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管式爐研究的一個(gè)熱點(diǎn)方向

更新時(shí)間:2015-05-18    瀏覽量:1856
   管式爐過程需要消耗熱能,為了節(jié)省能量,某些濕含量高的物料、含有固體物質(zhì)的懸浮液或溶液一般先經(jīng)機(jī)械脫水或加熱蒸發(fā),再在爐機(jī)內(nèi),以得到干的固體。在管式爐過程中需要同時(shí)完成熱量和質(zhì)量(濕分)的傳遞,物料表面濕分蒸汽分壓(濃度)高于外部空間中的濕分蒸汽分壓,熱源溫度高于物料溫度。
  管式爐溫度傳感器采用K型鎧裝熱電偶,對于傳統(tǒng)的捆綁式熱電偶來說,由于熱電偶與被測試樣所接觸的區(qū)域較大,因此無法保持其與試樣緊密的接觸,這樣在拉伸過程中,會(huì)產(chǎn)生溫度較大的變化,從而影響試驗(yàn)結(jié)果的性。經(jīng)過改造的管式爐爐管采用鋁剛玉耐高溫材料,并且內(nèi)壁增加不銹鋼鋼管作為防爐管,防止拉伸試樣斷裂時(shí)撞擊鋁剛玉的爐管。為熱電偶與被測試樣緊密接觸,實(shí)際操作中采用一根熱電偶對應(yīng)配備一根拉簧,其中一端綁在熱電偶尾端,另一端繞在壁孔的螺絲上。對加熱爐爐膛與拉桿直徑進(jìn)行調(diào)整使他們相互吻合,這樣既考慮到了低溫檔傳熱以對流加熱為主,又兼顧了高溫檔傳熱以輻射加熱為主,調(diào)試后對加熱的溫度做了具體測試。拉伸管式爐創(chuàng)新的意義在于適合不同規(guī)格試樣的高溫拉伸試驗(yàn),并能控制溫度變化,同時(shí)對于核電行業(yè),還需滿足RCCM,ASTM等常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求規(guī)范,因此現(xiàn)在爐的改造和設(shè)計(jì)正逐漸稱成為管式爐拉伸試驗(yàn)應(yīng)用研究的一個(gè)熱點(diǎn)方向。
  熱量從高溫?zé)嵩匆愿鞣N方式傳遞給濕物料,使物料表面濕分汽化并逸散到外部空間,從而在物料表面和內(nèi)部出現(xiàn)濕含量的差別。內(nèi)部濕分向表面擴(kuò)散并汽化,使物料濕含量不斷降低,逐步完成物料整體的管式爐。物料的爐速率取決于表面汽化速率和內(nèi)部濕分的擴(kuò)散速率。通常爐前期的爐速率受表面汽化速率控制;而后,只要爐的外部條件不變,物料的管式爐速率和表面溫度即保持穩(wěn)定,這個(gè)階段稱為恒速管式爐階段;當(dāng)物料濕含量降低到某一程度,內(nèi)部濕分向表面的擴(kuò)散速率降低,并小于表面汽化速率時(shí),管式爐速率即主要由內(nèi)部擴(kuò)散速率決定,并隨濕含量的降低而不斷降低,這個(gè)階段稱為降速爐階段。
  管式爐加熱室用耐火材料及碳化硅、氧化鎂、氧化鋁等制成,電熱絲為鎳鉻合金絲。爐外部由鐵板制成,涂以皺紋漆。爐門上有一小孔,嵌以透明的云母片,可以窺視爐內(nèi)情況。爐門緊閉,開關(guān)方便。管式爐使用時(shí)需配備自動(dòng)定溫控制器和熱電偶。自動(dòng)定溫控制器是應(yīng)用一個(gè)電子管高頻振蕩電路,其中的儲(chǔ)能線圈由于耦合儲(chǔ)電器的適當(dāng)配合,使其固定于某一振蕩頻率。儲(chǔ)能線圈附有定溫指標(biāo),并有大型熱電偶溫度計(jì),明確指示電爐的溫度,其指針上有一金屬小旗,當(dāng)管式爐爐溫 升到所需的溫度,溫度指標(biāo)的小旗與儲(chǔ)能線圈耦合時(shí),振蕩電流隨機(jī)停止,電子管板極電流因之變化,令其操縱一個(gè)極靈敏的繼電器,再以此控制一強(qiáng)力繼電器來切斷電熱絲的電流,使溫度不再上升。當(dāng)溫度下降時(shí),指針的小旗與儲(chǔ)能線圈失去耦合,電子管又恢復(fù)振蕩,被控制的強(qiáng)力繼電器亦同時(shí)恢復(fù)通過管式爐的電流,爐溫又可漸升。如此因電流的斷續(xù),已達(dá)到自動(dòng)保持一定溫度的目的。
  管式爐為節(jié)約空間、提高生產(chǎn)率,高溫烘箱實(shí)際上由兩個(gè)相同的獨(dú)立的烘箱組成,即可一起從事生產(chǎn)也可單獨(dú)使用上下兩個(gè)腔體中的任何一個(gè),或?yàn)槊總€(gè)腔體設(shè)置不同的加熱工藝曲線。每個(gè)獨(dú)立的部分都包含:爐架、爐門、熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)、水路、氣路、控制部分等。熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)是本設(shè)備的關(guān)鍵部分,管式爐主要包含循環(huán)電機(jī)、葉輪、加熱元件、爐膛框架、換熱器等,爐膛框架采用雙層鏡面耐熱不銹鋼結(jié)構(gòu)。外層鏡面耐熱不銹鋼板氬弧密封焊接,與爐門形成一密封空間,內(nèi)層采用鏡面耐熱不銹鋼沖孔板,便于水平運(yùn)風(fēng)。
 
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