真空加热的特点
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真空加热的特点:
(1)均匀的辐射热传递,被加热的加热管形成均匀的二次热源,向零件均匀地辐射加热。
冷却时,管壁和冷却水等温,均匀地吸收零件的辐射热。
(2)冷却曲线。400℃以上的斜率较大,100摄氏度以下的斜率渐少,这很接近理想冷却曲
线,所以真空中零件的内应力小,不容易发生零件开裂与变形超差事故。
(3)热传递慢。
真空状态真空状态下以辐射传热为主。由辐射传热公式:
FTT])100()100[(CQ4241导辐 (kJ/h)
式中 T1——热源温度(加热管内的温度,K);T2——受热体(水)的温度度(K);F——
受热体的受热面积(㎡);导C——导来辐射系数(42/KJkhm)。可见,在冷却过程中,
应尽量降低T2,以增加辐射传热量,提高加热管冷速。
(4)真空冷却的速度,实测加热管满载时,水冷,从1030℃降至700摄氏度,大约用2.5min,
平均冷速2.2℃/s。在真空状态下,由于300℃以下冷却很慢,因此热应力与组织应力均较小。
所以真空状态下,容易产生裂纹。
(5)变形量。在真空状态下,因加热和冷却均靠辐射传热,且零件处在均匀的温度场中,
故变形很小。
悬于真空加热(冷却)阱内物体热平衡分析
设物体是通过一细丝悬挂于真空容器器壁之上,使物体处于加热冷却阱内。容器和阱均
处于真空状态。由于物体悬因此,物体的温度应由本身的辐射放热、阱和容器壁对物体的辐
射加热以及物体的辐射加热以及物体通过悬挂细丝的传导热达到的热平衡状态决定。即:
传导放热辐射放热辐射加热QQQ
式中的辐射放热Q为物体由于热辐射而放出来的热量,由斯忒潘——波尔滋曼定律,应有:
4111TAQ辐射放热。其中A1为物体表面积。1为物体的辐射系数,为黑体辐射常数,
42828-/10670.5/1049.44开秒米焦耳开小时米千卡,T1为物体的温度,
这里为了使问题简化,假定物体的温度处处相同。
辐射加热Q应由两部分组成,即阱壁的辐射加热和容器壁的辐射加热,即:
容器器壁加热阱壁辐射加热QQQ,阱对物体的辐射加热应有:121422TAQ2加热阱壁
容器器壁对物体的辐射加热应有:1314333TAQ容器器壁,其中2、3分别为阱壁和
容器器壁的热辐射率,A2、A3分别为阱壁和容器器壁内表面面积,T2、T3分别为阱壁和容
器器壁内表面温度,21、31分别为阱壁和容器壁内表面物体的辐射换热角系数,乘以1
是考虑物体对辐射热的反射。
传导Q为物体通过悬挂细丝等于容器壁等得传导热。rRTQ传导放热,T为容器器
壁等与物体之间的温度差,rR为悬挂细丝的热阻。