من المعرفة

فرن

وليد خليفة

ساهم بشكل رئيسي في تحرير هذا المقال

رسم يبين صاغة الفضة الصينيون يصهرون خام الفضة ويفصلون الرصاص منه, موسوعة تيانگ كايوو Tiangong Kaiwu (1637), التي كتبها سونگ يينگ شينگ (1587-1666).

الفرن furnace هو جهاز يستخدم للتسخين. الاسم الإنگليزي مشتق من الكلمة اللاتينية fornax, فرن.

في الإنگليزية الأمريكية, التعبير furnace بذاته يـُستخدم عموماً ليصف نظام تسخين منزلي يعتمد على فرن مركزي (يـُعرف إما باسم غلاية boiler أو سخان في الإنگليزية البريطانية), وأحياناً كمرادف لكلمة قمينة, وهي فرن يستخدم في انتاج الخزف. وفي الإنگليزية البريطانية فالتعبير furnace يـُستخدم حصرياً ليعني فرن صناعي يستخدم للعديد من الأغراض, مثل استخلاص الفلزات من الخام (بالصهر) أو في مصافي النفط والمصانع الكيميائية الأخرى, مثل المصدر الحراري لأعمدة التقطير الجزئي fractional distillation.

التعبير furnace يمكن أيضاً أن يشير إلى سخان نيران مباشرة direct fired heater, كالمستخدم في تطبيقات الغلايات في الصناعات الكيماوية أو لإمداد الحرارة إلى التفاعلات الكيميائية لعمليات مثل تفاعلات التكسير الحرارى, ولجزئها من الأسماء الإنگليزية المعتادة للعديد من الأفران المتالورجية في جميع أنجاء العالم.

الفرن المتالورجى هو مفاعل يستخدم لإجراء تفاعل فى درجة حرارة عالية. و لمنع فقدان الحرارة، يبطن الفرن عادة بالقرميد الحرارى (الطوب أو الآجر الحرارى). عند تصميم الفرن لا بد من الأخذ فى الاعتبار أولاً طريقة التسخين. و لا بد بعد ذلك من توفير وسائل لشحن الفرن و لتجميع نواتج التفاعل و لقياس درجة الحرارة و التحكم فيها، بالإضافة إلى مٌساعِدات أخرى. يمكن أن يعمل الفرن بشكل مستمر أو متقطع ، و يمكن أن تكون نواتج التفاعل غازية أو مصهورة أو صلبة.

الطاقة الحرارية التي توقد الفرن يمكن تزويدها مباشرة بواسطة احتراق الوقود, أو بالكهرباء كما في فرن القوس الكهربي, أو من خلال التسخين بالحث Induction heating في أفران الحث.

الأفران المنزلية

توزيع الحرارة

فرن تكثيف condensing furnace.

الأفران المتالورجية

أنواع الافران المستخدمة فى عملية سباكة الفلزات:

الأفران المستعملة في المصاهر Smelters, تتضمن:
- الفرن اللافح المستخدم في اختزال خام الحديد إلى حديد غفل
- أفران صناعة الصلب Steelmaking, تتضمن:
أفران تستخدم لإعادة صهر المعدن في المسابك.

الأفران المستخدمة لإعادة التسخين و المعالجة الحرارية للفلزات لاستخدامها في:
- Rolling mill, مثل tinplate works و slitting mills.
- Forge.

Vacuum furnace

الوقود

تصنف أنواع الوقود إلى وقود غازى و وقود سائل ووقود صلب .

انظر أيضاً

أفران العمليات الصناعية

Radiant section

Convection section

Burner

Sootblower

Stack

العزل

العزل (Insulation) هو عملية الحفاظ على الطاقة الحرارية داخل الفرن و منعها من التسرب خارجه, مما يرفع من كفائة استهلاك الوقود فى الفرن . ويتم ذلك بتبطين الفرن بمواد عازلة حراريا تسمى الحراريات و هى فى الغالب مواد خزفية تصنع من الخامات و الأكاسيد الطبيعية مثل الألومينا (أكسيد الألومنيوم) و السيليكا (أكسيد السيليكون) و المغنسيا (أكسيد المغنسيوم) و الكالسيا (أكسيد الكالسيوم ) والكربون و غيرها.

Outdoor Wood-Fired Boilers

فرن البوتقة

هو عبارة عن فرن يدفن أكثر من نصفه تحت الأرض , ويبطن جداره الطوب الحراري الذي يحتوي على نسبة 42% ألومينا وتوضع بداخله بوتقة تصنع من مادة الجرافيت او الزركونيوم أو السلمندر ويتوزع اللهب من خلال فتحة في الأسفل موصلة بجهاز نفخ (blower) يقوم بالتوزيع الحراري للهب داخل الفرن

ويتميز هذا الفرن بالتوزيع الحراري الجيد نتيجة لشكله الدائري .

ويعتبر هذا النوع من الأفران بطيء جداً مقارنة بأنواع أخرى من الأفران, لذا لا يستخدم إلا للفلزات غير الحديدية وفي المسابك الصغيرة ذات الانتاج الضعيف. كما أن هذا النوع من الأفران لا يسمح بالتحكم في عناصر الفلز المنصهر, ولا في درجات الحرارة.

المصادر

Gray, W.A. and Muller, R (1974). Engineering calculations in radiative heat transfer, 1st Edition, Pergamon Press Ltd. ISBN 0-08-017786-7 or ISBN 0-08-017787-5.
Fiveland, W.A., Crosbie, A.L., Smith A.M. and Smith, T.F. (Editors) (1991). Fundamentals of radiation heat transfer. American Society of Mechanical Engineers. ISBN 0-7918-0729-0.
Warring, R. H (1982). Handbook of valves, piping and pipelines, 1st Edition, Gulf Publishing Company. ISBN 0-87201-885-7.
Dukelow, Samuel G (1985). Improving boiler efficiency, 2nd Edition, Instrument Society of America. ISBN 0-87664-852-9.
Whitehouse, R.C. (Editor) (1993). The valve and actuator user's manual. Mechanical Engineering Publications. ISBN 0-85298-805-2.
Davies, Clive (1970). Calculations in furnace technology, 1st Edition, Pergamon Press. ISBN 0080133665.
Goldstick, R. and Thumann, A (1986). Principles of waste heat recovery. Fairmont Press. ISBN 0-88173-015-7.
ASHRAE (1992). ASHRAE Handbook. Heating, ventilating and air-conditioning systems and equipment. ASHRAE. ISSN 1078-6066.
Perry, R.H. and Green, D.W. (Editors) (1997). Perry's Chemical Engineers' Handbook, 7th Edition, McGraw-Hill. ISBN 0-07-049841-5.
Lieberman, P. and Lieberman, Elizabeth T (2003). Working Guide to Process Equipment, 2nd Edition, McGraw-Hill. ISBN 0-07-139087-1.

هنالك المزيد من الملفات في ويكيميديا كومونز حول :

فرن

انظر أيضاً

هامش

وصلات خارجية

تمّ الاسترجاع من "http://www.marefa.org/index.php/%D9%81%D8%B1%D9%86"