?1，?2，?3分别是轻质粘土砖、硅酸盐耐火纤维毡和膨胀珍珠岩的平均热导率
（W/m·℃）；??是炉顶外壳对周围空气的综合传热系数（W/m·℃）。要求出?1，?2，?3和??，首先必须假定各层界面温度和炉壳温度。设轻质粘土砖和硅酸盐耐火纤维毡之间的界面温度t2?860?C，硅酸盐耐火纤维和平膨胀珍珠岩之间的界面温度t3?580?C，炉顶外壳温度t4?55?C?60?C。
?
'''?1的确定
查教材附表3，可得轻质粘土砖（QN—0.8）的平均导热率为：
?1?0.294?0.212?10?3tp(tp为平均温度）
't1?t2950?860?1?0.294?0.212?10()?0.294?0.212?10?3()
22?3=0.486W/m·℃
?
?2的确定
''t2?t3860?580硅酸盐耐火纤维毡的平均温度tp???720?C。根据教材附表4查
22得，密度为350Kg/m3普通硅酸盐耐火纤维毡700℃、1000℃的热导率分别为0.121W/m·℃
和0.122W/m·℃。在700℃——1000℃温度范围内，可近似认为其平均导热率与温度成线性关系。则有：
?
0.122?0.121?2?0.121???2?0.121W/m??C
1000?700720?700?3的确定
查教材附表3，可得膨胀珍珠岩的平均热导率为
?3?0.04?0.22?10?3tp
''t3?t4580?55?3?0.04?0.22?10?()?0.04?0.22?10?3?()
22?3=1.10W/m·℃
?
??的确定
当炉顶外壳温度为55℃，周围空气为20℃时，由教材附表2可查得，外壳为钢板或涂灰漆表面时，对周围空气的综合传热系数为：
???13.52W/m2??C
3)热流密度的计算
将以上数据代入求热炉密度的表达式中，可求得热流密度为：
q?950?20930??502.2W/m2
0.1150.060.11511.852???0.4860.1210.11013.525）验算各界面和炉顶外壳温度是否满足设计要求
? 轻质粘土砖和硅酸盐耐火材料纤维毡之间的界面温度t2为：
t2?t1?qS1?1?950?502.2?0.115?831.0?C 0.486't2?t2831.0?860相对误差为??3.4%?5%，满足设计要求，不必重算。 't2860? 硅酸盐耐火纤维毡和硅藻土砖之间的界面温度为：
t3?t2?qS2?2?831.0?502.2?0.060?582?C; 0.121't3?t3582?580相对误差为??0.32%?5%，满足设计要求，不必重算。 't3580? 炉顶外壳温度为：
t4?t3?qS3?3?582?502.2?0.115?57?C?60?C； 0.110因炉墙外壳温度小于60℃，故炉顶炉衬材料及其厚度的选择满足设计要求。若实际计算后，外壳温度大于60℃，必须重新选择炉顶炉衬材料及其厚度。
3.炉底炉衬材料选择及其厚度的计算
设炉底的炉衬结构为，耐火层是（65+2）×3=201mm厚的轻质粘土砖（QN—0.8），保
3
温层是厚度80mm、密度350Kg/m的普通硅酸盐耐火纤维毡和（113+2）+（65+2）×2mm的A级硅藻土砖。
在炉底内壁温度950℃、炉壳周围空气温度20℃的稳定导热条件下，通过炉底向周围空气散热的热流密度为：
q??1950?20
S1S2S31????2?3??
1）S1，S2，S3确定
S1，S2，S3分别是轻质粘土砖（QN—0.8）、普通硅酸盐耐火纤维毡和膨A级硅藻转的厚度（m）。 若考虑它们之间2mm的砌缝宽度，则S1，S2，S3得厚度为：
S1?(65?2)?3?201mm：
S2?80mm；
S3?(113?2)?(65?2)?2?249mm。
2）?1，?2，?3，??的确定
?1，?2，?3分别是轻质粘土砖、硅酸盐耐火纤维毡和A级硅藻转的平均热导率
（W/m·℃）；??是炉炉底壳对周围空气的综合传热系数（W/m·℃）。要求出?1，?2，?3和??，首先必须假定各层界面温度和炉壳温度。设轻质粘土砖和硅酸盐耐火纤维毡之间的界面温度t2?810?C，硅酸盐耐火纤维和平膨胀珍珠岩之间的界面温度t3?560?C，炉底外壳温度t4?55?C?60?C。
?
'''?1的确定
查教材附表3，可得轻质粘土砖（QN—0.8）的平均导热率为：
?1?0.294?0.212?10?3tp(tp为平均温度）
't1?t2950?810?1?0.294?0.212?10()?0.294?0.212?10?3()
22?3=0.481W/m·℃
?
?2的确定
''t2?t3810?560硅酸盐耐火纤维毡的平均温度tp???685?C。根据教材附表4查
22得，密度为350Kg/m3普通硅酸盐耐火纤维毡400℃、700℃的热导率分别为0.081W/m·℃
和0.121W/m·℃。在400℃——700℃温度范围内，可近似认为其平均导热率与温度成线性关系。则有：
?
0.121?0.0810.121??2???2?0.119W/m??C
700?400700?685?3的确定
查教材附表3，可A级硅藻土砖的平均热导率为
?3?0.105?0.23?10?3tp
''t3?t4560?55?3?0.105?0.23?10?()?0.105?0.23?10?3?() 22?3=0.176W/m·℃
?
??的确定
当炉顶低壳温度为55℃，周围空气为20℃时，由教材附表2可查得，外壳为钢板或涂
灰漆表面时，对周围空气的综合传热系数为：
???9.55W/m2??C
3)热流密度的计算
将以上数据代入求热炉密度的表达式中，可求得热流密度为：
q?950?20930??356.6W/m2
0.2010.0800.24912.608???0.4810.1190.1769.556）验算各界面和炉顶外壳温度是否满足设计要求
? 轻质粘土砖和硅酸盐耐火材料纤维毡之间的界面温度t2为：
t2?t1?qS1?1?950?356.5?0.201?801.0?C 0.481't2?t2801.0?810相对误差为??1.1%?5%，满足设计要求，不必重算。 't2810? 硅酸盐耐火纤维毡和硅藻土砖之间的界面温度为：
t3?t2?qS2?2?801.0?356.6?0.080?561.3?C; 0.119't3?t3561.3?560相对误差为??0.23%?5%，满足设计要求，不必重算。 't3560? 炉墙外壳温度为：
t4?t3?qS3?3?561.3?356.6?0.249?56.8?C?60?C； 0.176因炉墙外壳温度小于60℃，故炉顶炉衬材料及其厚度的选择满足设计要求。若实际计算后，外壳温度大于60℃，必须重新选择炉顶炉衬材料及其厚度。
五、炉子外形尺寸的确定 1）炉子外形长度
炉子的外形长度为炉膛长度加上两倍炉墙厚度，其值为：
L外?1624+2×（115+60+232）=2438mm=2.438m
2）炉子外形宽度
炉子的外形宽度为炉膛宽度加上两倍炉墙厚度，其值为：
B外=793+2×（115+60+232）=1609mm=1.607m
3）炉子外形高度
炉子的外形高度有以下五部分组成（图5-8右图）：炉墙高度、拱顶高度、炉顶厚度。炉底厚度和炉底预留安装电热元件所需的高度及炉底板厚度。其中炉膛高度、炉底厚度已经求出。若陆主席采用60°标准拱顶，取拱弧半径R=B，则拱顶高度可由下式求出：
f?R(1?cos30?)?793?(1?cos30?)?106mm
为了方便砌筑，预留安装电热组件所需要的高度及炉底板厚度可取65+2=67mm。
综合以上五个部分的高度，炉子外形高度为：
H外?573?106?(115?60?115)?(201?80?249)?67?1566mm?1.566m
2.砌体平均表面积的计算
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