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研究的熱處理爐為氣體燃料熱處理爐，這種爐子適用于大工件的正火、退火以及淬火加熱等，熱處理爐內的溫度分布直接影響到被熱處理工件的在爐內的熱處理質量的好壞，進而會影響工件的機械性能的好壞。因而，正確、全面地認識熱處理爐內傳熱規律是非常必要的。由于熱處理爐內的高溫環境，實際熱處理爐中的溫度場是很難獲得的，這樣，數學模型方法就成為研究熱處理爐中輻射換熱過程的有效手段。
工業電爐以熱處理爐內熱過程為背景，建立熱處理爐內三維傳熱數學模型，該模型的建立包括輻射換熱模型的建立和熱處理爐內被加熱鋼錠的三維非穩導熱模型的建立。輻射模型是采用區域法建立的，即建立整個爐內封閉體系的氣體體積區及爐內被加熱鋼錠表面區的非線性能平衡方程組。區域法與其它方法相比，具有以下明顯優點:
D一點:區域法機理嚴謹，計算精度高。
D二點:分區少，節省計算時間。
當區域數目增大到一定值時，用區域法來計算熱處理爐中的輻射換熱量可獲得精確的結果。由于區域法的計算工作量大，這主要集中在輻射直接交換面積的積分運算上，這是區域法求解輻射全交換面積必經的步驟，為了解決這一難點，這里采用全面積的蒙特卡洛算法一步求算輻射全交換面積，達到減少計算工作量的目的，又可取的很高的計算精度。
在工業電爐熱處理爐內各區溫度的計算是在爐膛表面及爐內鋼錠表面溫度為己知的前提下進行，爐內鋼錠表面區能量平衡方程為爐內被加熱鋼錠的三維非穩態導熱方程提供熱流邊界條件故爐內輻射換熱模型必須與爐內被加熱鋼錠的三維非穩態導熱方程聯立求解，從而構成求解爐內傳熱的數學模型。
由于布置在爐墻上的燒嘴均為自身預熱式，在每個體積區內燃料進入體積區所在的爐膛內燃燒放熱，燃燒產物一部分被火焰卷吸而形成回流，另一部分經排煙口抽出用以預熱空氣，爐氣沿爐寬方向流動，并與被加熱表面區進行對流換熱。在熱處理爐運行工況穩定的情況下，忽略燃料帶入的顯熱和爐內被加熱鋼錠的氧化放熱，并假設進入爐膛的燃料是完全燃燒。