硅碳棒对烧结品辐射的能量计算
利用热辐射原理,采用热平衡法对硅碳棒箱式电热炉炉内温场进行了分析与模拟,计算中将发热硅碳棒分解为无数微元发热面与烧结制品进行辐射换热,依据辐射强度定律,计算了硅碳棒对烧结品辐射的能量,同时,考虑了炉膛内壁对烧结制品的影响;通过对表面间辐射角系数的计算,进而得出炉膛内壁对烧结品辐射的能量;建立了烧结体接收能量的数学模型,并用计算机进行了模拟计算;结果表明,依据模拟结果来优化硅碳棒的分布,可使结构设计更加合理,进而可以获得分布均匀的炉内温场。
随着工业生产的迅猛发展,生产设备日趋多样化、专业化。箱式电炉广泛用于实验室和小件产品的生产,因其投资小,使用灵活而成为首选的烧成设备。由于电子陶瓷和现代精细陶瓷对烧成温度非常敏感,因此对传统箱式电炉炉膛内的温度分布进行分析已是十分必要。
传统的箱式炉由于炉内温场无法分布预测,因此,设计时无准确依据可参考,设计师只能凭经验对炉体进行设计,耗时耗力。
炉内温场分析
过程推导。现在绝大多数箱式电炉的形式如图所示。箱式电炉内的发热硅碳棒排列十分集,而且硅碳棒的表面温度非常高。由斯戒芬一波尔兹曼定律知,热辐射交换能量的大小与温度成四次方函数关系(助洲,其中。为斯武芬波尔兹曼常数),而传导和对流交换能量的大小与温度仅呈线性关系图。因此,温度越高时,辐射交换热量的作用越明显。由于箱式电炉内温度都比较高,在电炉工作时,可以忽略对流和传导的作用,而只考虑辐射换热。为分析计算方便,本文做如下假设:①将硅碳棒和烧结制品均假设成黑体,当需要精确计算时,可根据具体情况用类似方法求解;②烧结制品的表面法线方向垂直于炉膛底面;③沿硅碳棒长度方向将其发热部分的侧表面等分成微小圆环,对处于不同位置的制品微元表面,与其进行辐射换热的只有微小圆环的一部分,即法线方向与微小圆环和该微元表面连线方向一致的半段微小圆环[3]s④箱式炉内壁温度分布均匀且炉内壁仅对与其相对的面有辐射换热。http://www.zbqunqiang.cn/
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