真空爐氣體冷卻過程分析及冷卻系統設計

以向爐內回充的氣體作為冷卻介質的真空爐（即氣冷真空爐）一直是真空爐中量大面廣的主要產品，廣泛應用于熱處理、釬焊、燒結等領域，其冷卻性能也一直受到用戶及真空爐研制人員的關注和探討，尤其是熱處理用的氣淬真空爐的冷卻性能更是設備的關鍵性能指標。氣冷真空爐冷卻過程由以下各個環節構成：①熱量由工件內部傳向工件表面；②工件表面向周圍冷卻;③氣體循環輸送熱量給換熱器；④換熱器將熱量傳送到真空爐系統外面。其中工件內部的傳熱主要取決于工件材料的導熱系數、表面溫度、體積及表面散熱情況，反映了工件材料的導熱、導溫特性，對真空爐自身的冷卻能力無影響。因此真空爐的冷卻能力主要由后三個環節決定。本文先對工件內部傳熱過程作理論上的分析以說明真空爐冷卻速度與工件冷卻的關系，然后再對影響真空爐冷卻能力的后三個環節作以理論分析和探討。工件內部的熱量向工件表面的傳導，工件降溫及內部溫度分布情況工件冷卻過程中，首先是表面散熱后溫度降低，然后內部熱量再傳向表面，這種傳熱形式是單一的熱傳導傳熱