熱工裝置及儀表

2022-10-15 16:33:03 字數 5004 閱讀 2206

《熱工裝置及儀表》課程考試複習提綱

第一章傳熱的方式;不同的熱處理爐的傳熱特點,描述工件和爐牆的綜合傳熱過程。

方式:1.傳導傳熱—溫度不同的接觸物體間或一物體中各部分之間熱能的傳遞過程。

2.對流傳熱—物體在流動時,流體質點發生位移和相互混合發生的熱量傳遞

3.輻射傳熱—物體間通過輻射能進行的熱能傳遞過程。

特點:對於不同的型別的爐子,輻射和對流在爐內所起的作用並不同,在中高溫電阻爐和真空電阻爐內,爐膛傳熱以輻射換熱為主,而對流換熱的作用極小以致可以忽略,在低溫空氣迴圈電阻爐以及鹽浴爐內,爐膛傳熱以對流換熱為主,而其他傳熱方式可以忽略,對裝有風扇的中溫電阻爐和燃燒爐來說,對流和輻射的作用均不可忽略。 爐牆傳熱過程:

爐氣以對流和輻射方式傳給內壁;內壁以傳導方式傳到外壁;外壁則以對流和輻射方式傳給周圍的空氣。

工件傳熱過程:工件在熱處理爐內加熱時,熱源與工件表面不僅有輻射換熱,而且還有對流換熱。

第二章如何判斷熱處理爐的不同位置發生溢氣和吸氣;如何判斷爐氣的上浮能力,解釋煙囪的作用; 靜壓頭和位壓頭的區別;氣體輻射特性;

1 利用靜壓頭來判斷,在相對零壓面以上,爐內的靜壓頭為正,越往上其正值越大,從爐壁開口會向外溢氣,同理,零壓面以下,爐氣的靜壓頭為負,越往下其負值越大,從爐壁開口處會吸入冷空氣。

2.用位壓頭來判斷,位壓頭的絕對值越往下數值越大,爐氣的上浮能力越強,反之上浮能力小。

3.煙囪的左右:造成位壓頭,使爐氣具有上浮能力,在煙囪底部形成相對負的靜壓頭。

4.單位體積爐氣的壓強能pg與同一水平面上爐外單位體積空氣的壓強能pa之差,稱為靜壓頭;單位體積爐氣的壓強能pg與同一水平面上爐外單位體積空氣的位能之差,稱為位壓頭5.

第三章根據熱處理處理條件,從耐火材料的高溫化學穩定性等方面解釋選材的原因;陶瓷塗料的作用;保溫材料的作用;爐用金屬材料的要求;

1.原因: 根據各種熱處理情況如,使用溫度;熱處理氣氛是否與耐火磚的成分發生化學反應;電熱元件是否與電熱隔磚發生化學反應等要求對耐火材料進行選用:

例如製造無罐氣體滲碳爐時,高碳氣氛對普通黏土磚有破壞作用,爐牆內襯的耐火材料需用含fe2o3 小於1%的耐火磚,即抗滲磚。製造電極鹽浴爐時,由於熔鹽對耐火材料的沖刷作用,坩堝材料必須採用重質耐火磚或耐火混泥土,電熱元件擱磚不得與電熱元件材料發生化學作用,對鐵鉻鋁電熱元件要用高鋁磚作擱磚。

2.(1)耐火材料用陶瓷塗料的作用:陶瓷材料的輻射能力強,因而爐子公升溫速度快、爐溫均勻,可降低能耗 15%-30%。

塗料的氣孔率低,化學穩定性好,可阻止使耐火材料損壞的各種氧化性氣氛擴散滲透,能成倍地提高耐火材料的使用壽命。

(2)金屬構件用陶瓷塗料的作用:不影響爐內氣氛;不影響被塗金屬的物理化學性質和機械效能,還可以防止被塗金屬氧化、脫碳或滲碳,防化學腐蝕;與金屬間的結合牢固,耐磨性好,經固化處理後,表面比基體更細密。可大幅提高金屬構件的使用壽命。

3.保溫材料的作用:減少爐子熱傳導引起的熱損失,提高爐子的熱效率。

4.爐用金屬的要求:在高溫下工作時,承受一定的載荷,並受高溫介質的化學腐蝕,要求具有良好的抗高溫氧化性和高溫強度,所以要用耐熱鋼來製造。爐子的外殼和構架可用普通金屬材料製作。

第四章高中低溫箱式電阻爐的特點與區別;井式氣體滲碳爐進行化學熱處理時所產生的廢氣處理方式;井式電阻加熱爐採取什麼措施實現爐內的溫度均勻;

1.2.廢氣經排氣管引出點燃。

3. 井式電阻爐爐膛較深,上下散熱條件不一樣,為使爐膛溫度均勻,常分割槽布置電熱元件,各區單獨供電並控制溫度;還可以在爐蓋上安裝風扇,一般是直通式結構,強迫爐氣沿料框向下流動,再有料框底部板孔進入料框講熱量傳遞給工件,筐內氣體受風機負壓吸入而迴圈流動使溫度均勻。

第五章根據工件的特點等情況選擇合適的熱處理爐電阻爐;電熱元件的效能要求;電熱元件引出與焊接的要求;

1.根據工件的特點:加工細長軸類工件,為防止變形宜用井式爐;加工大中型鑄、鍛毛坯件的退火、正火、回火等處理,宜用台車爐;小型軸承鋼球、滾子等則選用滾筒式爐。

2.效能要求:具有良好的耐熱性及高溫強度;具有較大的電阻率;具有較小的電阻溫度係數; 具有較少的熱膨脹係數;具有良好的加工性。

3.要求:(1)電熱元件引出端需穿過爐壁,散熱條件很差,為防止引出端溫度過高,應加大引出端尺寸。.

對金屬元件常另外焊接一不鏽鋼引出棒,其界面積應為元件的 3 倍以上。對矽碳棒引出端,其介面應為其工作部分的1.5 倍以上。

在矽碳棒引出端還常塗覆金屬層以減少接觸電阻。元件引出端應保證與殼體劇院良好,拆卸方便和爐子密封。

(2)電熱元件的焊接採用成分與電熱元件相同或相近的焊條,並嚴格按照焊接工藝規程進行焊接。(鎳鉻元件焊接性較好,可採用電弧焊或氣焊。鐵鉻鋁元件,一般質量要求的可用電弧焊,質量高要求較高時應採用氬弧焊。

)元件各部分之間的焊接常採用搭焊,元件與引出棒之間採用鑽孔焊或銑槽焊。

第6章燃料燃燒的階段,每個階段的作用;

1. 混合:可燃氣體與空氣中的氧適當混合是燃燒的前提,燃料燃燒速度,主要取決於混合速度。

活化:將可燃物加熱到著火溫度,混合物活化後才能順利燃燒。

燃燒反應:混合物中的可燃成分急劇與氧反應形成火焰放出大量的熱和強烈的光的過程。

3. 回火和脫火的原因;

回火:可燃氣噴出速度低於火焰傳播速度,火焰會回到燃燒裝置或管道中進行燃燒,甚至引起**,

脫火:可燃氣噴出速度大於火焰傳播速度,則火焰會脫離燃燒裝置向前移動,變得不穩定, 甚至熄滅。

5. 無焰燒嘴和有焰燒嘴燃燒特點;

無焰嘴特點:由於煤氣與空氣混合充分,燃燒所需過剩空氣量少,燃燒完全,燃燒速度快, 火焰短,熱量集中,熱效率高。但容易發生「回火」,甚至有**危險。

為避免**和回火, 混合氣的預熱溫度不能過高。

有焰嘴特點:由於煤氣與空氣邊混合邊燃燒,燃燒能力強,所需煤氣壓力低,結構緊湊,不易回火,煤氣可以預熱到較高溫度。主要特點是:空氣過剩係數大,管道系統以及儀表自調系統複雜。

6. 提高燃燒爐熱效率的途徑;

1.減少煙氣帶走的熱量:q 煙=b v n t 煙 c 煙,要減少煙氣帶走的熱量,則需降低煙氣溫度t 煙或減少煙氣體積v 煙,即控制好過剩空氣量

2.有效地利用煙氣餘熱:(1)預熱空氣或燃料氣;(2)預熱工件或輔助工具;(3)作為回火爐的熱源;(4)作為廢熱鍋爐生產蒸氣

7.提高火焰傳播速度方式及原因;

火焰的傳播速度跟燃料的溫度、壓力、流動狀態、空氣過剩係數等因素有關,常用預熱燃料和增加燃料氣的紊亂程度的方法來提高火焰傳播速度。

第七章 1 熱處理浴爐為何不能進行退火處理;

退火是將鋼加熱到臨界點ac1以上溫度,保溫後隨爐冷卻的工藝。而鹽浴爐,鹽類在隨爐冷卻的時候,有熔融狀態變成固態在凝固過程中工件也和在冷卻中的鹽類結合在一起,難以取出,所以熱處理浴爐為何不能進行退火處理

2 啟動電阻的作用; 由於固態鹽不導電,電極鹽浴爐不能利用工作電極直接啟動,啟動時必須啟動電阻,通過電阻熱效應,將熔鹽加熱到工作溫度

第八章 1. 真空熱處理爐的優點;

真空熱處理爐使工件具有不氧化、不脫碳,處理後可保持表面光亮和原有色澤,表面通常可不加工且工件不變形,提高了耐磨性和使用壽命,並對工件有脫脂、脫氣作用。

2. 離子氮化爐的工作原理;

離子滲氮爐包括爐體、真空系統、供氣系統、測溫系統及控制系統組成。其工作原理:工件放入爐內作為陰極,爐體作為陽極,抽真空到 13.

3-1.33pa 後再通入少量氨、氮或氮氬混合氣體,使爐內壓強達 133-1333pa,然後在兩極間施加一定電壓使氮電離,氮電離後即以高速衝擊工件,離子的動能轉化為熱能將工件加熱至滲氮溫度。轟擊表面的一部分氮奪取電子喉直接滲入工件表面,在工件表面上形成含氮很高的呈蒸發狀態的fen,並不斷向工件內部擴散,從而達到滲氮目的。

3.實現各類真空度的所需裝置及儀表;

4.真空系統組成

包括真空容器、真空幫浦、真空閥、連線件及真空測量儀表等

第九章感應熱處理爐的基本原理和應用特點;

基本原理:當感應器(施感導體)通過交變電流時,在其周圍產生交變磁場,將工件放入交變磁場中,按電磁感應定律,工件內將產生感應電動勢和感應電流,感應電流做功,將工件加熱。

應用特點:

高頻、超音訊:齒輪、軸等中小零件表面淬火,深度0.1~3mm

中頻:中型毛坯鍛前加熱,曲軸凸輪等零件表面淬火,深度在3mm以上

工頻:大型毛坯鍛前加熱,冷軋輥及車輪表面淬火,深度在10mm以上。

中、高頻電流的特點:

1.集膚效應—當交流電通過導體時,在導體表面電流最大,越向內部電流密度越小;

2.鄰近效應—電流瞬時方向相反時,則最大電流密度就出現在兩導體相鄰的一面;當導體內電流的瞬時方向相同,則最大電流密度將出現在兩導體相背的一面。

3.圓環效應—當交變電流通過環形導體時,電流在導體橫截面上的分布將發生變化,此時電流僅僅集中在圓環的內側。

4.尖角效應—當感應器與工作間的距離相同,但在工件尖角處的加熱強度遠較其他光滑部位強烈。

第10章

根據平衡常數判斷氣體與鋼發生的是氧化還是還原反應;

鋼在co2-co 氣氛中的反應  (10-1)

在一定溫度下,反應達平衡時,氣氛中各種氣體濃度不再改變,其平衡常數為:

k p1 =p co/ p co 2 =[co]/[ co 2 ]=(co)/( co 2 )

在一定溫度狀態下,平衡常數總保持為定值如在1000℃時,kp=2.486,此時氧化還原處於平衡狀態,當實際爐氣(co)/(co 2 )<2.486 時, 即co 的濃度低於平衡值,公式(10-1)式反應向右進行,co 2 使fe 氧化稱feo,co 2 濃度降低,同時co 的濃度增加,鋼件氧化。

1常用測溫儀器的原理;

2煉鐵裝置的組成;

高爐煉鐵生產流程比較定型,它由高爐本體及若干輔助系統組成。

3煉鐵原理與工藝流程;

4鐵水前處理和鋼水二次精煉原因與目的;

5各類煉鋼裝置的區別;

6煉鋼中間包的作用;

1、分流作用。對於多流連鑄機,由多水口中間包對鋼液進行分流。

2、連澆作用。在多爐連澆時,中間包儲存的鋼液在換盛鋼桶時起到銜接的作用。

3、減壓作用。盛鋼桶內液面高度有5~6m,衝擊力很大,在澆鑄過程中變化幅度也很大。中間包液面高度比盛鋼桶低,變化幅度也小得多,因此可用來穩定鋼液澆鑄過程,減小鋼流對結晶器凝固坯殼的沖刷。

4、保護作用。通過中間包液面的覆蓋劑,減少中間包中的鋼液受外界的汙染。

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熱工測量及儀表重點

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熱工儀表及控制裝置定期維護 校驗制度

1範圍本制度規定了儀控專業定期工作及裝置日常維護管理的職能 管理內容與要求 檢查與考核。本制度適用於儀控專業定期工作及裝置日常維護工作。2 管理職能 儀控專業的定期工作和日常裝置維護工作,日常裝置維護工作是指在機組正常執行時,為保障機組安全 經濟 穩定執行對儀控裝置進行的一系列維護 消缺 定期試驗及...