材料加热炉基础课程设计
材料加热炉基础课程设计
课程设计任务书设计题目低温井式电阻炉的设计学生姓名***学生学号******专业班级****************指导教师材料加热炉基础课程设计目录1、设计任务 (2)2、炉膛尺寸的确定 (2)3、炉子砌砖体的设计3.1炉衬材料的选择 (4)3.2炉墙设计 (4)3.3炉底设计 (5)3.4炉顶设计 (5)3.5炉门设计 (6)4、炉子功率计算和分配4.1有效热Q件计算 (8)4.2辅助构件热损失Q辅计算 (8)4.3炉衬热损失Q散 (8)4.4 Q辐计算 (9)4.5炉门溢气热损失Q溢 (10)4.6其它热损失Q它 (10)4.7炉子安装功率计算 (10)4.8炉子热效率计算 (10)4.9炉子空载功率 (11)4.10炉子升温时间计算 (12)4.11功率分配 (12)4.12接线方式 (12)4.13功率的调节方法 (12)5、电热元件的设计5.1电热元件材料的选择 (13)5.2电热元件单位表面功率的确定 (13)5.3电热元件尺寸的确定 (13)5.4电热元件重量的计算 (14)5.5电热元件的安装 (14)6、炉温仪表的选择 (16)7、炉子技术指标（标牌） (16)8、使用说明书 (16)8.1开炉前的准备 (16)8.2开炉生产 (16)8.3使用注意事项及维护 (17)9、参考资料 (17)1、设计任务：1．设计题目：低温井式电阻炉的设计2．设计任务：（1）设计目的：设计可用于碳钢、合金钢回火的低温箱式电阻炉（2）设计参数：1)工件长1500mm采用吊装；周期性成批装料，长时间连续生产；炉膛尺寸：Ф900mm；2)最高使用温度：650℃；3)空炉升温时间：＜2h4)炉壳表面温升<60℃2、炉膛尺寸的确定：炉膛尺寸主要根据工件形状、尺寸、技术要求、装卸料方式、操作方法和生产率等来确定，同时还应考虑工件在炉内对方方式和运动方式、传热条件与炉温分布、电热元件及炉内构件的维修等问题，包括炉膛空间尺寸和有效加热区尺寸。
加热炉控制系统课程设计
第1章加热炉控制系统1.1加热炉控制系统工程背景及说明加热炉自动控制（automatic control of reheating furnace），是对加热炉的出口温度、燃烧过程、联锁保护等进行的自动控制。
早期加热炉的自动控制仅限控制出口温度，方法是调节燃料进口的流量。
现代化大型加热炉自动控制的目标是进一步提高加热炉燃烧效率，减少热量损失。
为了保证安全生产，在生产线中增加了安全联锁保护系统。
影响加热炉出口温度的干扰因素很多，炉子的动态响应一般都比较迟缓，因此加热炉温度控制系统多选择串级和前馈控制方案。
根据干扰施加点位置的不同，可组成多参数的串级控制。
使用气体燃料时，可以采用浮动阀代替串级控制中的副调节器，还可以预先克服燃料气的压力波动对出口温度的影响。
这种方案比较简单，在炼油厂中应用广泛。
这种控制的主要目的是在工艺允许的条件下尽量降低过剩空气量，保证加热炉高效率燃烧。
简单的控制方案是通过测量烟道气中的含氧量，组成含氧量控制系统,或设计燃料量和空气量比值调节系统,再利用含氧量信号修正比值系数。
含氧量控制系统能否正常运行的关键在于检测仪表和执行机构两部分。
现代工业中都趋向于用氧化锆测氧技术检测烟道气中的含氧量。
应用时需要注意测量点的选择、参比气体流量和锆管温度控制等问题。
加热炉燃烧控制系统中的执行机构特性往往都较差，影响系统的稳定性。
一般通过引入阻尼滞后或增加非线性环节来改善控制品质。
在加热炉燃烧过程中，若工艺介质流量过低或中断烧嘴火焰熄灭和燃料管道压力过低,都会导致回火事故，而当燃料管道压力过高时又会造成脱火事故。
为了防止事故，设计了联锁保护系统防止回火和温度压力选择性控制系统防止脱火。
联锁保护系统由压力调节器、温度调节器、流量变送器、火焰检测器、低选器等部分组成。
当燃料管道压力高于规定的极限时，压力调节系统通过低选器取代正常工作的温度调节系统，此时出料温度无控制，自行浮动。
压力调节系统投入运行保证燃料管道压力不超过规定上限。
扬州大学加热炉课程设计
扬州大学加热炉课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握加热炉的基本结构、工作原理及在工业生产中的应用；2. 了解加热炉的温度控制、热量传递与能量平衡的基本知识；3. 掌握加热炉操作与维护的基本方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析和解决加热炉操作过程中出现的问题；2. 学会使用相关设备进行加热炉的温度控制与热量传递实验；3. 培养学生的实际操作能力，使其能够熟练操作加热炉。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对加热炉及热能工程领域的兴趣，激发其学习热情；2. 培养学生的团队合作精神，使其在课程实践过程中学会相互协作；3. 增强学生的环保意识，使其认识到节能减排在加热炉操作中的重要性。
课程性质：本课程为实践性较强的专业课程，旨在帮助学生掌握加热炉的基本理论、操作方法及维护技能。
学生特点：学生具备一定的热力学基础，对实际操作和实验有较高的兴趣。
教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论联系实际，强化实践操作训练，提高学生的综合应用能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程的学习和工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 加热炉的基本结构与原理- 加热炉的组成部分及其功能- 加热炉的工作原理及热能传递方式2. 加热炉的温度控制与热量传递- 温度控制系统的组成及工作原理- 热量传递的基本理论及在加热炉中的应用3. 加热炉的操作与维护- 加热炉的启动、运行及停止操作步骤- 加热炉的日常维护与故障排除方法4. 实验教学- 加热炉温度控制实验- 热量传递实验5. 加热炉在工业生产中的应用- 加热炉在不同行业的应用案例- 加热炉在节能减排中的作用及措施教学内容安排与进度：第一周：加热炉的基本结构与原理第二周：加热炉的温度控制与热量传递第三周：加热炉的操作与维护第四周：实验教学（加热炉温度控制实验、热量传递实验）第五周：加热炉在工业生产中的应用教材章节及内容：第一章：加热炉概述第二章：加热炉的结构与原理第三章：加热炉的温度控制与热量传递第四章：加热炉的操作与维护第五章：加热炉的应用实例教学内容依据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性，结合实验操作，使学生在掌握理论知识的同时，提高实际操作能力。
加热炉课程设计说明书
⑨计算金属热焓值
当t1均＝610℃时，查表得cp= 0.5887 kJ/(kg.℃)
所以，i预=610×0.5887 = 359kJ/kg；Δi预=359-20×0.4773=349.6kJ/kg
注：与假设所得Δi预相差很小，故计算正确，不必重新校核，i预=610×0.5887 = 359kJ/kg。
4总加热时间
5单位加热时间
符合连续加热炉加热中碳钢时间要求。
2.4
1.炉子长度计算
①有效炉长：
②预热段长度：
③加热段双面加热长度：
④加热段单面加热长度：
⑤炉子总长：L总=L效+A=28517+1600=30117mm
2．炉门数量和尺寸确定
①进料炉门：炉门宽度B进= B=3.132m；炉门高度H进=3×0.11=0.330m；进料炉门数量：1个（炉尾端部）。
3．耐火材料和尺寸确定
本炉采用砌砖结构：拱顶（60度拱顶）：加热段用一级硅砖300mm+硅藻土砖120mm；预热段用一级粘土砖300mm+硅藻土砖120mm；炉墙用一级粘土砖348mm+硅藻土砖120mm；
4．炉底水管布置及规格确定
①纵水管：最大中心距 ,取a实=1600mm；根数n=3132/1600=1.96，取n=2根；纵水管规格Ф121×20mm(横水管中心距b=2320mm条件下)。
②由k=0.977可计算天然气湿成分，计算结果列入下表
成分
CH4
C2H6
C3H8
H2
CO
CO2
N2
H2O
总和
天然气（%）
88.55
1.57
加热炉的设计应用课程设计
1.1意义及研究背景
在工业中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。其中温度控制也也越来越重要。在工业生产的很多领域中，人们都需要对环境中的温度进行控制。在石油工业中，加热炉尤为重要，加热炉应用非常明显。而对加热炉进行温度控制在整个工艺生产中的重要性尤为突出。
加热炉被广泛应用于工业生产和科学研究中。由于这类对象使用方便，可以通过调节输出功率来控制温度，进而得到较好的控制性能，故在冶金、机械、化工等领域中得到了广泛的应用。
3.2温度检测及变送电路
温度检测电路是本次设计的主要内容，是整个单片机温度控制系统设计中不角儿缺少的一部分。本系统要求对加热炉内温度进行实时采集与检测，在充分保证安全的情况下对代加工器件进行热处理。
根据要求，本系统的温度检查电路主要有传感器、运算放大器及A/D转换器组成。经固定周期对加热炉内温度进行检测，实现加热功能，并是系统安全稳定。
由于热电偶温度传感器的材料一般都比较贵重，而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把温度传感器热电偶的冷端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到仪表端子上。必须指出，热电偶温度传感器补偿导线的作用只起延伸热电极，是温度传感器热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需要用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能：P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
材料加热炉课程设计
材料加热炉课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解材料加热炉的基本原理，掌握加热炉的构造及其功能。
2. 学生能掌握材料加热过程中温度控制的重要性，了解不同材料加热的温度范围。
3. 学生能了解加热炉在工业生产中的应用，掌握相关安全操作知识。
技能目标：1. 学生能够独立操作加热炉，进行简单的材料加热实验。
2. 学生能够根据实验数据，分析加热炉的加热效果，并提出优化方案。
3. 学生能够运用所学知识，解决实际生产中与加热炉相关的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到加热炉在材料加工中的重要性，培养对工业生产的兴趣。
2. 学生能够树立安全意识，养成良好的实验操作习惯。
3. 学生能够学会团队合作，培养沟通、协作能力，增强集体荣誉感。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识与实际操作，培养学生动手能力。
学生特点：学生具备一定的物理知识基础，但对实际操作相对陌生，好奇心强，但安全意识较弱。
教学要求：注重理论知识与实践操作的相结合，强调安全操作，引导学生主动参与，培养解决问题的能力。
通过课程学习，使学生达到上述知识、技能和情感态度价值观目标，为后续相关课程和未来职业发展打下基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 加热炉的基本原理：讲解加热炉的工作原理，包括热传递、加热方式等，对应教材第二章第一节。
2. 加热炉的构造与功能：详细介绍加热炉的各部分构造，如加热器、温控系统、炉膛等，并说明其功能，对应教材第二章第二节。
3. 加热过程温度控制：讲解温度控制的重要性，介绍温度控制的方法和设备，对应教材第二章第三节。
4. 不同材料的加热温度范围：分析各类材料加热的温度要求，列举具体实例，对应教材第二章第四节。
5. 加热炉在工业生产中的应用：介绍加热炉在工业生产中的实际应用，如金属加工、陶瓷烧结等，对应教材第二章第五节。
6. 安全操作知识：强调加热炉操作的安全注意事项，教授安全操作方法，对应教材第二章第六节。
材料加热炉基础
材料加热炉基础第一篇：材料加热炉基础Unit 1 电阻加热：利用电阻而通电产生的热量直接或间接加热材料感应加热：利用电磁感应原理，在金属中产生感应电流，来加热金属。
电弧加热：在两极之家产生电弧，用电弧产生的高温来加热材料。
电子束加热；利用在电场作用之下形成高能的电子流轰击材料表面产生热量，加热物体。
等离子加热：利用在电场作用下气体分离，用形成的高温等离子加热物体材料激光束加热：将电能转化韦高能激光，用激光来加热物体。
微波加热：将电能加热成微波输出，将微波与材料相互作用，使材料整体被加热材料。
Unit 2材料加热气氛的种类1、吸热性气氛原理;将原料气余空气按院子碳、氧比为1混合，送入装有由外部供热的反应罐进行催化分解得到CO、H22、放热性气氛原理1的条件下，原料气余空气进行不完全的燃烧，其燃烧产物经冷却制得放热性气氛。
3、净化放热性气氛原理：江放热性气氛经沸石分子筛精华，除去CO2 和H2O4、氨分解气和氨燃烧气原理：将氨气通入装有催化剂的反应罐中，在一定的温度下分解，就制得氮气和氢气。
真空加热技术特点1、防止氧化作用在真空中，当氧的分压大于化合物的分解压时，金属被氧化，相反当金属分解压大于真空中的氧分压时，氧化物会分解出氧来。
2、真空脱气作用可有效除去金属中的氧气、氢气、氮气的目的。
3、真空脱脂作用蒸汽压较低时，油脂会在加热时随即被真空泵抽走4、真空下元素的蒸发Unit 3 表压力：静压头在数值上等于炉气的相对压力。
压头的定义:单位体积炉气与同一平面上的路外单位体积空气的能量差气体的静止平衡方程：p1=p2+ρgH流体的流动形态：①层流：层流流动时，流体质点都作有规律的平行运动，六层之间不相互混合，质点无径向运动。
②紊流：流体不仅按前进方向运动，而且还向各个方向作不规则运动，不停地相互混合。
然而在紧贴管壁处存在着极薄的层流，成为层流底层。
伯努利方程的运用:p1+ρgz1+12ρv=p2+ρgz2+2112nρv+22∑i=1ζ22ρvipa1+ρagz1=pa2+ρagz2烟囱的抽气原理: ∆p=(ρa-ρg)gHUnit 4 1三种传热方式的特点①传导传热定义热量从物体温度较高的部分传到温度均较低的部分，或由温度较高的物体传到与之相接触的较低温的物体的过程。
加热炉教学大纲
加热炉教学大纲《加热炉》教学大纲一、课程性质和任务加热炉是材料工程专业的专业的一门重要的主干技术专业课，通过课堂教学、实验，使学生掌握热工基础的基本概念、基本理论及其运算方法；熟悉热力设备、装置和循环等实际应用知识，为今后从事工程实践、解决生产实际问题及学习新的科学技术奠定坚实的基础。
加热炉是一门实践性应用性较强的技术基础课，随着科学技术的发展，加热炉技术已得到了快速的完善和发展。
二、教学基本要求本课程的目标和任务，是使考生通过学习对加热炉有比较全面的了解，能够初步分析和解决加热炉热工方面的理论和实践问题，掌握加热炉的基本操作、维护、检修技能和常见事故处理方法。
课程基本要求如下：(l）掌握加热炉的基本组成及其各部分的作用：熟悉燃料供应系统、供风系统、排烟系统及冷却系统的组成及结构；了解加热炉余热利用设备的工作原理。
(2）了解金属压力加工企业常用燃料的主要性能和用途；掌握燃烧计算的基本方法；初步掌握对燃料燃烧过程的操作控制及燃烧方法的应用。
(3）了解有关加热炉气体力学的基本概念、基本原理和计算方法；掌握炉内外测点的选择方法及常用温度、压力、流量测量仪器的使用和维护。
(4）能够正确分析炉内的传热过程，理解三种传热方式的基本概念及基本定律，了解传热量的计算方法。
(5）了解金属的加热工艺制度；熟悉炉子热平衡表的编制目的与根据；了解编制炉子热平衡表的方法，能提出降低炉子燃耗、提高炉子热效率的途径。
(6）熟悉耐火材料的分类及常用耐火材料的组成、基本性能及应用领域。
(7）熟悉常用加热炉的炉型特点以及使用、维护与维修知识。
三、教学内容第一章加热炉的基本结构教学目标：通过本章的学习，学生应掌握加热炉的基本组成及其各部分的作用：熟悉燃料供应系统、供风系统、排烟系统及冷却系统的组成及结构；了解加热炉余热利用设备的工作原理。
具有使用和维护加热炉的主要设备及使用和维护加热炉的烧嘴和阀门的能力。
教学重点与难点：（一）炉膛与炉衬（次重点）理解：加热炉的炉墙、炉顶、炉底、炉子基础、钢结构、炉门、观察孔及出渣们的结构及组成。
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课程设计任务书设计题目低温井式电阻炉的设计学生***学生学号******专业班级****************指导教师目录1、设计任务 (2)2、炉膛尺寸的确定··························································· 23、炉子砌砖体的设计3.1炉衬材料的选择 (4)3.2炉墙设计 (4)3.3炉底设计 (5)3.4炉顶设计···························· (5)3.5炉门设计 (6)4、炉子功率计算和分配4.1有效热Q件计算 (8)4.2辅助构件热损失Q辅计算 (8)4.3炉衬热损失Q .............................散 (8)4.4Q辐计·····························算 (9)4.5炉门溢气热损失Q·····························溢4.6其它热损失Q .............................它 (10)4.7炉子安装功率计算 (10)4.8炉子热效率计算 (10)4.9炉子空载功率··························································1 14.10炉子升温时间计算 (12)4.11功率分配·······························································1 24.12接线方式·······························································1 24.13功率的调节方法 (12)5、电热元件的设计5.1电热元件材料的选择 (13)5.2电热元件单位表面功率的确定·····································1 35.3电热元件尺寸的确定 (13)5.4电热元件重量的计算 (14)5.5电热元件的安装··········································1 46、炉温仪表的选择.............................................................1 6 7、炉子技术指标（标牌）. (16)8、使用说明书 (16)8.1开炉前的准备 (16)8.2开炉生产 (16)8.3使用注意事项及维护 (17)9、参考资料························································· (17)1、设计任务：1．设计题目：低温井式电阻炉的设计2．设计任务：（1）设计目的：设计可用于碳钢、合金钢回火的低温箱式电阻炉（2）设计参数：1)工件长1500mm采用吊装；周期性成批装料，长时间连续生产；炉膛尺寸：Ф900mm；2)最高使用温度：650℃；3)空炉升温时间：＜2h4)炉壳表面温升<60℃2、炉膛尺寸的确定：炉膛尺寸主要根据工件形状、尺寸、技术要求、装卸料方式、操作方法和生产率等来确定，同时还应考虑工件在炉对方方式和运动方式、传热条件与炉温分布、电热元件及炉构件的维修等问题，包括炉膛空间尺寸和有效加热区尺寸。
本次所设计电阻炉，工作对象为L1500的轴类、杆件和长管类低碳钢、低合金钢工件的回火加热。
对于工件加热周期和装炉量不明确的情况下，如通用炉设计，此时常采用加热能力指标法进行设计，求出B、L后，与标准系列炉尺寸进行比较后确定实际炉底尺寸，以便选用标准尺寸炉底板：假设：1）炉底单位面积生产率为P（单位时间单位炉底面积所能加热金属重量）；2）炉底有效面积为F1，总面积为F，且F1=（0.7-0.85）F；3）炉子生产率为P，F1=p/p0；因为炉膛直径D=900mm,取B=900mm；低温炉以对流为主，炉膛应低些，以提高热效率。
）同时，一般在装料上、下方应保持200-300mm的空间，工件距加热元件100～200mm。
标准搁砖每层高度67mm（包括灰缝）。
则取：L=2000mmP0一般在80～120㎏/㎡·h；取P=100㎏/㎡·h，F1=0.8F；由已知P=100×0.8×0.9×2=144㎏/h，综上所述：取炉膛高度为H=2000mm，直径为D=900mm3、炉子砌砖体的设计：3.1炉衬材料的选择炉衬由耐火材料与保温材料砌筑成耐火层和保温层，其直接受炉高温影响，因此其应耐高温，同时，耐火材料的结构强度决定了耐火层的强度，保温层其隔热保温作用。
在低温热处理炉中常用的耐火材料为粘土砖、高铝砖、少量碳化硅制品等等。
目前在保证结构强度的前提下，一般都用轻质砖，其比重轻、导热系数小、高温强度满足要求等优点。
3.2炉墙设计炉墙主要为砌体，外部包炉壳钢板。
低温炉炉墙一般分两层，层耐火层常用轻质粘土砖砌筑，外层为保温层，由保温材料构成。