第一单元综合训练题答案
一、填空题、选择填空题
1．常用耐火材料有（粘土砖、高铝砖、耐火混凝土制品及各种耐火纤维），它们的最高使用温度分别为 （1350℃、1500℃、600~1460℃、1100~1600℃）。
2．荷重软化开始点是指在一定压力条件下，以一定的升温速度加热，测出样品开始变形量为 0.6% 的温度。 a.0.2% b.0.6% c.1.2%
3．抗渗碳砖是Fe2O3含量 a 的耐火材砖。 a. ＜1% b.＞1% c.＞2%
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4．常用隔热材料有（硅藻土、蛭石、矿渣棉、石棉以及珍珠岩制品），其中最低使用温度及材料是 石棉 、 500℃ 。
5．传热的基本方式有 传导 、 对流 、 辐射 ，综合传热为 同时具有两种或两种以上的单一传热 。 6．电阻丝对炉墙的传热是 b ，炉墙对车间的传热是 b ，电阻丝对炉墙对车间的传热包括了 e ，通过炉墙的传热是 a ，上述四者中传热量较大或热阻较小（可忽略不计）的是 h 、
热阻较大的是 k ；燃气对工件的传热是 b 。
a.传导 b.对流+辐射 c.辐射+传导 d.辐射 e.辐射+传导+对流 g.传导+对流 h.电阻丝对炉墙的传热 i.炉墙对车间的传热 k.通过炉墙的传热
7．影响“黑度”的因素有 b 、d、e、g、f 。
a.时间 b.表面粗糙度 c.传热面积 d.温度 e.物体的材料 f.物体的形状 g.物体的颜 h.角度系数
8．增强传热（含炉温均匀性）有 a、s、d、g、h、k、n、o，削弱传热有d、e、f、i、j、l、m、p 。
a.加大温差 b.增加传热面积 c.增加风扇 d.加大气孔率 e.减小热导率 f.增加隔板 g.增加导风系统 h.箱式炉膛改圆形炉膛 i.圆形炉膛改箱式炉膛 j.炉壳外刷银粉比砖墙或一般金属外壳 k.增加黑度（如工件或炉壁表面涂覆高黑度磷化处理层或CO2红外涂料） l.降低黑度 m.工件表面不氧化（真空、可控、保护、中性气氛加热）比工件表面氧化 n.高速燃气烧嘴比低速燃气烧嘴 o.燃气炉比空气炉 p.空气炉比燃气炉
二、是非题
1．荷重软化开始点与最高使用温度基本相等或比较接近（是 ）。
2．重质砖、轻质砖可以是同一种原材料制成，热导率相同（非）。
3．耐火材料中 Al2O3含量越高，其使用温度也越高（是）水平潜流人工湿地，其颜也越白（是）。
4．工程上把导热系数小于0.23 W/(m·℃)的材料称为隔热材料（是），其热导率低，热阻大，削弱传热（是）。主要是气孔率高、比重轻，发挥了空气是不良导体的作用（是），其使用温度高于耐火材料（非）。
5．传热量与温差成正比（是）、与传热面积无关（非）、与传热时间无关（非）、与传热系数成正比（是）。
6．低温传热以辐射传热为主（非），中温特别是高温以对流传热为主（非）。
7．普朗克定律是黑体单单一波长的辐射力（是），工程计算时计算的是黑体的全辐射力，而不是黑体的单辐射力（是）。
监控预警8．两物体之间加一隔板可以减少对流传热（非），两物体之间加一隔板可以减少辐射传热（是），隔板的黑度越小，传热量越少（是）。
三、简答题
1．比较重质砖、轻质砖以及硅酸铝耐火纤维的主要性能，说明它们在热处理炉中的应用及应注意的问题。试选择电阻丝搁板所用材料，并说明选择的依据。
答：重质砖使用温度高于同材质的轻质砖，硅酸铝耐火纤维兼有耐火及保温性能，新型耐火纤维的使用温度高于重质砖。重质砖多在炉底支撑砖，轻质砖多用于炉侧墙或炉顶，硅
酸铝耐火纤维使用温度不要过高以防损坏。电阻丝搁板通常选择高铝砖或刚玉材料，并说明选择的依据。
2．比较三种基本传热方式的异同。
答：三种传热均与温差、传热面积、传热系数、传热时间成正比。不同的材料的传热系数差别很大，对流传热还与流体的流速、温度、黏度有关，辐射传热还与材料的黑度、角度系数、表面粗糙程度有关。
3．写出单层稳定态传导传热计算公式。
答：φ = 或 q =
4．有一双层炉墙，第一层是重质耐火粘土砖厚113mm，第二层为硅藻土砖厚230mm，炉墙内表面温度为950℃，炉墙平均散热面积为2m2，试求通过炉墙的散热损失。
答：根据我国部颁标准，当环境温度为20℃时、工作温度为700～1000℃的电炉，炉壳温升为≤50℃。预先假设炉墙外表面温度为50℃，则
t1－ t3 = 900 ℃ 且δ1 = 0.113m δ2 = 0.230m
为计算各层炉衬材料的导热系数，还需假设t2 = 900℃。则轻质耐火粘土砖的导热系数λ1为：λ1= 0.698+0.64×t均1= 0.698 + 0.64×= 1.29〔W/(m·℃)〕
硅藻土砖的导热系数λ2为：
λ2= 0.104 + 0.232× = 0.214〔W/(m·℃)〕
将求得的λ1和λ2代入公式，就可求得比热流量。
q = = 774.5（W/m2）
验算交界面温度t2
t2 = t1－ q = 950－ 774.5 = 882 ℃
与原假设误差为
≈ 2%
误差小于拉画笔5%，故原假设可用。
验算炉墙外表面温度t3略
最后就可以求出2m2炉墙的传导热损失量φ = q ·S = 774.5×2 = 1549 （W）。
5．写出黑体及灰体全辐射力公式。
答：Eb = = Cb
φ=ES = εCbS
Cb黑体的辐射系数，φ灰体或实际物体的辐射力，ε灰体或实际物体的黑度。
6．根据被加热工件黑度的不同，比较普通加热炉与真空炉对工件的加热速度（即炉膛对工件的辐射热交换量）。另一种比较，当工件散放的表面积比堆放的表面积增加1倍时，炉膛对工件的辐射热交换量的增减倍数是＞1、＜1、＝1？为什么？
答：普通炉加热时工件有氧化，工件表面黑度大，而真空加热工件表面黑度小，加热速度慢于普通炉。
当工件散放的表面积比堆放的表面积增加1倍时，炉膛对工件的辐射热交换量的增减倍数是＜1，主要原因参见例1-4，S1虽然增加了一倍，但φ12不是1而是小于1。
7．有一浴炉，浴面面积为0.5m2，试比较其在数控剪床1200℃、540℃时的热损失。
答：φ=ES = εCbS=0.89×5.67 = 118.78(kW)
φ=ES = εCbS=0.74×5.67 = 9.165 (kW)
8．说明影响对流换热系数的因素，比较铅浴、盐浴、空气的加热速度以及盐浴、水、空气的冷却速度，为什么？
答：对流传热与流体的流速、流体性质（层流、紊流）、温度、黏度、密度有关，铅、盐、水、空气的密度有较大差异，密度大者的加热速度以及冷却速度均大于密度小者。
第二单元综合训练题答案
一、填空题、选择填空题
1．热平衡计算法中热量支出项目有 加热工件的有效热 、 炉衬散失的热 、 炉墙积蓄的热量 、
通过炉门和缝隙溢出热气损失的热量、炉门和缝隙辐射出的热量、炉内工夹具、支架等所消耗的热量、
加热可控气氛所需的热量、其它热损失。
连续加热炉不考虑哪项热量支出炉墙积蓄的热量，炉子热效率表达公式为η=Φ效/Φ总。
2．金属电热元件加热的高温电阻炉的最高工作温度一般是 1200℃ ，非金属电热元件加热的高温电阻炉的最高工作温度是 1350℃ 。 3．电热元件数目及元件电阻值相同，相电压相同时，∆接法的功率是Y接法的 a 。
a.3倍 b.1/3倍 c.1倍
4．电阻炉低、中、高温度的划分是 d 、 b 、 a ，对应炉型号表示方式为 g 、
h 、 i 。a.＞1000℃ b.650℃～1000℃c.≦650℃ d.≦550℃ e.12 f.13 g.6 h.9 i.12或13
5．电阻炉中常用的电热元件材料有 a,b ，0Cr25Al5优于Cr20Ni80的原因 f,g,I,k,n 。
a.铁铬铝系 b.镍铬系 c.石墨 d.碳化硅 e.二硅化钼 f.合金及贵重合金质量分数低 g.电阻率高 h.电阻率低 i.W允高 J.W允低 k.工作温度高 l.工作温度低 m.电热元件长方便布置配电装置 n,电热元件短便于布置
6．高温电阻炉使用的电热元件材料有 c,d,e,f,g 。
a.铁铬铝系 b.镍铬系 c.石墨 d.碳化硅 e.二硅化钼 f.钨或钼 g.高温高电阻合金
二、是非题
1．电阻炉主要缺点是高温性较差，大功率受到供电的限制（是）；热效率低、控温精度低也是其缺点（非）；但其结构简单紧凑、便于采用可控气氛、自动化、生产效率和生产质量高，劳动条件好，对环境污染较小（是）。
2．低温井式电阻炉炉顶安装有电风扇（是），而中温井式电阻炉炉顶一般不安装电风扇（是）。一般箱式电阻炉顶部安装电风扇（非），大型或较大型箱式电阻炉炉顶安装电风扇（是）。
3．电热元件表面温度越高，W允越高（非）；炉侧比炉底W允高（是）；加装风扇W允高（是）；维修困难的位置（炉底、炉罐）W允越高（非）；带状电热元件的散热条件好于螺旋形线状电热元件（是）。
4．与三角形接法相比，当功率、电热元件材料相同时，星形接法电阻丝直径大寿命长、长度短易于安装和布置（是），电热元件用量（质量）也少（非），实际应用中多使用星形接法（是）。
5．铁铬铝系材料的主要缺点是塑性较差，且高温加热后晶粒粗大、性脆、维修困难。但是其电阻系数大，电阻温度系数小，使用温度高，镍铬合金用量少价格便宜（是）。
6．镍铬系合金塑性、韧性好，具有良好的加工性能，维修方便，高温结构强度高，电热元件易于保持要求的形状和尺寸，易于安装和维修，适用于安装和维修电热元件困难的电阻炉中（是）。
7．渗碳废气火苗短且外缘呈淡蓝，有透明感，表明渗碳剂供量不足或炉子漏气（是）。
8．用圆形炉膛比箱式炉膛的炉外壁表面积、散热量、温度及能耗均降低（是），但圆形炉膛对工件均匀传热效果不如箱式炉膛（非）。
三、名词解释、简答题
1．W允、敞露型、封闭型。
答：在计算电热元件尺寸时，表面负荷率应有一个允许的数值，称为允许表面负荷率W允。炉侧墙电热元件为敞露型，炉底、有罐、服饰管电热元件属于封闭型。
2．举例说明影响W允的三个主要因素并解释之。
W允的确定与元件的材料、工作温度、散热条件等因数有关。如0Cr25Al5 比CR20Ni80高，为防止电热元件烧坏，电热元件表面温度越高，W允不能高了。散热条件好，不易烧坏电热元件，故W允可以取高些。
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