电热元件材料选择及计算

因台车式电阻炉的最高使用温度600℃，应选用Cr13Al4合金作电热元件。

1．计算台车式电阻炉600℃时电热元件的电阻率ρ

当电阻炉温度为600℃时，电热元件温度取600℃，查阅热处理手册可知Cr13Al4在20℃时电阻率ρ20 =1.26Ω·mm2/m，电阻温度系数α=15×10-5℃-1，则600℃下的电热元件电阻率:ρt =1.26mm2/m

2．确定电阻炉电热元件表面功率

由炉子的使用温度可取W允=5.6W/cm2。

3．每组电热元件功率

采用Y接法，每组元件功率:P组=45/n=45/3=15kW

4．每组电热元件端电压

Y接法，动力电压为380V，故每组电热元件端电压为U组==220 V

5．电热元件直径

线状电热元件直径：d=34.3=3.48mm    取d=3.5mm

6．每组电热元件长度和重量

每组电热元件长度为：L组=0.785×l0-3(U组2d2/P组ρt)=24.626m 取24.63m

每组电热元件重量：G组=(π/4)d2L组ρm

式中--ρm由热处理工艺手册查得ρm=7.4g/cm2，所以可得：G组=(π/4d2)L组ρm=1.75kg

7．电热元件的总长度和总重量

电热元件总长度由公式可得  L总=3L组=3×24.63=73.89m

电热元件总重量由公式可得  G总=3G组=3×1.75=5.25kg

8．校核电热元件表面负荷

W实= P组/πdL组=0.06W/cm2

W实 <W允，结果满足设计要求。

9．台车式电阻炉电热元件在炉膛内的布置

依炉膛尺寸确定在炉子侧墙和炉底各安置一组电热体，每个电热体来回四折安装，因此

L折=D/4=24.63/4=6.16m

L′=L-60=1380-50=1330mm

螺旋节径D=(6-8)d，本设计取D=7d=7×3.5=24.5mm  取D=25mm。

N= L折/πD=6.16/(3.14×25)=79

H= L′/N=1330/79=17

根据要求h/d=2.4，符合设计要求。因此选用Y方式接线，采用d=3.5mm所用电热原件。电热元件节距h在安装时适当调整，炉口部分增大功率。

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