一个深井炉的小问题..

小袁

                 某日，我用完深井炉后 与同事讨论使用后关电了的深井炉温度问题。
  
              他说炉口温度比炉底温度要高，理由是：外面接触的到空气，就像火柴燃烧一样

      外焰温度比较高。（着点我可以反驳他的，这里没有可燃物，不存在类似火柴燃烧的化学反应）

              我认为就时候炉底温度比较高，我是从热力角度分析的，有温度差异的

     两个地方必定会产生压强差异，因为气体总是从高压流向低压的，而我们在炉口附近
  
    会感觉到气体是向上涌出的。所以认为炉底温度比较高。（其实在这里要是把炉子看成

    一个整体解释为空气受热膨胀也解释的过去的，这里也无法研究两端的压力大小）


            各位老师帮忙分析西下，说说看法哈，谢谢了 。

吉祥如意

在一定的温度下，难道深井炉不能用热电偶检查一下吗？

所以因为

是炉底温度比较高。

小袁

吉祥如意 发表于 2013-4-22 09:24
在一定的温度下，难道深井炉不能用热电偶检查一下吗？

啥是热电偶？？

小袁

所以因为 发表于 2013-4-22 10:18
是炉底温度比较高。

沈工也认为底部温度高噢！

Furnace

JOYO 发表于 2013-4-22 10:25

                               
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啥是热电偶？？

温度测量传感器，测量和控制炉温用的。

所以因为

JOYO 发表于 2013-4-22 10:27

                               
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沈工也认为底部温度高噢！

840℃淬火后打开炉盖，过一会看炉内情况，上面已经暗淡，炉子底部还是红色的就知道什么部位温度的高低了，什么原因你也说的很清楚了。

随风飘飘

关闭电源后处于降温状态，如果不开循环风机，炉口温度偏高。与风口有关系。

所以因为

JOYO 发表于 2013-4-22 10:25

                               
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啥是热电偶？？

热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。
各种热电偶的外形常因需要而极不相同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。

吉祥如意

深井炉应该大于1支热电偶吧。

所以因为

吉祥如意 发表于 2013-4-22 12:05

                               
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深井炉应该大于1支热电偶吧。

我3米深井式炉4区控温。

吉祥如意

所以因为 发表于 2013-4-22 12:11

                               
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我3米深井式炉4区控温。

我知道。提示一下楼主，原本就是个很明白的问题。

小袁

随风飘飘 发表于 2013-4-22 11:07
关闭电源后处于降温状态，如果不开循环风机，炉口温度偏高。与风口有关系。 ...

炉口是打开的哦！

随风飘飘

JOYO 发表于 2013-4-22 13:11

                               
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炉口是打开的哦！

温度高的地方都是上出口。

伯龙马

吉祥如意 发表于 2013-4-22 12:05

                               
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深井炉应该大于1支热电偶吧。

深井炉的热电偶，一般三支以上（与深度有关）。

伯龙马

所以因为 发表于 2013-4-22 10:35

                               
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840℃淬火后打开炉盖，过一会看炉内情况，上面已经暗淡，炉子底部还是红色的就知道什么部位温度的高低了 ...

      打开炉盖是开放状态，与楼主所说的情况（密闭状态）不同。
      盖上炉盖（密闭状态）会怎样？可能与有暖气的屋子一样，暖气停了，上部空间温度高，下部温度低。这是由于热空气与冷空气的比体积不同所致。热空气上浮，冷空气下沉。
   

草原的风

我对热处理设备不太懂，只是通过常理来分析，完全可以通过温度场模拟来确认实际情况如何，所以个人看法，仅供参考。
1、刚刚停电的时候，由于井式炉的电阻丝排布在井壁，虽然停了电，但是由于电阻丝的热惰性问题，还在不停的放热，虽然热空气上浮，但是上浮的速度不足以抵消电阻丝加热周围气体的速度，这个时候，中间温度最高，炉口温度次之，井底温度最低。
2、当停了一定时间后，炉气的温度场分布趋于一定，散热系数决定于保温材料，由于一般情况下炉口炉盖的保温性能差，温度散失的快，而炉壁通常情况下保温较好，炉底虽然没有加热源，但是保温性能由于长期埋在地下，而趋于稳定，（刚刚开新炉的情况跟长期使用的情况是不一样的）这个时候，紧挨着炉盖的位置温度最低，然后是离开炉盖一定距离一直到接近炉底附近位置，温度最高且趋于一致，炉底温度次之。
胡乱分析，博得大家一笑而已。

小袁

草原的风 发表于 2013-4-22 20:47

                               
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我对热处理设备不太懂，只是通过常理来分析，完全可以通过温度场模拟来确认实际情况如何，所以个人看法，仅 ...

谢谢王教授分析，以后也许会常找您请教问题呢 ..

吉祥如意

所以因为 发表于 2013-4-22 10:18

                               
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是炉底温度比较高。

在某一时间段，我同意你的观点。虽然，我这没有这种炉型。

伯龙马

       问题的焦点是上、下两部分哪部分温度高？
     从对流热交换角度说，其过程永远是热气体上浮，冷气体下沉，且不停地循环。这仅仅是过程发生的变化。其结果永远是上部为热气流的受益者，下部为冷气就的接受者。所以，上部一般总是温度高些，下部温度低些。
     这种规律，不仅停炉后的情况如此，炉中加热过程也是如此。值得说明的是，这完全是炉子密封性较好的情况。如果炉口密封性特别不好，会出现大量散热，导致出现类似打开炉盖的情况；如果炉底密封性特别不好，导致冷空气进入，增加上、下温差。
    综上所述，从气体对流结果而言，热气体在上部，冷气体在下部。从生产实际情况得出的结论（无论加热过程，或是停炉过程）也是如此，上、下两支热电偶的实际反映也证明了这一点结论。

吉祥如意

我说个生活中的小事：
蒸馒头，是上面先蒸熟呢？还是下面的先蒸熟？
馒头出锅了。是蒸锅的上面先冷呢，还是下面的先冷呢？

伯龙马

吉祥如意 发表于 2013-4-23 09:32

                               
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我说个生活中的小事：
蒸馒头，是上面先蒸熟呢？还是下面的先蒸熟？
馒头出锅了。是蒸锅的上面先冷呢，还是 ...

     这个比喻与深井炉的情况大大的不同。首先，蒸馒头没停火，其次是它是底部不断加热，再是蒸馒头每个笼屉都是一个单元，而深井炉是一个大单元，是周围i均匀加热，而且是停止加热了。如果把多个笼屉视为一个大单元的话，则气流阻力层层加码，那肯定下面的先熟。
   

吉祥如意

伯龙马 发表于 2013-4-23 13:16

                               
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这个比喻与深井炉的情况大大的不同。首先，蒸馒头没停火，其次是它是底部不断加热，再是蒸馒头每个 ...

老师：不做家务，情有可原。
蒸馒头是上屉先熟。停火出锅后，是下屉比上屉热。
我这个比喻不恰当。只当是笑话。

草原的风

伯龙马 发表于 2013-4-23 13:16

                               
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这个比喻与深井炉的情况大大的不同。首先，蒸馒头没停火，其次是它是底部不断加热，再是蒸馒头每个 ...

马老，要分析这个情况，应该首先确定这个炉子是什么系统，是敞开系统、还是封闭系统、或者是孤立系统。
敞开系统：既有物质交换，又有能量交换
封闭系统：没有物质交换，只有能量交换
孤立系统：既没有物质交换，又没有能量交换
请马老在这三种状态下分别讨论一下，否则，婆说婆有理，公说公有理。

伯龙马

      我认为：
    1.深井式炉停电后并盖上炉盖是一个封闭系统，没有物质交流，只有能量交换，即冷、热空气对流。
    2.深井式炉供电状态下，又有风扇转动，炉温上、下很均匀，则没有物质交换，也没有能量交换。
    3.深井式炉工作时，向炉内滴有机液体，并打开排气孔，但不开动风扇，有物质交换，也有能量交换。

qibao9891

这个很难说。
以前用过井式炉，老师傅自己砌的。因为砌炉以前经验是炉口温度高，于是刻意加大炉底的电阻丝密度，减少炉口电阻丝密度。结果发现矫枉过正，炉口温度偏低，炉底反而偏高。

所以和先假定炉子的电热元件功率分布是均匀的。

伯龙马

qibao9891 发表于 2013-4-24 00:18

                               
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这个很难说。
以前用过井式炉，老师傅自己砌的。因为砌炉以前经验是炉口温度高，于是刻意加大炉底的电阻丝 ...

      电阻炉设计时的加热元件分布是很有讲究的，特别是普通井式炉（不带风扇的）加热元件的分布更重要。因为其温度的均匀性完全靠炉内空气对流来实现。由于热气流上浮，冷气流下沉，必须保证底部的电热元件稍密些，甚至紧靠炉口处并不布置电热元件。同时，与炉子的使用温度有关：炉温越高，炉内热循环越快。如果炉温较低，热循环较慢，这加上底部加热元件布置得过密，自然造成底部热量堆积，致使底部温度偏高，上部温度偏低。这也是低温回火为什么必须加装风扇的原因。

慕山慕水

请参考：北京机电研究所硕士研究生论文《1700X7000井式炉温度场模拟研究及优化设计》

http://wenku.baidu.com/view/39fd786c561252d380eb6e1e.html

爱学阿杜

理论上是在加热时炉口温度较高，我们在热处理生产中是需要炉温均匀性的，在砌炉子时就要考虑到炉子的热损失和炉子的生产率，来确定炉子加热元件的功率分配，从炉底到炉口是依次递减的（要计算的）。加上循环系统确保炉温的均匀性以利于我们生产。在断电时炉口是热损失最大的地方，温度也就成最低的地方。

吉祥如意

爱学阿杜 发表于 2013-4-25 08:14

                               
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理论上是在加热时炉口温度较高，我们在热处理生产中是需要炉温均匀性的，在砌炉子时就要考虑到炉子的热损失 ...

阿杜：娃娃想问个小问题。
炉底的功率设计的偏大，主要是处于能更好地利用热循环。希望有一个理想的热流分布吗？

爱学阿杜

吉祥如意 发表于 2013-4-25 09:56

                               
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阿杜：娃娃想问个小问题。
炉底的功率设计的偏大，主要是处于能更好地利用热循环。希望有一个理想的热流 ...

由于炉膛内各部分散热条件和炉气运动状态存在差异，炉内温度分布不均匀。为实现热处理工艺的准确性和炉膛利用率。对炉子各部分输入不同的功率，分区布置电热元件，必要时分区控制。井式炉由于炉口散热量较大和热气流上浮的作用，炉底处温度偏低电热元件功率加大，为实现实现良好的炉温均匀性创造条件。在更深的井式炉上中下又有所不同，上下功率差不多，中间功率小，知识有限我只能按我们生产情况来说一下。在生产中我们要对炉子做定期多点测温的，九点或更多点，检测炉温的均匀性的。

吉祥如意

讨论至此，不知楼主有何看法？

小袁

吉祥如意 发表于 2013-4-25 14:31

                               
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讨论至此，不知楼主有何看法？

   其实我和同事讨论的时候，炉子是没盖上去的....所以呢，应该还是炉口温度比较低的。

通过这么多位老师讨论，我看到了许多自己没想到的想法。远超出我立帖的意料之外，
这是我完全没有想到的，受益匪浅嘿嘿。热处理之家这个论坛的老师真热情。

吉祥如意

以后大家多多讨论。

tzjx

在空炉并且打开炉盖的情况下，如果炉子已经使用且蓄热，这时炉底温度会高一点，但随着炉子慢慢降温最后炉口温度会偏高一点，当然既然你们炉子分4区，你可以直接从控温表上看出。

小小丑

深炉的烟囱效应。
烟囱很高，有时候可以不用鼓风机的。

娃娃的馒头蒸的不错，其实好马老说的理论是一致的。

请教一下，深炉可以通过上下改变加热原件的的分布密度改善炉温上下不均匀。有没有可能从改变炉膛上下直径作为出发点（截面圆形）？如果这样做是做成圆锥形还是倒锥形？
我偏重圆锥形，不知道对不对，请行家指点。

tzjx

深井炉在可以使用强对流的情况下，加热元件分布均匀就可以，对于无法使用强对流的深井炉，底部区域加热元件适当加大功力，个人认为中高温情况下主要以辐射方式加热，至于做成锥型可以做试验。

tubertan

所以因为 发表于 2013-4-22 10:35
840℃淬火后打开炉盖，过一会看炉内情况，上面已经暗淡，炉子底部还是红色的就知道什么部位温度的高低了 ...

炉子上面先暗淡是不是因为炉口与外界空气首先接触，冷却速度快的原因。我认为不能用这个理由来解释炉口与炉底温度的比较！个人意见，望修评！

笑靥

曾今看过一本书《热处理设备》，谁编的搞忘记啦，里面介绍，考虑炉口散热，炉口电阻丝密度比中区高约20%-30%，炉底也有热损失，炉底电阻丝密度比中区高约10%-15%