资源预览内容
第1页 / 共10页
第2页 / 共10页
第3页 / 共10页
第4页 / 共10页
第5页 / 共10页
第6页 / 共10页
第7页 / 共10页
第8页 / 共10页
第9页 / 共10页
第10页 / 共10页
亲,该文档总共10页全部预览完了,如果喜欢就下载吧!
资源描述
第一章第一章 筑炉材料筑炉材料 1.1 坩埚渗碳炉的内衬一般选用哪种耐火材料?为什么? 答:炉内使用耐热钢坩埚,高碳气氛不与炉体接触,此时可不选用抗渗碳砖。 1.2 保护气氛加热炉一般选用哪种耐火材料作为内衬?为什么? 答:保护气氛加热炉,一般选用抗渗碳砖作为内衬。保护气氛加热炉,是进行光亮加 热的,其气氛不是高碳气氛,CO+H2的含量只有约 5左右。虽然 CO+H2的含量很低,但 仍然会和砖中的 Fe2O3等杂质反应,生成 CO2、H2O 等。这样一来,势必增加炉内氧化气 氛的含量。而且由于 CO+H2本身就很少,氧化性成分一旦增加,有可能不能保证光亮加热 的效果。保护气氛加热炉,应该采用抗渗碳砖。 1.3 有中温箱式炉、推杆式炉和渗碳炉三台设备,问其内衬材料应如何选择?为什么?答:中温箱式炉:周期式作业炉,应选用轻质砖、耐火纤维等。因为经常反复加热, 蓄热是主要热损失,必须减少,提高加热速度。 推杆式炉:连续作业炉,蓄热不是主要问题,因为一直处于高温状态,长期工作,则 使用寿命应重点考虑。为此,一般要选用重质砖。 渗碳炉:可控气氛炉,要选择抗渗碳砖。 1.4 比热容的概念是什么?该指标有什么作用? 答:比热容(热容量)用 CP表示,单位为 kJ/kg,指 1kg 物质温度升高 1所需 的热量。CP是反映材料蓄热能力的一个指标,通常 CP蓄热能量,对于耐火材料, CP越小越好。 1.5 热导率的作用是什么?它主要和哪些因素有关? 答:热导率 表示材料导热的能力,通常:,则导热能力强散热量大。 热导率的大小,除了和材料的矿物组织有关外,主要取决于制品的气孔率。对同样材 料,如果气孔多而小,且分布均匀,则其热导率 就低。热导率的大小也和温度有关,=a+bt,对大多数耐火材料,t,但也有些制品,如镁砖(炼钢炉用) ,碳化硅制 品等,正好相反。 1.6 抗渗碳砖的实质是什么?为什么这种砖能用于高碳气氛中? 答:实质:抗渗碳砖是指 Fe2O3等杂质含量小于 1的高铝砖、粘土砖。高碳气氛主 要是 CO+H2,在高温下,这些气氛与 Fe2O3等杂质反应产生的破坏效果不明显。 1.7 说明耐火材料的耐急冷急热性能指标及其评定方法。 答:将重质耐火材料试样(标准砖) (23011365)加热至 850C,然后在流动水中 冷却, (若是轻质耐火材料则加热至 1000C,然后在静止空气中冷却) ,如此反复进行加热、 冷却,直至试样脱落部分重量为原重量的 20%为止,所经受的反复加热、冷却的重复次数, 作为耐急冷急热性能指标。耐急冷急热性主要取决于材料,好的达几百次,差的只有几次。1.8 耐火材料的实际使用温度能否达到其耐火度数值,为什么? 答:耐火度不能代表耐火材料的实际使用温度。因为在高温下承受载荷时,耐火材料 的软化变形温度要降低,故耐火材料的实际允许最高使用温度比其耐火度低。 1.9 Fe-Cr-Al 电热元件通常用哪种耐火材料作搁砖?为什么? 答:粘土砖对 Fe-Cr-Al 电热元件有腐蚀作用,不能用作搁砖。电热元件搁砖,要求绝 缘,选择高铝砖。 1.10 耐火度的定义是什么?耐火度大于多少度的材料才能称为耐火材料? 答:耐火度是耐火材料抵抗高温作用的性能,指耐火材料在高温下抵抗熔化的性能。 通常,耐火材料的耐火度1580C,耐火材料也可据此定义。 1.11 为什么普通粘土砖不能砌筑马弗渗碳炉,而抗渗碳砖则可以?答:渗碳炉中可控气氛主要是 CO+H2,在高温下,这些气氛不可能将粘土砖中的主要 成分 Al2O3、 SiO2还原,但是却可以和粘土砖中的杂质 Fe2O3反应 。形成的渗碳体很硬很 脆,使用时很容易剥落,从而造成炉体破坏。另外,由于 Fe2O3还原,砖内变得疏松,C 原子容易进入砖内,而造成膨胀,这样也可能造成炉体破坏。 但是抗渗碳砖中 Fe2O3等杂质含量小于 1,这些气氛和砖中的杂质反应所产生的破 坏效果不明显。 1.12 耐火材料的高温结构强度一般用什么指标评定?该指标如何测试? 答:高温结构强度一般用荷重软化点来评定。 荷重软化点测试方法:试样直径 36mm,高 50mm,在荷重 2kg/cm2压力下,置于炉 中加热,加热速度是:800 C 时,为100 C/min;800 C 时,为 45 C/min。测 定两个变形温度:试样压缩 0.3mm 或 4%时的温度称为荷重软化开始温度;试样压缩 20mm 或 40%时的温度称为荷重软化终止温度。 第二章第二章 传热理论传热理论 2.1 何为传导传热?何为对流传热?它们之间的差别是什么? 答:传导传热又称为导热,是指物体之间存在着温差时,热量由物体中温度较高的部 份传至较低的部份;或由一个温度较高的物体传给与之接触的低温物体的传热过程。 对流传热指依靠流体的运动,把热量从一处传递到另一处的现象。 导热的特点:(1)物体各部分之间不发生宏观的相对位移;(2)对于几个物体之间 的导热,必须相互接触;(3)导热在固体、液体、气体中均可进行。 对流传热的特点:(1)有物质宏观运动存在;(2)流体与固体接触。 2.2 辐射换热的概念?它有哪些特点? 答:辐射传热是由电磁波传递热量的过程。 辐射传热的特点: (1)不需要传热物体或质点的直接接触; (2)热量交换的同时,伴随有能量形式的转化; (3)热量交换具有双向性。即辐射热交换,既可以从高温向低温进行,也可以由低温 向高温进行。 2.3 简要说明温度梯度的概念? 答:沿温度变化率最大方向,温度变化率的最大值称为温度梯度,用符号 gradt 表示。 2.4 推导单层平壁炉墙的导热公式,推导空心球体的导热公式? 答:1、单层平壁炉墙的导热:已知:炉墙厚度为 S;内、外表面温度分别为 t1、t2; 内、外表面面积相等:F内F外Fmm2;炉墙热导率为 。 在平壁上 x 处取一个厚度为 dx 的薄层分析: 分离变量: 积分: 所以: (W) 或 (W/m2)实际应用时,注意两个问题: (1)实际炉墙的耐火材料和保温材料的热导率 并非常数, (2)实际炉墙内、外表面积不同, , ; , FdxdtQdxFQdt dxFQdtStt 021SFQtt12FSttQ21Sttq21221 00ttbtb均均FSttQ均21均均FSttFSttQ21212内外 FF 2外内 均FFF2f内外 FF外内均FFF2、空心球体的导热 对于球坐标系 稳态导热 ,其中 =k/c 2.5 炉衬厚度的计算。 答:确定炉壳表面温度 t表,选定表面散热量 q; 计算界面温度,求出各层平均热导率; 求炉衬厚度 S;根据导热公式推导出 S,若假设各层界面面积相等,则可以采用简 化公式计算。 炉衬厚度确定贯彻标准化原则,即厚度、宽度和长度均应为砖的整数倍,尤其是厚 度和宽度必须保证。实际设计时,还要考虑砖缝。防止跑火。一般的热处理炉,砖缝取 12mm,而可控气氛炉砖缝要小于 1mm。 2.6 炉墙散热量的计算。 答:根据具体情况选择导热公式求解。 2.7 高速钢常选择在盐浴炉中加热,为什么? 答:盐浴炉中加热,相对于在水,改变了(淬火)介质的成分,利用盐析出时破坏淬 火件的蒸气膜,削弱边界层厚度,u,Re,Q。 2.8 为什么低温炉内常设置搅拌风扇? 答:提高空气流速,利用风扇来强制空气高速循环流动,或改变空气的流态,使空气 呈紊流流动。u,Re,Q。 2.9 什么是黑体?如何实现? 答:若 R0,D0,A1,即射入物体的所有能量全部被吸收,这类物体称为黑体, 或绝对黑体。绝对黑体实现方法:在封闭容器上开一小孔,则进入小孔的辐射能经多次反 射过程后,几乎全部被吸收。此时,称小孔为黑体,而与模型表面吸收率无关。 2.10 简要说明灰体的概念。 答:若: 为定值; 为定值;则称该物体为灰体。 2.11 黑体的吸收率 A 是多少? 答:黑体:A=1。 2.12 任意物体,其吸收率 A 和黑度 之间有何关系? 答:任意物体的黑度恒等于它的吸收率。 2.13 说明角度系数的概念。 答:设有任意放置的两个均匀的辐射面 F1及 F2。 由 F1面直接辐射到 F2面上的辐射能 Q12与 F1面辐射出去的总辐射能 Q1之比,称为 F1 面对 F2面的角度系数,以符号 表示。 2.14 计算角度系数。 答:F1面对 F2面的角度系数为 。 规律:(1)若 F1 面是平面或凸面,则 (2)对于由两个物体表面组成的辐射换热封闭体系,根据能量守恒定律,角度系数之 间存在下述关系: (3)对于任意两个辐射表面: 2.15 计算两个大平面之间的辐射换热量。 答:F1 表面的面积、黑度、温度为:F1、1、T1; F2 表面的面积、黑度、温度为:F2、2、T2; 该系统的角度系数为: bEE bII12112 12QQ1121112221011212121FF011112022121cqt rt rrtrrratv sin1)(sinsin1)(1222222 20 t设 T1 T2 ,将角度系数代入辐射换热通式中,可得: 2.16 计算两个大平面之间加隔热屏后的辐射换热量。 答:当有 n 层隔热屏时,在任意两个平面之间辐射换热公式: 在稳定态换热时: 根据合比定律可得: 式中: 若 , 则 , 2.17 计算开孔辐射量。 答:炉墙的开孔辐射,可以看作两个平行的黑体表面之间的热交换。还要考虑炉墙对 开孔辐射的热射线的遮蔽作用。(W)式中: 孔口的遮蔽系数,也称为综合角度系数, 2.18 计算综合传热量。 答:一、以辐射传热为主的热处理炉改变公式的形式, 令: ,则: 辐称为辐射传热系数(w/m2.)。 二、辐射和对流同时存在的热处理炉三、通过炉墙的综合传热四、炉墙蓄热计算 设炉墙的体积为 V,体积密度为 ,比热容为 CP。(kJ)
收藏 下载该资源
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号