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nba篮彩热平衡法计算石墨电极的允许电流负荷4
加入时间:2020-02-04 06:01

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  热平衡法计算石墨电极的允许电流负荷(论文)页石墨电极在炼钢电弧炉中使用时作为导电电极将电能送入炉中。制约不同直径的电极所允许通过的电流量主要是处在炉外部分的电极的表面温度。石墨材料的开始燃烧温度约因此在一般情况下电极表面温度允许在左右。高于这一温度氧化即加速增加了电极的额外消耗不仅如此电极氧化所产生的热量会使电极表面温度进一步升高造成恶性循环。电极表面的热平衡电极的热量有两个来源:)电极电阻产生的焦耳热)电炉内电极部分传导到外部的热量。这两部分热量以前者为主为了简化可将第二部分的传导热量忽略掉即电极的热量输入Q可由()式求出。lIdQIRI()Ad式中:Q炉外电极段产生焦耳热的功率WI通过电极的电流AR炉外部电极段的电阻Ωρ炉外部电极段的电阻率Ωml炉外部电极段的长度mA炉外部电极段的截面积md炉外部电极段的直径m。炉外电极散热的功率P可按()式求出:PAtdlt()式中:P炉外电极段的散热功率Wα炉外电极段的散热系数W(m)炉外电极段的表面积mt炉外电极段的表面温度与A周围环境温度的差值。当达到热平衡时PQ即:Ildlt()dI或dt()d当t和α均为常数时()式可以写为kdkIdkddI或IK()k()式表达了允许通过的电流I与电极式中:k、k、K为不同的比例常数。直径和电阻率的关系。因此我们如果计算出一种直径的电极的允许使用电流I即可根据(式)计算其他种类及直径的电极的允许使用电流。I令:i()d式中:i电流密度Am将()式代入()式中得:ddiK或iK()d从()式可以看出来一种电极所允许通过的电流密度与其电阻率ρ和直径d乘积的负次方成正比。这也就是为什么电极直径越大它所允许的电流密度越小的原因。电极允许电流量的计算要具体计算电极的允许电流量又须从()式入手t为电极允许使用温度t(一般设定为)与环境温度t(一般设定为)之差也即:ttt电极的电阻率是在室温下测定的在高温时其数值要有一些变化。在时其数值约为室温下的散热系数α是对流散热与辐射散热的综合系数可以按()式计算:tttt()tt式中:α散热系数kJmhβ系数当散热面垂直放置时βt电极表面温度t周围环境温度。当tt时()kJmhWm计算例:试计算φmm普通功率石墨电极在下列条件下的散热功率及允许通过的电流量。φmm普通功率石墨电极的室温电阻率平均以μΩm计它在时的电阻率ρ×μΩm散热功率P按()式计算。φ电极外径dm长度l取mtαWm代入()式:P××××kW允许通过的电流量I按()式计算得:dtI()α、ρ等的值代入得:IA我国行业标准规定普通功率电极的允许使用电流量为,A基本符合。如果求出()式、()式中比例常数K与K′的值、()()二式在计算允许电流负荷与允许电流密度时是十分方便的。当tt将这些数值代入()式中得:ddI()比较()式和()式即得:KK由()式得知K即()式可写成:iAmd或iAcm()d允许电流负荷与允许电流密度的计算值与我国行业标准中规定数值的比较计算值是设定温度为的条件下得到的计算结果见表〔,〕。从计算结果看允许电流负荷的计算值与我国冶金行业标准中的推荐值基本符合。对于普通功率石墨电极中的小直径(mm以下)计算值偏高对于超高功率石墨电极虽稍低但也在行业标准推荐值的范围内。表计算值与行业标准推荐值对比普通功率高功率超高功率允许电流时允许电流时允许电流直径时的ρYBYBYB负荷计算的ρ值负荷计算的ρ值负荷计算值μ标准值A标准值A标准值A值AμΩm值AμΩm值AΩm,,,,,,,,,,,,,,,,,,结论)对电弧炉中使用的石墨电极通过对炉外电极段的散热与自身产生焦耳热的平衡求出了计算电极的允许电流负荷与允许电流密度的公式从这些公式可以看出允许电流负荷与电极直径d的次方成正比与电阻率ρ的次方成反比允许电流密度与电极直径d和电阻率的乘积ρd的次方成反比。)用前述公式计算出的允许电流负荷与YB、YB〔,〕、YB中的相应的推荐值相对比基本符合。参考文献略

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