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管式炉研究的一个热点方向
  • 发布日期:2015-05-18      浏览次数:493
    •    管式炉过程需要消耗大量热能,为了节省能量,某些湿含量高的物料、含有固体物质的悬浮液或溶液一般先经机械脱水或加热蒸发,再在炉机内,以得到干的固体。在管式炉过程中需要同时完成热量和质量(湿分)的传递,保证物料表面湿分蒸汽分压(浓度)高于外部空间中的湿分蒸汽分压,保证热源温度高于物料温度。
        管式炉温度传感器采用K型铠装热电偶,对于传统的捆绑式热电偶来说,由于热电偶与被测试样所接触的区域较大,因此无法保持其与试样紧密的接触,这样在拉伸过程中,会产生温度较大的变化,从而影响试验结果的准确性。经过改造的管式炉炉管采用铝刚玉耐高温材料,并且内壁增加不锈钢钢管作为防炉管,防止拉伸试样断裂时撞击铝刚玉的炉管。为保证热电偶与被测试样紧密接触,实际操作中采用一根热电偶对应配备一根拉簧,其中一端绑在热电偶尾端,另一端绕在壁孔的螺丝上。对加热炉炉膛与拉杆直径进行调整使他们相互吻合,这样既考虑到了低温档传热以对流加热为主,又兼顾了高温档传热以辐射加热为主,调试后对加热的温度做了具体测试。拉伸管式炉创新的意义在于适合不同规格试样的高温拉伸试验,并能准确控制温度变化,同时对于核电行业,还需满足RCCM,ASTM等常规标准的技术要求规范,因此现在炉的改造和设计正逐渐称成为管式炉拉伸试验应用研究的一个热点方向。
        热量从高温热源以各种方式传递给湿物料,使物料表面湿分汽化并逸散到外部空间,从而在物料表面和内部出现湿含量的差别。内部湿分向表面扩散并汽化,使物料湿含量不断降低,逐步完成物料整体的管式炉。物料的炉速率取决于表面汽化速率和内部湿分的扩散速率。通常炉前期的炉速率受表面汽化速率控制;而后,只要炉的外部条件不变,物料的管式炉速率和表面温度即保持稳定,这个阶段称为恒速管式炉阶段;当物料湿含量降低到某一程度,内部湿分向表面的扩散速率降低,并小于表面汽化速率时,管式炉速率即主要由内部扩散速率决定,并随湿含量的降低而不断降低,这个阶段称为降速炉阶段。
        管式炉加热室用耐火材料及碳化硅、氧化镁、氧化铝等制成,电热丝为镍铬合金丝。炉外部由铁板制成,涂以皱纹漆。炉门上有一小孔,嵌以透明的云母片,可以窥视炉内情况。炉门紧闭,开关方便。管式炉使用时需配备自动定温控制器和热电偶。自动定温控制器是应用一个电子管高频振荡电路,其中的储能线圈由于耦合储电器的适当配合,使其固定于某一振荡频率。储能线圈附有定温指标,并有大型热电偶温度计,明确指示电炉的温度,其指针上有一金属小旗,当管式炉炉温 升到所需的温度,温度指标的小旗与储能线圈耦合时,振荡电流随机停止,电子管板极电流因之变化,令其操纵一个极灵敏的继电器,再以此控制一强力继电器来切断电热丝的电流,使温度不再上升。当温度下降时,指针的小旗与储能线圈失去耦合,电子管又恢复振荡,被控制的强力继电器亦同时恢复通过管式炉的电流,炉温又可渐升。如此因电流的断续,已达到自动保持一定温度的目的。
        管式炉为节约空间、提高生产率,高温烘箱实际上由两个相同的独立的烘箱组成,即可一起从事生产也可单独使用上下两个腔体中的任何一个,或为每个腔体设置不同的加热工艺曲线。每个独立的部分都包含:炉架、炉门、热风循环系统、水路、气路、控制部分等。热风循环系统是本设备的关键部分,管式炉主要包含循环电机、叶轮、加热元件、炉膛框架、换热器等,炉膛框架采用双层镜面耐热不锈钢结构。外层镜面耐热不锈钢板氩弧密封焊接,与炉门形成一密封空间,内层采用镜面耐热不锈钢冲孔板,便于水平运风。
       
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