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高温电阻炉的制作及恒温带测定
发布时间:2016-06-02

❧试验目的:  (1) 了解试验室常用取得高温的办法,了解其高温设备的构造和构成。 (2)了解和加深试验室最常用的电阻丝炉的规划和制作流程。 (3)经过高温电阻丝炉恒温带的丈量及制作其温度散布曲线,把握高温丈量与控温技能。
❧试验原理 : 冶金用的高温炉分为电炉和焚烧炉两大类,电阻炉设备简略,易于制作,温度和氛围简略操控,在试验室运用最多,用处最为广泛,常用的有电阻炉、感应炉、电弧炉以及等离子炉等。电阻炉是将电能变换成热能的设备,选用金属或非金属选用做成具有必定阻值的发热元件作为电能与热能变换的载体。当电热体发生的热量与炉体散热到达平衡时,炉内即可到达恒温。高温电阻炉的构造  依据用处不一样,试验室用的电阻炉能够制作成竖式、卧式管状炉以及箱式炉等,但其根本构造大致一样。
❧试验室常用的电阻炉,其构造主要由以下6有些构成:(1)电热体。(2)电源引线。(3)炉管。4)炉壳。(5)炉衬。(6)支架。电热体  电热体分为金属和非金属两类, 金属电热体一般制成丝状,缠绕在炉管上作为加热元件,试验室常用高温炉电热材料的化学成分和主要性能如1-1所示。  
表1-1 高温炉电热材料的化学成分和主要性能 

高温炉电热材料的化学成分和主要性能图
❧试验规划进程:
3.1、功率预算:  试验室常用的电阻丝炉构造较简略。把电阻丝绕在耐高温炉管上,然后再把炉管放到圆筒形或方形炉壳中心,其间辅以保温材料。最终接上控温仪、电源及测温热电偶(含温度显现外表),就可运用。  预算电阻丝炉的功率耗费,需思考运用温度、恒温带尺度、升降温速度及散热条件等要素。能够从理论上核算经过传导、对流、辐射的热丢失以及材料的吸热等,然后得出有必要供应的电功率。
❧实践上,因为散热条件杂乱,理论核算与实践收支较大,故一般选用经验数据进行预算。以下联系实例加以阐明。  例:请求制作一个在氧化性氛围下作业的电阻丝炉,炉管内径Dl为5Omm,外径D26Omm,长L16OOmm,加热带长度L2为4OOmm,作业温度t为1OOO℃。  由所给条件,查表1-2得到1OOO℃时每1OOcm2加热面积所需功率为19Ow, 故此电阻丝炉所需功率为:  
表 1-2 不一样温度下每1OOcm2炉管加热外表所需功率 
不一样温度下每1OOcm2炉管加热外表所需功率 表
实践挑选的功率P总比功率P´要大些,以便留有余地,特别升温进程需要快时就可加大功率。  
3.2.电热体各有些尺度的断定:电阻丝电阻断定今后,就可依据作业温度和运用条件,挑选适宜的电阻丝材料。原则上电阻丝运用温度应比电炉作业温度高80-1OO℃为宜。在本例,作业温度1OOO℃,氧化性氛围下运用,由手册或文献能够查得,Cr25Al5电阻丝就能满足请求。其材料参数为:高温比电阻 。
❧选择时,电阻丝外表答应负荷 ,则: 电阻丝直径:   电阻丝总长: »= t dR lrp4225m   电炉管外径D2,核算出共需绕的匝数为: 由加热带长度算得均匀螺距为:  实践筑炉时,为了使恒温带能长些,一般不选用等螺距绕法,而是选用不等螺距绕制,即二端螺距较小,中心螺距较大的办法。主要是因为炉管两头的散热较大。详细见图1-2。
不等螺距绕法结构图                                   
图1-2 不等螺距绕法  
3.3.筑炉:  (1)依据作业温度选用炉管材料。原则上炉管的耐火度应比作业温度最少高1OO℃。常用材料有粘土质管、高铝管、莫来石管、石英管、刚玉管等。  (2)依照规划的参数把电阻丝绕在炉管上,然后再安装在炉壳中心,其间填上保温材料,接上引线和检查或监控外表,即可运用。 
❧内层保温材料因为直触摸摸电阻丝和炉管宜选耐火度高些,高温下不与炉管反响较安稳的原料。如与炉管同原料的氧化铝空心球成品等。外层保温材料因为温度已逐渐下降,应选绝热性好,报价低的原料,如硅酸铝纤维、蛭石成品等。保温层厚度取决于变压器容量和升降温速度请求。假如变压器或控温仪容量较大且升降温速度请求快,则保温层宜薄些。反之变压器才能不大,则保温层宜厚些。  
3.4.体系的拼装:
(1)依照控温精度请求挑选控温仪。如精度请求不高或不常常运用的电炉用自藕变压器即可;对控温精度请求较高的选用具有PID调理工程的程序控温仪。  
(2)依照运用温度和控温精度选用热电偶及配套外表。
(3)依据规划的电流挑选导线、开关等,接好悉数线路。
3.5.测定恒温带:   恒温带是指炉管内轴向和径向温度散布都到达控温精度请求的区域,此区域的方位和尺度随电热体各有些尺度,电炉作业温度和炉管内二端保温条件而变,因此在规划和筑炉时就应留意对恒温带的操控。在试验进程中,热电偶的热端应触摸或尽可能接近被加热的试样,三者都应在恒温带内。  
❧测恒温带时,预备两支热电偶,一支热电偶的热端放在炉管外壁中心,冷端联接控温仪,把炉温操控在试验常用温度。另一支热电偶作丈量用,由炉管一端刺进炉管内,有中心开端逐渐下移,每隔5-10mm读取一个安稳的温度值,直到温度下降1O-2O℃表明已出恒温带。再从炉内取出热电偶,从上端刺进炉管内,仍从炉管中心开端,逐渐上移,也每隔5-l0mm读取一个安稳的温度值,直到温度下降10-20 0C,表明已出恒温带上端。把所测定的温度T(℃)与相应间隔X(m)数据,制作成T-X图,这即是温度散布曲线,从中找出恒温带的方位与尺度。 
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