基于VB的稳定态多层壁炉衬参数的计算

基于VB的稳定态多层壁炉衬参数的计算
程爱民
（中冶成工上海五冶建设有限公司，上海，201900）  

 【摘  要】  本文根据稳定态下多层平壁炉衬传热原理，介绍了炉衬各层间温度及热流密度的计算方法，利用VB编程环境中实现可视化编程，建立各种耐火材料的热传导系数数据库，利于平壁层数及材质种类等参数的选取，输入热面温度及各层平壁厚度，计算出炉衬相应的各种参数。在实际应用中，该程序性能稳定，界面美观，对工业炉炉衬设计有很强指导作用。
 【关键词】  热流密度；VB；导热系数；层间温度
 
Parameters Calculating of Multi-Layer Furnace Linings
In Steady-State Based on the VB
 
 CHENG Ai-min
 （MCC chenggong shanghai wuye construction Co., Ltd, Shanghai 201900, China）
 
 Abstract：In this paper, based on steady-state the multi-furnace linings heat transfer theory, introduced the multi-layer furnace linings of the intramural temperature and thermal density is calculated, using VB programming environment visual programming, the establishment of the thermal conductivity refractory material database , in favor of layers, and types of parameters such as material selection, enter the hot surface temperature and thickness on each layer, to calculate various parameters of the corresponding furnace lining. In practice, the performance stable, attractive interface, the design of industrial furnace lining has a strong guiding role.
 
 Key words：Thermal density; VB; Thermal conductivity; Intramural temperature
 
 在工业炉炉衬设计时，通常采用多层复合炉衬结构，根据工艺要求，选定适当的炉衬材质和厚度十分重要。本文借助VB开发工具，利用各种耐火材料导热系数构成的数据库，合理选取材质计算热流密度和各层间温度。该程序界面直观，操作简便，满足炉衬设计要求。
1.传热理论基础
 为了便于计算，假定炉墙炉衬为多层大平壁稳态导热，炉衬内部为传导传热，炉衬外壁与周围大气为综合传热（辐射和对流传热）。多层炉衬结构如图1。
 
 图1   炉衬结构图
1.1传热公式
 炉墙炉衬外壁与周围大气的综合换热包括对流和辐射，按下列公式（1）进行计算，热流密度按公式（2）或（3）计算。
   W/(m2·℃)     （1）
 其中为热流与平壁方向系数，垂直的平壁热面=2.56；水平向上的平壁热面=3.26；水平向下的平壁热面=1.98，t1为炉衬外表温度，t0为外界大气温度。
          　　 ｗ/m2 （2）
   　　　ｗ/m2 （3）
 其中αc为综合换热系数，tn为各层边界温度，λn为各层导热系数，Sn为各层厚度。
2.2 导热系数
耐火材料导热系数受温度变化，表示为λn=F(t)，对于大多是耐火材料的导热系为：      W/(m·℃)  （4）
 硅酸铝纤维制品导热系数为：
     W/(m·℃)  （5）
 其中和为耐火材料导热系数的特征系数。
2．系统程序设计
3.1 系统流程

图1   软件流程图
3.2 数据库的建立
 采用常用的Access建立常见耐火材料的导热系数数据库，仅需一张包含材质名称、系数计算式、特征系数a和b的表。
3.3 软件系统的模块设计
 该程序提供了内衬1-5层的五种选择，内壁温度设置300-2000℃范围。热面朝向包括热面垂直、向上及向下对应的炉墙、炉顶及炉底三种选择。
 内衬材质选择时，采用调用VB中MSFlexGrid控件显示材质名称和表达式，双击选择材质的同时，将两个特征系数a和b赋值给对应的数组。
1）计算原理
 建立多层循环，假定炉墙外壁温度为t(1)=tw+1，由公式（1）和（2），求解出热流密度qs，再根据热流密度公式（3）和导热系数公式（4）或（5），求解出t(2)、t(3),直至tn。求得的t(n)与内壁温度tn比较，两者误差满足给定的条件时，结束循环。
2）程序代码（部分）
 ‘定义数组
 Dim cs As integer
 Dim ak As Single
 cs=val(Text1.text)  ‘根据Option控件选择层数，赋值给text1.text，再传递给cs
 ReDim s(1 To cs+1) As Variant ''''声明动态数组作为临时变量,各层厚度mm
 ReDim t(1 To cs+1) As Variant ''''层间温度℃
 ReDim a(1 To cs+1) As Variant ''''导热系数特征系数a基于VB的稳定态多层壁炉衬参数的计算(一)......