电阻炉设计

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电阻炉设计

电阻炉设计

题目热处理炉设计学院专业班级学号学生姓名完成日期一、设计任务1、中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火及调质处理;2、最大生产率150Kg/h;3、工作温度:最高使用温度≤1200℃;4、生产特点:周期式成批装料,长时间连续生产。

二、炉型的选择因为工件材料为中碳钢、低合金钢,热处理工艺为淬火、正火及调质处理,且最高温度为1200℃,选择高温炉即可。

同时工件没有特殊规定并且需要小批量生产,则选择周期式箱式炉。

综上所述,选择周期式高温箱式电阻炉。

三、炉膛尺寸的确定1.炉底面积确定因无定型产品,故不能用实际排料法确定炉底面积,只能用炉底强度指标法计算。

查上表得,P0 =120Kg/(m2·h)F有效 = P/P0 = 150/120 = 1.25(m2)由于有效面积与炉底总面积存在关系式F/F1=0.75~0.85,取系数上限,得炉底实际面积:F=F有效=1.25/0.85=1.471m22.炉膛底部的长度和宽度的确定L和B的比例为2~1.5(小炉子取上限),取L/B=2,因此F=L*B=0.5L2。

可得,L=2*F=1.72mB=L/2=0.86m为方便砌砖L=1856mm,B=920mm附表如下:3.炉膛高度的确定按统计资料,炉膛高度H与宽度B之比H/B通常在0.5~0.9之间,根据炉子工作条件,取H/B=0.8左右,选定炉膛高度H=0.7m。

因此,确定炉膛尺寸如下长 L=(230+2)*8=1856mm宽 B=(113+2)*8=920mm高 H=(65+2)*11+37=774mm为避免工件与炉内壁或电热元件搁砖相碰撞,应使工件与炉膛内壁之间有一定的空间,确定工作室有效尺寸为L效=1600mmB效=700mmH效=700mm四、炉体材料选择与结构设计由于侧墙、前墙及后墙的工作条件相似,采用相同炉衬结构,应采用4层结构即耐火层为113mmLZ—48高铝砖+中间层为230mmQN—1.0轻质粘土砖+保温层为300mm硅藻土粉+10mm石棉板。

中温箱式电阻炉设计说明

中温箱式电阻炉设计说明

中温箱式电阻炉设计说明一、设计目标:1.温度控制精度高,能够达到所需的温度范围;2.加热均匀,温度分布均匀,避免温度梯度对样品造成影响;3.安全可靠,具有过温保护和过载保护等安全功能;4.操作简便,控制界面友好。

二、设计原则:1.结构设计合理:箱体结构稳定,材料耐高温、绝缘性能好,保证外壳不会过热和存在漏电的情况。

2.保温设计良好:箱体内外壁之间应具有一定的保温材料,减小热量损失。

3.温度控制系统先进:采用PID控制系统,能够精确控制温度,减小温度波动;4.安全保护系统完善:具备过载保护、过温保护等安全功能,确保操作安全。

三、具体设计方案:1.结构设计:2.保温设计:内外壁之间填充保温材料,如岩棉、石膏板等,有效减小能量损失。

箱体底部及门缝处设置密封条,确保箱体内外不会有空气对流和热量泄露。

3.加热元件选择和布局:采用电阻丝作为加热元件,通过布线和固定在箱体内腔的支架上。

加热元件分布均匀,保证整个箱体内温度均匀。

4.温度控制系统:采用PID控制系统,设定温度和实际温度可通过显示屏进行监控。

在设定温度达到后,自动停止加热以保持恒温状态,避免温度超过所需范围。

5.安全保护系统:设备设置过温保护和过载保护装置。

一旦温度超过设定范围或电流过载,系统会自动切断电源以保护设备和样品。

6.操作控制系统:设备的操作控制界面应简单明了,易于操作。

温度、时间等参数可以根据需要进行设定并显示在控制面板上。

综上所述,中温箱式电阻炉的设计需要考虑结构稳定、保温设计、温度控制系统、安全保护系统和操作控制系统等因素。

合理的设计方案能够确保电阻炉的使用安全、方便和效果稳定。

无机非金属材料课程设计-电阻炉设计

无机非金属材料课程设计-电阻炉设计

箱式电阻炉设计说明书1、设计任务设计一箱式电阻炉,要求如下:1)额定温度为1300℃;2)升温速率为20℃/分钟;3)炉膛有效尺寸长×宽×高不超过500×300×300。

.2、设计说明2.1电炉电热材料的选择本次设计要求的额定温度为1300℃,由于一般电热体的温度要比炉膛的温度高50—100℃,因此所选用的电热材料的使用温度应至少为1350℃以上。

满足这一基本要求的常用电热体有钼棒、钨棒、铁铬铝合金、硅碳棒、硅钼棒、石墨和碳棒。

钼棒硬而坚韧具有优异的力学性能,而且其熔点高且在高温下具有较大的持久强度,其在真空炉中使用温度高达1650℃,钼还对无机酸具有突出的耐腐蚀性能;但钼是一种易氧化的金属,在空气中300℃时钼便会被氧化为三氧化钼,600℃时则会形成黑色的氧化层。

由于本次设计的是一个空气电阻炉,因此钼并不很符合本次设计对电热体的要求。

钨棒的熔点较钼来讲更高,在真空炉中的使用温度高达2000—2500℃,而且相较于钼也更为廉价;但钨棒在空气中高温下化学性质也不稳定,会与氧气发生剧烈反应生成三氧化钨,同时高温下钨还会与耐火材料发生反应。

因此钨棒也不适用与本次设计。

铁铬铝合金被加热后其表面生成一层氧化铝起到了保护作用,其在空气中的使用温度为1300—1400℃,且具有电阻系数大,电阻温度系数小,表面容许负荷高,比密度小,高率稳定,价格低廉等诸多优点;但其强度不高,使用寿命相对较短,且过烧后不可回收。

总体来讲铁铬铝合金基本满足本次设计的要求,是备选的电热体之一。

硅碳棒在空气中的使用温度为1350—1450℃,其能承受较高的加热温度且对化学试剂稳定性强,各种酸蒸汽对硅碳棒均不起化学作用,此外硅碳棒的使用寿命也较长间断使用时间可达1000h,其价格也比较低廉;但其易于和一些金属氧化物反应对其结构产生破坏作用。

硅碳棒的综合性能优异且满足本次实际要求也是备选的电热体材料之一。

箱式电阻炉课程设计完整版

箱式电阻炉课程设计完整版

一、设计任务书‎题目:设计一台中‎温箱式热处‎理电阻炉;生产能力:160 kg/h;生产要求:无定型产品‎,小批量多品‎种,周期式成批‎装料,长时间连续‎生产;二、炉型的选择‎根据生产特‎点,拟选用中温‎箱式热处理‎电阻炉,最高使用温‎度,不通保护气‎氛。

三、确定炉体结‎构及尺寸1.炉底面积的‎确定因无定型产‎品,故不能用实‎际排料法确‎定炉底面积‎,只能用加热‎能力指标法‎。

已知生产率‎p为160‎kg/h,按照教材表‎5-1选择箱式‎炉用于退火‎和回火时的‎单位面积生‎产率p0为‎100 kg/(m2﹒h),故可求得炉‎底有效面积‎:由于有效面‎积与炉底总‎面积存在关‎系式,取系数上限‎,得炉底实际‎面积:2.炉底长度和‎宽度的确定‎由于热处理‎箱式电阻炉‎设计时应考‎虑出料方便‎,取,因此,可求得:根据标准砖‎尺寸,为便于砌砖‎,取,如总图所示‎。

3.炉膛高度的‎确定按照统计资‎料,炉膛高度与‎宽度之比通‎常在之间,根据炉子工‎作条件,取。

因此,确定炉膛尺‎寸如下:长宽高为避免工件‎与炉内壁或‎电热元件搁‎砖相碰撞,应使工件与‎炉膛内壁之‎间有一定的‎空间,确定工作室‎有效尺寸为‎:4.炉衬材料及‎厚度的确定‎由于侧墙、前墙及后墙‎的工作条件‎相似,采用相同炉‎衬结构,即轻质粘土‎砖,密度为的普‎通硅酸铝纤‎维毡,级硅藻土砖‎。

炉顶采用轻‎质粘土砖,密度为的普‎通硅酸铝纤‎维毡,膨胀珍珠岩‎。

炉底采用三‎层轻质粘土‎砖,密度为的普‎通硅酸铝纤‎维毡,级硅藻土砖‎和膨胀珍珠‎岩复合炉衬‎。

炉门用轻质‎粘土砖,密度为的普‎通硅酸铝纤‎维毡,级硅藻土砖‎。

炉底隔砖采‎用重质粘土‎砖,电热元件搁‎砖选用重质‎高铝砖。

炉底板材料‎选用耐热钢‎,根据炉底实‎际尺寸给出‎,分三块或者‎四块,厚。

四、砌体平均表‎面积计算砌体外廓尺‎寸如下:试中——拱顶高度,此炉子采用‎60°标准拱顶,取拱弧半径‎,则f可由求‎得f=131.052。

热处理箱式电阻炉设计

热处理箱式电阻炉设计

热处理箱式电阻炉设计热处理是一种常见的金属加工方法,它通过控制材料的加热和冷却过程来改变材料的性能和组织结构。

箱式电阻炉是热处理领域中常用的设备之一,它具有结构简单、操作方便、加热均匀等优点。

本文将从箱式电阻炉的结构设计、加热方式、温度控制、安全性等方面进行探讨。

首先,箱式电阻炉的结构设计是其设计的重要方面之一、箱式电阻炉一般由炉体、加热元件、电控系统和保温材料组成。

炉体通常采用优质钢板焊接而成,具有良好的密封性能和耐高温性能。

加热元件一般采用镍铬合金电阻丝或电阻片,通过电流通过加热元件发热,实现对材料的加热。

电控系统一般由温度控制器和电源组成,用于控制加热元件的加热功率和温度的控制。

保温材料一般采用耐高温陶瓷纤维或石棉棉等材料,用于保持炉体内部的高温。

其次,加热方式是箱式电阻炉设计中需要考虑的重要问题之一、常见的加热方式包括顶部加热和底部加热。

顶部加热是指在箱式电阻炉的炉膛顶部布置加热元件,通过上方向下辐射热传导到炉膛内的材料上。

底部加热是指在箱式电阻炉的底部布置加热元件,通过下方向上辐射热传导到炉膛内的材料上。

两种加热方式各有优缺点,根据具体的工艺要求选择合适的加热方式。

在温度控制方面,箱式电阻炉设计需要考虑如何实现对温度的精准控制。

一般情况下,箱式电阻炉采用PID控制方式,即比例-积分-微分控制方式。

PID控制器可以根据温度的反馈信号自动调整加热功率和温度的设定值,从而实现对温度的精准控制。

此外,在箱式电阻炉设计中还需要考虑如何解决温度梯度的问题,以保证加热均匀性。

通常采用设置多个加热区域或者采用电磁感应加热的方式来解决温度梯度的问题。

最后,在设计箱式电阻炉时,安全性也是需要考虑的重要因素。

箱式电阻炉在加热过程中会产生高温,因此需要采取一系列的安全措施来防止事故的发生。

比如,在炉体外部设置保护层,以避免烤伤。

在电控系统中设置过温报警器和断电保护装置,以及温度超限自动切断电源,以确保炉体温度在安全范围内。

窑炉设计——设计实验室电阻炉

窑炉设计——设计实验室电阻炉

实验室电阻炉设计一、设计要求设计一座容积为0.001M3,使用温度为1400℃的实验室电阻炉。

二、关于电阻炉1. 电阻炉(马弗炉)概念利用流经元件本身的电流,由于自身的电阻产生的焦耳热,从而使整个封闭炉膛的温度达到需要的温度,制品则放入炉膛中完成升温、烧结的过程,该种烧结炉,我们称之为马弗炉(muffle furnace)或电阻炉。

2. 电热窑炉特点(与火焰窑炉相比)易获得高温;精密控温;易实现真空、气氛、加压等烧结工艺;产品质量好、稳定;传热效率高,污染少;结构简单,劳动强度小,使用寿命长;生产成本较高。

其产量小,规模小,只适合实验室或小型试验、生产。

3. 电热窑炉的结构电热窑炉的结构包括:炉壳、炉衬、电热元件及辅助设备。

对于电热窑炉的炉壳要求气密性良好,而对炉衬的要求是耐高温、低蓄热、热损少、电绝缘性好。

电热元件则需要综合电阻炉的使用温度、升温速率、使用气氛、调压范围、恒温带范围、元件寿命及电器设备安全使用来考虑其材料、布局和连接方式。

辅助设备包括动力机械,电、水、气路系统,控温、调压装置,观察窗,测温孔和防暴器等。

图1.电热窑炉外观及结构4. 电阻炉的选型原则(1)烧成制品工艺要求(温度、气氛、温度均匀性)(2)烧成制品的形状、尺寸、装炉方式(3)生产规模、使用寿命、通用性5. 电阻炉的使用和维护(1)保护加热元件--机械损伤、超载使用、连接方式、安装间距、低熔有害物质的侵蚀等;(2)保护砌炉材料--使用温度、抗热震性、有害物质的侵蚀等;(3)保护热工仪表--防震、可靠接地、正常运行等;(4)保证水路、气路、电路的正常工作、便于维修等。

6. 常用电阻炉合金丝电阻炉、SiC电阻炉、MoSi2 电阻炉三、设计方案1. 确定炉型、炉膛尺寸容积为0.001M3 (1L);炉膛尺寸设计为100mm*100mm*100mm;2. 选择电热元件元件材料t(℃)t max(℃)Ni-Cr合金1000 ~ 1100 1100 ~ 1200Fe-Cr-Al合金1200 ~ 1350 1300 ~ 1450SiC 1350 ~ 1450 1450 ~ 1550MoSi2∥1550 1650MoSi2⊥1600 ~ 1700 1700 ~ 1800Mo 真空1600 ~ 1650 1650Mo H2内绕1650~1750 2000Mo H2外绕1500~1600 2000表1.常用电热元件的最高使用温度(t max)和一般工作温度(t)所要设计的实验室电阻炉的使用温度喂1400℃,因此根据电热元件的使用温度(见表1)选择使用SiC棒加热(如图2)。

65KW高温台车式电阻炉设计

65KW高温台车式电阻炉设计

目录1 前言 (1)1.1 本设计的目的、意义 (1)1.1.1 本设计的目的 (1)1.1.2 本设计的意义 (1)1.2 本设计的技术要求 (1)1.2.1 技术要求 (1)1.3 热处理炉的发展现状 (2)1.3.1 国外热处理行业的能源利用情况 (2)1.3.2 我国热处理行业存在的问题 (2)2 设计说明 (3)2.1 炉型选择 (3)2.2 确定炉体结构和尺寸 (3)2.2.1 根据经验公式法计算炉子的炉膛砌砖体内腔的尺寸L*B*H (3)2.2.2 确定工作室有效尺寸L效B效H效 (3)2.2.3 炉衬材料及厚度的确定 (3)2.2.4 砌体平均表面积计算 (4)2.2.5 炉顶平均面积 (4)2.2.6 炉墙平均面积 (4)2.2.7 炉底平均面积 (4)2.3 计算炉体的热散失 (4)2.3.1 求热流量 (5)2.3.2 验算交界面上的温度T2墙T3墙 (5)2.3.3 验算炉壳温度T4墙 (5)2.4 计算炉墙散热损失Q墙散 (5)2.4.1 计算炉墙散热损失 (5)2.4.2 开启炉门的辐射热损失Q辐 (6)2.4.3 开启炉门溢气热损失Q溢 (6)2.4.4 其它热损失Q它 (6)2.4.5 工件吸收的热量 (7)2.5 炉子生产率的计算 (7)2.5.1 炉子生产率计算 (7)2.5.2 正常工作时的效率 (7)2.5.3 保温阶段关闭炉门时的效率 (7)2.6 炉子空载功率计算 (7)2.7 空炉升温时间计算 (7)2.7.1 炉墙及炉顶蓄热 (7)2.7.2 炉底蓄热计算 (8)2.7.3 炉底板蓄热 (9)2.8 功率的分配与接线 (9)2.9 电热元件材料选择及计算 (9)2.9.1 求950℃时电热元件的电阻率PT (9)2.9.2 确定电热元件表面功率 (9)2.9.3 每组电热元件功率 (9)2.9.4 每组电热元件端电压 (10)2.9.5 电热元件直径 (10)2.9.6 每组电热元件长度和重量 (10)2.9.7 电热元件的总长度和总重量 (10)2.9.8 校核电热元件表面负荷 (10)2.9.9 电热元件在炉膛内的布置 (10)2.10 炉子技术指标 (11)3 附录 (12)3.1 装配图 (12)3.2 电阻丝 (13)3.3 电阻丝接线示意图 (14)4 参考文献 (15)1前言1.1本设计的目的、意义1.1.1本设计的目的设计一台电阻加热炉,额定功率为65KW,使其加热温度在1000℃,周期式成批装料,长时间连续生产。

中温电阻炉设计

中温电阻炉设计

RX-18-9中温箱式电阻炉设计设计者:尹宏林一、箱式电阻炉的工作原理:是利用电流通过电热元件时所产生的热效应,采取热辐射和炉膛内气体对流作用的形式将热量传递到被加热的工件上,使工件加热。

结构及特点:箱式电阻炉由炉体、测温系统和电控系统组成。

二、基本技术条件:1)箱式电阻炉;2)额定功率18kw;3)最高工作温度950℃;4)炉外壁温度小于60℃;设计计算的主要项目:1)确定炉膛尺寸;2)选择炉衬材料及厚度,确定炉体外型尺寸;3)计算炉子主要经济技术指标(热效率,空载功率,空炉升温时间);4)选择和计算电热元件,确定其布置方法;5)写出技术规范三.炉体结构和尺寸确定1、炉体材料及结构炉胆材料:轻质粘土砖电阻丝是内置式,买入炉衬材料中,除了保证其有足够的耐热度外,以为要放加热工件,故还要保证其强度。

炉衬材料:耐火材料:轻质粘土砖紧贴炉衬,包裹在其周围保温材料:膨胀珍珠岩炉外壳与保温材料之间支撑材料:轻质粘土砖下方炉体材料,保温层和炉壳之间为膨胀珍珠岩。

必须江保温层支撑起来,故加支撑材料。

炉外壳材料:3mm厚的钢板表炉衬温度与炉衬厚度及结构2、炉衬尺寸因为功率及炉温一定,利用经验计算法计算出炉子的内表面积。

根据其功率以及工作温度,计算其炉膛的内表面积,公式如下:P=cτ-0.5F0.9(t/1000)1.55式中P——炉子功率kwτ——空炉升温时间hF——炉膛内壁面积m2t——炉温℃c——系数(热损失较大的炉子取30~35)要求设计的箱式电阻炉额定功率为为18kw,炉温为950℃,空炉损耗功率≤5已知p=18kw,空炉升温时间≤2h,炉温950℃,系数取30~35算得F=考虑箱式电阻炉装出料方便,同时参考RX3-15-9中温电阻炉的尺寸(热处理手册;机械工业出版社,第三卷、热处理电阻炉,表3-5),取L/B=2 H/B=0.83 得L=600mm,B=300mm,H =250mm验证炉体结构设计的合理性由于炉子结构比较对称,故作统一数据处理。

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最好是有10%的安全余量3168w,避免空气开关跳闸。
1.2尺寸:
这取决于几个因素,设计最高温度、升温速度。
如果你是个热力学工程师,可以计算出尺寸和功耗的要求,准确的热损失率,对流,辐射和传导,绝热材料吸热量、热损失率等等。
我们不需要这样做,我查阅了国外商业电窑的一些设计参数。
奥尔森窑(给爱好烧陶瓷的人用的)设计参数是这样的:0.92瓦/平方厘米2- 1.3w /厘米2的功率密度。我也计算过一些美国专业给刀匠设计的热处理炉,大多数功率密度是0.6瓦特/厘米2- 0.7瓦/厘米2,我估计是他们的保温材料保温性能比较好,结合我们国家的实际,我觉得保险起见还是参照奥尔森窑的设计参数。那么我就取一个方便计算的值1瓦/平方厘米2
大家好,我已经在本论坛注册4年,但是发帖很少,在这里也学到了很多东西。作为答谢各位刀友,今天我要给各位刀友们提供一些实质性的具有操作意义东西。
电阻炉,各位刀友们一定都熟悉吧,它相比炭火炉、气炉等有着温度控制精确、清洁、节省能源等天生的优点。网上乃至本论坛有很多人都讲了怎么做电阻炉,不过我觉的他们讲的不够详细,也没有实际操作的可行性。
2.2电阻丝的长度
现在你已经算好了你的电炉需要多少瓦,下一步计算电阻丝长度。
我们现在所知道的是:
- 3000W的功率需要
- 220伏伏供电
我们想知道的是:
多少欧姆的电阻
如果你还记得你的初中生活也许对一些基本的电公式将浮现在你的脑海中,如果想不起来了,照片可以提供帮助:
因为U2/ P = R
所以2202 / 3000 =16.1333欧姆
2.电阻丝的选择和电阻丝直径的确定
我从万能的TB那里查到了一些电阻丝的资料
牌号
1Cr13A14
1Cr21A14
0Cr21A16
0Cr23A15
0Cr25A15
0Cr21A16Nb
0Cr27A17Mo2
性能
主要化学成分%
Cr
12.0-15.0
17.0-21.0
19.0-22.0
20.0-23.5
23.0-26.0
举个例子:
我们有一个直径1mm的0Cr27A17Mo2。这是不正确的直径,这将有一个很短的寿命。所以,我将在下一节中解释。这里我们先计算完。
查表得到了1mm 0Cr27A17Mo的电阻丝的电阻是1.948欧姆每米了。
所以现在只计算你需要多少米达到到16.1333欧姆
16.1333 / 1.948 =8.282米
康泰尔手册(http://heatingelements.hitemppro ... Metric-version-.pdf)再次排上用场(祖国让我们学英语干什么来着?让我们学习国外先进技术的。纯属娱乐,勿怪)见7页和10。
螺旋电阻原件(绕好的电阻丝)的直径至少要是电阻丝直径5-7倍。再大也没问题,只要炉子有位置安装。
举个例子:
我炉建成后将有一个12,4cm×12cm×50cm内部尺寸。
内部表面积= 2737.6cm2等于2737瓦的总表面面积。
当电阻丝的寿命随着时间的推移,其直径是由于氧化减少,炉子的功率下降。为了弥补这个和加快加热速度,我倾向于略微增加功率。所以我会提高到3000W,并且这也在安全功率范围内小雨3168w。
得到一个有3000瓦功率的电阻丝,你需要8.282米直径为1mm的0Cr27A17Mo2电阻丝。
这很容易不是吗?
3。表面负荷
注意了,这一部分非常重要,也是很多DIY电阻炉容易犯错误的地方
表面负荷的意思就是电阻丝总功率与电阻丝的表面积的比值。单位是W/cm2(瓦/平方厘~735
637~784
637~784
637~784
637~784
637~784
686~784
延伸率%
≥16
≥12
≥12
≥12
≥12
≥12
≥10
反复弯曲次数
≥5
≥5
≥5
≥5
≥5
≥5
≥5
快速寿命h/℃
——
≥80/1250
≥80/1300
≥80/1300
≥80/1300
≥80/1350
≥80/1350
由于时间有限我今天就讲一讲电阻炉发热丝的设计与计算。
有的人要说了,不就电炉丝嘛,有什么好设计计算的。这里我要说那你就是外行了。首先我们的电阻炉是用来热处理的,要处理合金工具钢、不锈钢等材料温度必须要到1100度左右。这是普通电炉丝不能承受的,还有,你如何确定功率、如何让电阻丝长寿命的工作,如何在有限的炉膛里面布置下电阻丝这些都是问题。
1400
熔点℃
1450
1500
1500
1500
1500
1510
1520
密度g/cm3
7.40
7.35
7.16
7.25
7.10
7.10
7.10
电阻率μΩ·m,20℃
1.25±0.08
1.23±0.06
1.42±0.07
1.35±0.06
1.42±0.07
1.45±0.07
1.53±0.07
抗拉强度Mpa
21.0~23.0
26.5~27.8
AI
4.0~6.0
2.0~4.0
5.0~7.0
4.2~5.3
4.5~6.5
5.0~7.0
6.0~7.0
Fe
余量
余量
余量
余量
余量
余量
余量
Re
适量
适量
适量
适量
适量
适量
适量
加入量Nb:0.5
加入量Nb:0.5
元件最高使用温度℃
950
1100
1250
1250
1250
1350
另外的元素是伸展后电阻丝之间的最小距离。单绕组之间的距离应该是2-3倍的电阻丝直径。
这可以防止元件过热、绕组短路等。也可以提高电阻丝的使用寿命。电阻丝如果短路不仅会降低其自身寿命,关键电阻丝的功率会增加,没有及时发现可能会烧坏动力线路。
在这里可能有的DIYer又会说了,那还不简单,直接用粗的电阻丝,表面负载肯定够了。我要说的是你没有考虑到电阻丝越粗那么要使其功率为3000瓦,那么它的长度也就越长。那么你炉子里面可能就没有足够的空间来布置电阻丝。
4.绕组直径,拉伸比例
既然是自己设计选型电阻丝那么就要涉及到缠绕电阻丝,除非花高价让厂家定做。这也是一个非常重要的因素,但没有表面负荷的的重要性大。
大多数电阻丝都是预制好的(标定功率),但预制电阻丝并不总合适你的炉子尺寸。
我接着分为如下几个部分来讲解电阻丝的设计
1。电炉内部尺寸的确定和电阻丝功率的确定
2.电阻丝线径的确定
3.电阻丝表面负载
4.线圈直径和拉伸参数
5.综合考虑
免责声明:需要有基本电学知识。如果你没有基本电学知识,请不要尝试或者向精通者学习后再尝试。电是危险的,如果你因此受伤或者死亡本人概不负责。
你的首要考虑应该是:
1.1功率:
有什么样的电压可用(220V,380V等)和你的插座、电线、电表、空开允许多少安培的电流(别告诉我你不知道,铭牌上有的)。
例如:你有220V和允许最大电流16A。
U(伏)I(安培)= P(瓦特)
220伏x 16安培= 3520瓦
所以我设计的电炉最大功率必须小于3520w。
如果你把过多的功率加载在太细的电阻丝上,电阻丝会过热、氧化快,如果严重过热会导致电阻丝融化、电阻丝破坏,炉就坏了。
为了避免这个,我们必须保持在一个安全的表面负荷。表面负荷里的面积是整个电阻丝的表面面积。
好了,这个表面负荷确实挺难找到数据的,哈哈、让我给找到了。康泰尔炉设计手册第7页(http://heatingelements.hitemppro ... Metric-version-.pdf)告诉我们,在温度为1100°C在槽的螺旋电阻丝,其表面负荷不应超过3瓦/厘米2。但是注意在该页(第7页)最下方说,如果你使用ON/off开关来控制温度那么电阻的表面负荷还要降低20%。我们一般使用的PID控制固态继电器来实现电炉的温控,这种方式就是ON/off开关方式。所以我们的电阻丝表面负荷最大只能是3*(1-20%)=2.4w/cm2
200~260
200~260
200~260
200~260
显微组织
铁素体
铁素体
铁素体
铁素体
铁素体
铁素体
铁素体
磁性
磁性
磁性
磁性
磁性
磁性
磁性
磁性
一般电阻丝的温度都要比炉子温度高170度以上,因为我们的电阻炉设计额定最高温度为1100度,所以电阻丝必须耐温1270度以上。
从表里面看只有0Cr21A16Nb 0Cr27A17Mo2两种电阻丝能够满足需求。但是我查阅相关资料发现工业淬火炉一般都是用的0Cr27A17Mo2这种电阻材料。我考虑可能是因为0Cr21A16Nb的最高耐温温度为1350度,之比炉子最高温度时的露丝温度高80度,寿命不长。所以我建议选用0Cr27A17Mo2这种材料。
比热J/g.℃
0.490
0.490
0.520
0.460
0.494
0.494
0.494
导热系数KJ/m.h℃
52.7
46.9
63.2
60.2
46.1
46.1
45.2
线胀系数
a×10-6/℃
(20~1000℃
15.4
13.5
14.7
15.0
16.0
16.0
16.0
硬度HB
200~260
200~260
200~260
还记得前面我说过1mm的电阻丝太细了不能使用吗?现在我们来算算为什么不能用。
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