| 量 | 公式 | 单位 |
|---|---|---|
| 热流密度 | q = λ × ΔT ÷ δ | W/m² |
| 所需厚度 | δ = λ × ΔT ÷ q | m |
| 每小时散热 | Q = q × S × 3.6 | kJ/h(S 为炉壁面积 m²) |
| 散热功率 | P损 = q × S ÷ 1000 | kW |
注意:这是单层平壁的简化式。实际炉衬是多层(耐火层 + 保温层 + 外壳),总热阻为各层热阻之和:δ总/λ总 = δ1/λ1 + δ2/λ2 + …。外壳还有对流与辐射散热,本工具按「外壁温度」作为边界条件,已把这两项折进去了。
| 材料 | λ W/(m·K) | 最高使用温度 | 特点 |
|---|---|---|---|
| 陶瓷纤维毯 | 0.09~0.16 | 1000~1400℃ | 轻、蓄热小、升温快 |
| 硅酸铝纤维板 | 0.10~0.18 | 1000~1300℃ | 强度好,可做炉衬 |
| 轻质隔热砖 | 0.25~0.45 | 1200~1400℃ | 耐压好,蓄热大 |
| 耐火黏土砖 | 0.85~1.10 | 1300~1400℃ | 耐冲刷,做内层 |
| 高铝砖 | 1.20~1.60 | 1500~1700℃ | 高温内层 |
| 硅藻土砖 | 0.13~0.20 | 900~1000℃ | 廉价保温层 |
| 岩棉板 | 0.04~0.05 | ≤600℃ | 低温段、外壳内侧 |
λ 随温度升高而增大(陶瓷纤维 1000℃ 时约是常温的 2~3 倍)。高温炉计算应取工作温度下的 λ,不要用常温值。
| 外壁温度 | 评价 | 说明 |
|---|---|---|
| ≤50℃ | 优秀 | 可徒手触摸,散热损失小 |
| 50~60℃ | 良好 | 国标通常要求的上限 |
| 60~80℃ | 合格 | 短时触摸烫手,需警示标识 |
| 80~120℃ | 偏差 | 散热损失明显,电费上升 |
| >120℃ | 不合格 | 存在烫伤风险,需整改 |
散热损失占装机功率的比例:连续生产炉 10%~20%,间歇炉 20%~35%。如果算出来散热超过装机功率的 30%,说明保温不足或炉子偏小。
多目标权衡:保温层越厚散热越小,但蓄热越大、升温越慢、造价越高。间歇生产炉宜用轻质纤维(蓄热小),连续生产炉可用厚砖衬(省电)。
δ = λ × (炉内温度 − 外壁温度) ÷ 允许热流密度。λ 取工作温度下的导热系数。
国标通常要求 ≤60℃。≤50℃ 为优秀,>120℃ 不合格且有烫伤风险。
间歇炉用陶瓷纤维(蓄热小、升温快);连续炉、有机械冲刷的用砖衬(耐压、寿命长)。
单层平壁公式是简化式。实际是多层炉衬,且边角、炉门、观察孔存在热桥,需加厚 20%~30%。
连续炉 10%~20%,间歇炉 20%~35%。超过装机功率 30% 说明保温不足。