流线互相干扰、无秩序地运动时称为紊流,其热交換过程则依靠对流和传导两种方式。

传导传热
    传导传热是指温度不同的物体直接接触(或物体存在温差)由于自由电子的运动(对于钢材)或分子的运动(对于炉气)而发生的热交换现象。传导传热分稳定态与不稳定态两种。温度场不随时间变化时为稳定态传导;温度场随时间变化时为不稳定态传导。

    通过辐射和对流传给钢材的热量先加热钢材表面,由于钢材内部存在温差进而通过传导方式向钢材内部传热;钢材直接置放在热炉底上时,由于炉底与钢材温度不同,也发生由热炉底向钢材的传导传热过程。
    辐射传热是加热炉和高温热处理炉内钢材加热的主要传热方式,随着高速烧嘴的应用,炉内对流传热方式将被强化。
    在各种加热条件下,计算钢材在炉内的加热时间可以算出炉子的设计生产率,对于连续式炉更应根据典型坯料的加热时间确定炉底长度和划分炉内温度区段。

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