Реферат: Гальваническое покрытие хромом

--PAGE_BREAK--

Рис.2. Типы сборных анодов, подвесок для анодов и анододержалелей.


1.6 НЕПОЛАДКИ ПРИ ХРОМИРОВАНИИ
Помимо специфических неполадок, возможных при осаждении хрома из саморегулирующихся и тетрахроматного электролитов при хромировании возможны другие дефекты, общие для большинства электролитов хромирования (табл. 27).

Удаление некачественных покрытий.

Удаление некачественных покрытий осуществляют химическим или электрохимическим способом.

Химический способ состоит в растворении покрытий в 5—20 %-ном растворе НС! при I= 20-70°С. Для удаления покрытия с меди, латуни, никеля этот метод наиболее часто применим. При удалении хрома со стали необходимо вводить в НСlингибиторы, так как возможно растравливание и наводороживание стали. Скорость растворения хрома в растворе НС1 в зависимости от ее концентрации и температуры колеблется в пределах 100—200 мкм/ч.

После удаления хрома со стальных деталей необходимо проводить обезводороживание в течение 2—2,5 ч при t= 200-250 °С.

Электрохимический способ более безопасен по сравнению с химическим. Он особенно эффективен при снятии толстых хромовых покрытий со стальных деталей. Раствор для снятия покрытий содержит 100—150 г/л NаОН или КОН. Обработку ведут на аноде, используя в качестве катодов стальные пластины. Температура t= 20-35 C, анодная плотность тока іа= 5-20 А/дм2. Опасно присутствие в растворе хлоридов, способных вызвать растравливание и потемнение стали.

При удалении хрома с никеля концентрация щелочи должна быть 40— 50 г/л, аt= 18-20 °С.

Для удаления покрытий с цинковых отливок рекомендуется раствор следующего состава (г/л):




Na2S… 30

NаОН… 20

Режимработы: t= 20-25 °С; tа= 2-З А/дм2.
Снятие хрома со стальных деталей может быть осуществлено при іа— = 15-20 А/дм2 в отработанном электролите хромирования.

Из литературного обзора, а также по опыту работы предприятия выбираем сульфатный электролит.

Состав электролита и режим работы:
СгО3200 – 250 г/л. t– 50ºC

H2SO42,0 – 2,5 г/л. і – 25 А/дм(кв.)
Из литературного обзора, выбираем сульфатный электролит, состав которого следующий:
СгО3 _____150— 300 г/л,

H2SO4 _______2.25 – 2.5 г/л

І _________15 — 60 А/дм

t__________45 – 55 С°




2. Конструктивный расчет
2.1 РАСЧЕТ ОБЪЕМА ПРОДУКЦИИ ПРЕДНАЗНАЧЕННОЙ К РЕАЛИЗАЦИИ ИЛИ ПРОГРАММНАЯ ПРОГРАММА ЦЕХА
<img width=«130» height=«33» src=«ref-1_855426537-559.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029">
С учетом коэффициента брака <img width=«23» height=«25» src=«ref-1_855427096-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1030">1%:
<img width=«371» height=«35» src=«ref-1_855427209-1414.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">
2.2 РАСЧЕТ ФОНДА ВРЕМЕНИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВ СО СМЕННЫМ ГРАФИКОМ
<img width=«230» height=«54» src=«ref-1_855428623-1034.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">
Где n – количество смен.
<img width=«309» height=«54» src=«ref-1_855429657-1248.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">

<img width=«166» height=«54» src=«ref-1_855430905-720.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">
Где a– процент потерь рабочего времени (для автоматизированного оборудования и двусменного раб. дня а=8%)

n – число смен




<img width=«298» height=«54» src=«ref-1_855431625-1236.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">
Производительность рассчитаем по формуле:
<img width=«319» height=«65» src=«ref-1_855432861-1611.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036">
2.3 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ В ТОКОВЫХ ЕДИНИЦАХ
<img width=«66» height=«54» src=«ref-1_855434472-375.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037"> (А)
Реакции на электродах:
К: <img width=«283» height=«33» src=«ref-1_855434847-994.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">

<img width=«220» height=«33» src=«ref-1_855435841-823.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">

<img width=«288» height=«33» src=«ref-1_855436664-979.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">

А: <img width=«288» height=«33» src=«ref-1_855437643-976.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">

k = 52/6*26.8=0.3234 г/А*час

<img width=«201» height=«54» src=«ref-1_855438619-982.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">




3. Технологический процесс хромирования
3.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
Определим время электрохимического осаждения хрома:
<img width=«321» height=«60» src=«ref-1_855439601-1759.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043"> мин.
δ– толщина покрытия, мкм.

<img width=«16» height=«17» src=«ref-1_855441360-92.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">  — плотность хрома, г/см(куб.)

<img width=«13» height=«24» src=«ref-1_855441452-91.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">  — катодная плотность тока А/дм(кв.)

Вт – выход по току хрома

<img width=«19» height=«21» src=«ref-1_855441543-98.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">  — электрохимический эквивалент, г/Ачас

Загрузочные данные детали:



Наименование деталей

Металл

Характеристика

Габариты подвески

Число деталей на подвеске/в агрегате

Площ. На загр. м (кв.)

Годов. Произв.

габариты, мм

масса, кг

S, дм

(кв.)

м(кв.)

С браком м(кв.)

ЗП в год

Кольцо упорное

30ХГСА

Ø=82

L = 12

0.09

3,73

1250×800

20

0,746

25000

25250





Производственная программа:
<img width=«223» height=«54» src=«ref-1_855441641-1047.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">ЗП/год.


Где <img width=«17» height=«25» src=«ref-1_855442688-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048"> — производственная программа, м(кв.)/год.

<img width=«41» height=«25» src=«ref-1_855442788-142.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049"> — загрузка на ванну, м (кв.)
3.2 КАРТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ХРОМИРОВАНИЯ

№

Наименование операций

Состав раствора

Концент-рация, г/л

Режим работы

Т,ºС

I, А/дм(кв.)

τ, мин

1.

2.
3.
4.
5.

6.
7.
8.
9.

Загрузка – выгпузка

Электрохимическое обезжиривание на катоде и аноде.

Вода техническая проточная
Анодная активация (перед прогреть дет. В теч. 2-3 мин)

Хромирование

Промывка в холодной непроточной воде

Промывка в хол. Воде
Промывка в гор. Воде
Сушка детали



Натрий едкий
Хромовый ангадрид технич. ГОСТ 2548-77

H2SO4

Хромов. Ангидрид

H2SO4





Вода техн. непроточная

Вода техн. проточная

Вода техн. проточная



30 – 50
40-50
200-250
2-2,5
200-250

2-2,5



18-35
50
50

60-90
90



5,3
20-25
50
20-25

20-25



10
1
0,5-1
60
1-2

1-2
1
15



3.3 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ
3.3.1 Темп выхода подвесок рассчитываем по формуле
<img width=«449» height=«65» src=«ref-1_855442930-1922.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">
Где <img width=«32» height=«25» src=«ref-1_855444852-128.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">  — эффективный фонд рабочего времени.

<img width=«21» height=«24» src=«ref-1_855444980-102.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">  — число подвесок в загрузке.

<img width=«33» height=«25» src=«ref-1_855445082-128.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">  — общая площадь деталей.
3.3.2 Количество ванн хромирования
<img width=«144» height=«44» src=«ref-1_855445210-345.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">
Где τ1 – длительность поцесса, мин.

Т – Темп выхода загрузочного приспособления, мин.

Принимаем n=9 (ванн хромирования).

Коэффициент загрузки ванн:
<img width=«168» height=«53» src=«ref-1_855445555-665.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">
Где n, na– расчетное и принятое количество ванн.

В остальных процессах длительность каждой операции ниже Т, поэтому принимаем по одной ванне.
3.3.3 Рассчитаем кол-во операторов
<img width=«124» height=«41» src=«ref-1_855446220-299.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">

Где <img width=«17» height=«24» src=«ref-1_855446519-97.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057"> = кол-во позиций в линии (18)

k= коэффициент учитывающий обратные и холостые ходы оператора (к=1,5-2,5)

τ2 – время обслуживания оператором одной ванны.

Передвижение подвески из одной ванны в другую включает: вертикальный подъем τв, время выстоя τвыст=5-6сек., горизонтальное перемещение τг, время остановки τост=2сек., Снова вертикальное перемещение τв, время остановки τост=2сек.:
τ2= τв+τвыст+τг+τост+τв+τост
Для тельферных автооператоров

Wг – скорость гор. перемещения равно 17-18 м/мин.

Wв — скорость верт. перемещения равно 8 м/мин.

l– расстояние между ваннами равно 1,1 м.

H– высота подъема приспособления равно 2м.
τв= H/ Wв=2/8=0.25мин.

τг= l/ Wг=1,1/17=0,065мин.

τ2 = 0,25+6/60+0,065+2/60+0,25+2/60=0,73мин.

<img width=«181» height=«41» src=«ref-1_855446616-413.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">
Принимаем 4 автооператора.

Общее время на обработку одной загрузки деталей:
τ=τ1+τ2=51,41+0,73=52,14мин.
Количество загрузочных приспособлений на линии:
<img width=«152» height=«41» src=«ref-1_855447029-360.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">
Принимаем 8 загрузочных приспособлений.




4. Конструктивный расчет
4.1 РАЗМЕР ВАННЫ
<img width=«317» height=«218» src=«ref-1_855447389-5616.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060"><img width=«192» height=«243» src=«ref-1_855453005-5456.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">

Длина ванны:
<img width=«138» height=«29» src=«ref-1_855458461-361.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">
Где <img width=«27» height=«34» src=«ref-1_855458822-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063">— длина подвески, мм. (1250)

<img width=«34» height=«40» src=«ref-1_855459031-233.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">  — расстояние между стенкой о подвеской, мм. (150)

<img width=«30» height=«37» src=«ref-1_855459264-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065">  — расстояние между подвесками, мм.
<img width=«230» height=«35» src=«ref-1_855459491-854.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066">мм.
Принимаем длину ванны 1600мм.

Ширина ванны (внутренняя)
Ввн= 2b1+b2=2*100+600=800мм.
Где b1=100мм. – расстояние между осями анодных штанг до стенки.

b2= 600мм. – расстояние между осями анодных штанг.

Высота ванны

Определим внутреннюю высоту ванны:
Нвн= h1+h2+h3+h4=150+50+800+200=1200мм.
Где h1– 150мм – расстояние от уровня Эл-та до верхнего края ванны.

h2-20мм. – высота уровня эл-та над подвеской.

h3– 800мм. – высота подвески.

h4– 200мм. – расстояние от дна ванны до нижнего края подвески.

Принимаем высоту ванны 1250мм.

Толщина стенок зависит от материала ванны и изоляции. Ванны футерованы кислотостойким пластикатом толщиной 5 мм. Корпус ванны стальной толщиной Ст3, 5мм.

Согласно ГОСТу 23738-79 принимаем размер ванны для промывки и химической обработки 1600*800*1250 мм.

Определим объем эл-та в ваннах хромирования и обезжиривания.
<img width=«438» height=«33» src=«ref-1_855460345-1538.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067">л. =1,4м(куб.)
4.2            РАСЧЕТ ГАБАРИТОВ ЛИНИИ
Определим длину линии
<img width=«317» height=«62» src=«ref-1_855461883-1177.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068">,
где n– число ванн одного типоразмера,

<img width=«19» height=«38» src=«ref-1_855463060-186.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069">  — ширина ванн, мм. (800мм. – для токовых ванн, 630мм. – для бестоковых ванн),

<img width=«21» height=«38» src=«ref-1_855463246-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">  — ширина сушильной камеры, мм. (630мм.)

<img width=«21» height=«38» src=«ref-1_855463437-190.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">  — ширина загрузочно-разгрузочной стойки, мм. (600мм.),

Δ<img width=«21» height=«38» src=«ref-1_855463437-190.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072">— зазор между сушильной камерой и загрузочно-разгрузочной стойкой (1000мм.),

<img width=«29» height=«40» src=«ref-1_855463817-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073">  — кол-во ванн без бортовых отсосов,

Δ<img width=«21» height=«38» src=«ref-1_855464035-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074">  — зазор между стенками ванн без бортовых отсосов,

<img width=«26» height=«40» src=«ref-1_855464231-206.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075">  — кол-во односторонних бортовых отсосов,

Δ<img width=«19» height=«38» src=«ref-1_855464437-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076">-зазор между стенками ванн с односторонним бортовым отсосом, мм. (290мм.)

<img width=«29» height=«40» src=«ref-1_855464628-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077">  — кол-во двусторонних бортовых отсосов,

Δ<img width=«21» height=«38» src=«ref-1_855464843-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078">-зазор между стенками ванн с двусторонним бортовым отсосом (390мм.)

<img width=«23» height=«38» src=«ref-1_855465034-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079">  — ширина одностороннего бортового отсоса, мм. (212мм.)
<img width=«538» height=«28» src=«ref-1_855465234-1603.coolpic» v:shapes="_x0000_i1080">
Определение ширины линии
Вл= <img width=«35» height=«36» src=«ref-1_855466837-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1081">+В1+В2
где <img width=«35» height=«36» src=«ref-1_855466837-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1082">  — внутр. длина ванны, мм. (1600мм.)

В1– Расстояние от внутр. части стенки ванны до наружной плоскости опорной стойки. Принимаем для подвесочных автооператоров 655мм.

В2— Расстояние от внутр.стенки ванны до наружной плоскости площадки обслуживания, 1165мм.
Вл= 1600+655+1165=3420мм.
4.3            ВЫСОТА ЛИНИИ
Высота линии Н принимается в зависимости от внутренней высоты ванн и способа обработки изделий (линию обслуживает подвесной автооператор).

Для Н ванн – 1250 мм. И подвесного автооператора высота линии принимается 4700мм.




5. Материальный расчет
5.1 РАСХОД ХИМИКАТОВ ДЛЯ ПЕРВОНАЧАЛЬНОЙ ЗАГРУЗКИ ОБОРУДОВАНИЯ
<img width=«117» height=«47» src=«ref-1_855467281-484.coolpic» v:shapes="_x0000_i1083">    продолжение
--PAGE_BREAK--
Где с – концентрайия компонента в ванне г/л.

V– объем электролита, л.

В – количество одноименных ванн

N – количество линий
<img width=«183» height=«45» src=«ref-1_855467765-521.coolpic» v:shapes="_x0000_i1084">
Ванна анодной активации.
С (CrO3)=250г/л.

<img width=«211» height=«48» src=«ref-1_855468286-896.coolpic» v:shapes="_x0000_i1085">
Ванна хромирования.
С (H2SO4) = 2,5г/л.

С (CrO3)=250г/л.

<img width=«220» height=«50» src=«ref-1_855469182-864.coolpic» v:shapes="_x0000_i1086">

<img width=«239» height=«51» src=«ref-1_855470046-982.coolpic» v:shapes="_x0000_i1087">


5.2 РАСХОД ХИМИКАТОВ НА ЗАМЕНУ РАСТВОРОВ В ВАННАХ ЗА ГОД
Ванна электрохимического обезжиривания – 1 раз в 2 месяца.(6раз в год)
<img width=«202» height=«36» src=«ref-1_855471028-729.coolpic» v:shapes="_x0000_i1088">
5.3 РАСХОД ХИМИКАТОВ НА ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОГРАММЫ
Расход химикатов на выполнение программы складываются из расхода химикатов на замену растворов и потери компонентов электролитов за год

Ванна электрохимического обезжиривания. Норма расхода 0,48л/м(кв.)
<img width=«251» height=«47» src=«ref-1_855471757-1059.coolpic» v:shapes="_x0000_i1089">
Ванна анодной активации. Норма расхода 0, 48л/м(кв.)
<img width=«267» height=«49» src=«ref-1_855472816-1094.coolpic» v:shapes="_x0000_i1090">
Ванна хромирования

Количество хромового ангидрида, расходуемого для выполнения годовой программы, рассчитывается по формуле:



<img width=«93» height=«43» src=«ref-1_855473910-309.coolpic» v:shapes="_x0000_i1091">
Где F– годовая программа, м(кв.)=25250

<img width=«31» height=«32» src=«ref-1_855474219-129.coolpic» v:shapes="_x0000_i1092">-удельный расход хромового ангидрида
<img width=«31» height=«32» src=«ref-1_855474219-129.coolpic» v:shapes="_x0000_i1093">=<img width=«233» height=«32» src=«ref-1_855474477-655.coolpic» v:shapes="_x0000_i1094">
Где А – количество ангидрида, необходимого для покрытия 1 кв. метраповерхности толщиной 1 мкм. Масса хромового покрытия толщиной 1 мкм. На 1 кв. м. поверхности основы составляет 7г. этой массе хрома соответствует 14г. Ангидрида.

Пв – потери Эл-та в вентиляцию – 0,052 г/кв. м.

х – концентрация хромового ангидрида в Эл-те 250г/л.

δ – средняя толщина покрытия – 12 мкм.

Пд – потери эт-та, уносимого деталями 0,095л/кв. м.

Пк — потери эт-та, при коррекутировке – 0,035л/кв. м
<img width=«342» height=«58» src=«ref-1_855475132-1201.coolpic» v:shapes="_x0000_i1095">

<img width=«543» height=«55» src=«ref-1_855476333-2038.coolpic» v:shapes="_x0000_i1096">

<img width=«292» height=«51» src=«ref-1_855478371-1143.coolpic» v:shapes="_x0000_i1097">
5.4 РАСХОД АНОДОВ
При хромировании применяют свинцовые нерастворимые аноды.

Расход анодов на первоначальный пуск оборудования.

Состав анодов для хромирования:

Свинец – 90%; сурьма- 8%; олово – 2%.

Массу анодов для ванны определяем по формуле




<img width=«209» height=«31» src=«ref-1_855479514-743.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098">
где k1 – отношение суммарной ширены анодов к длине ванны – 0,6

k2 – отношение высоты анодов в глубине ванны – 0,8

n– число анодных штанг — 2

α– длина ванны – 1,6м.

H– высота ванны – 1,25м.

δ— толщина анода – 0,01м.

γ– плотность свинца – 11250 кг/м(куб.)
<img width=«387» height=«23» src=«ref-1_855480257-1076.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099">
Кол-во анодов для участка
<img width=«100» height=«20» src=«ref-1_855481333-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100">
где G– необходимая масса анодов, для одной ванны, кг.

N– кол-во ванн в одной линии.

C– кол-во автоматических линий.
<img width=«199» height=«26» src=«ref-1_855481516-706.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101">
Аналогично рассчитывается расход анодов на первоначальный пуск для ванн электрохимического обезжиривания и активации

Ванна электрохимического обезжиривания:
<img width=«389» height=«23» src=«ref-1_855482222-1175.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102">




Ванна активации:
<img width=«408» height=«26» src=«ref-1_855483397-1324.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103">
Определение кол-ва анодов в ванне хромирования, активации.
<img width=«101» height=«46» src=«ref-1_855484721-406.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104">
где n– кол-во анодных штанг (2) в ванне

0.6 – коэффициент, определяет отношение суммарной ширины анодов к длине анодной штанги

α– длина ванны – 1,6 м.

b– ширина одного анода – 0,25м.

l– длина анода 750мм.

р – непогруженная часть анода 50мм.
<img width=«207» height=«46» src=«ref-1_855485127-779.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105">
Площадь одного анода S=250*750=187500мм(кв.) = 18,75 дм(кв.). В ванне 8 анодов, тогта общ. S=18,75*8=150дм(кв.)=1,5м(кв.). При хромировании отношение Sa:Sk=2:1, у нас Sк.ср.= 0,87м(кв.), соотношение выдерживается, значит кол-во и размеры анодов рассчитаны правильно.

Кол-во анодов для выполнения программы.

Расход нерастворимых анодов на годовую программу рассчитывается по формуле:
<img width=«90» height=«48» src=«ref-1_855485906-281.coolpic» v:shapes="_x0000_i1106">


где Mg– норма идеального расхода нерастворимых анодов, г/ м(кв.) (для ТВ. Хромирования анод с составом: свинец – 90%, сурьма – 8%, олово – 2 %, Mg=1.6 г/м(кв.) при толщине 1 мкм. Для электрохим. Обезжиривания анод – сталь никелирования, Mg=1.15 г/м(кв.).

а) Хромирование
<img width=«164» height=«45» src=«ref-1_855486187-399.coolpic» v:shapes="_x0000_i1107">кг
б) Анодная активація
<img width=«184» height=«50» src=«ref-1_855486586-820.coolpic» v:shapes="_x0000_i1108">кг
в) Электрохимическое обезжиривание
<img width=«144» height=«41» src=«ref-1_855487406-366.coolpic» v:shapes="_x0000_i1109">кг
Ведомость расхода анодов.

Наимен операций

Наимен. Материала анодов.

Расход на 1 м(кв.) обрабат. Поверхности, г.

Обрабатывемая поверхн.

Расх. мат. на первонач. пуск, кг.

Расх. мат. На программу, кг.

Электро

хим. обезж.

Сталь никелированная

1.15

25250

75.84

24.4

Анодная активац.

Сталь,

Pb-90%

Sb-8%

Sn-2%

1.6

25250

2.16

33.94

Хромирование

Pb-90%

Sb-8%

Sn-2%

1.6

25250

1512

407.2




5.5 РАСЧЕТ РАСХОДА ПАРА
<img width=«198» height=«51» src=«ref-1_855487772-716.coolpic» v:shapes="_x0000_i1110">
где V– объем раствора – 1,4м(кв.)

n– кол-во ванн данного типаразмера — 6

P1 – удельный расход пара на разогрев до данной температуры – 105кг/м(куб.)ч

Tc– кол-во рабочих суток в году — 253

P2 – удельный расход пара при работе ванны – 13,6кг/м(куб.)ч

T– эффективный часовой фонд времени работы оборудования – 3807 час.
<img width=«353» height=«51» src=«ref-1_855488488-1412.coolpic» v:shapes="_x0000_i1111">кг.
Расход для ванн горячей прмывки:
<img width=«355» height=«54» src=«ref-1_855489900-1520.coolpic» v:shapes="_x0000_i1112">кг.
Суммарный расход:
∑Р = 769,1+656,3=1425,4 кг.
5.6 РАСХОД ВОДЫ НА ПРОМЫВКУ
<img width=«134» height=«38» src=«ref-1_855491420-586.coolpic» v:shapes="_x0000_i1113">


Где q– удельный вынос раствора из ванны поверхностью детали л/м(кв.) –0,2

k– критерий окончательной промывки даталей

Fчас – часовая производительность линии – 5,57м (кв.)/час.
<img width=«68» height=«65» src=«ref-1_855492006-370.coolpic» v:shapes="_x0000_i1114">
Где х – концентрация основного компонента г/л.

Хn– предельно допустимая концентрация в последней ванне промывки

Если перед промывкой электролит улавливают, то величину удельного выноса раствора уменьшают введением коэффициентов: 0,4 при одной ванне улевливания: 0,15 – при двух ваннах улавливания.

Промывка после ванны обезжиривания. Последовательная двуступенчатая каскадная промывка.
ХNaOH= 40г/л. Хn= 0.1г/л.

<img width=«106» height=«48» src=«ref-1_855492376-487.coolpic» v:shapes="_x0000_i1115">

<img width=«232» height=«32» src=«ref-1_855492863-825.coolpic» v:shapes="_x0000_i1116">
Промывка после ванны хромирования
CrO3 = 250г/л. Хn= 0.01г/л. Хcr= <img width=«80» height=«49» src=«ref-1_855493688-283.coolpic» v:shapes="_x0000_i1117">=<img width=«101» height=«48» src=«ref-1_855493971-590.coolpic» v:shapes="_x0000_i1118">г/л.




<img width=«381» height=«119» src=«ref-1_855494561-4494.coolpic» v:shapes="_x0000_i1119">
<img width=«231» height=«48» src=«ref-1_855499055-537.coolpic» v:shapes="_x0000_i1120">

∑Q= (22.28+6.84)3817.2=111160.8 л/год=111,15м(куб.)/год
Расход воды на составление растворов, восполнение испарения, промывку оборудования принимается в размере 15-20% от расхода на промывные воды
<img width=«247» height=«30» src=«ref-1_855499592-753.coolpic» v:shapes="_x0000_i1121">
Общий расход воды составляет:
Qобщ = <img width=«343» height=«32» src=«ref-1_855500345-1017.coolpic» v:shapes="_x0000_i1122">

<img width=«289» height=«58» src=«ref-1_855501362-1188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1123">




6. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
Электрический расчёт ЭХА сводится к составлению баланса напряжения для данного вида ЭХА. Для электрохимического аппарата, рассматриваемого в данной курсовой работе, баланс напряжения будет иметь вид[4]:
<img width=«405» height=«25» src=«ref-1_855502550-793.coolpic» v:shapes="_x0000_i1124"> (4.1 )
где U– напряжение между анодной и катодной штангами, В;

Epa– Epk– равновесные электродные потенциалы анодной и катодной реакции, соответственно, В;

ŋaи ŋk– абсолютные значения перенапряжения анодной и катодной реакции, соответственно, В;

ΔEэл-т – падение напряжения в электролите, В;

ΔЕэл-д – падение напряжения в электродах, В;

ΔЕтокоподвод – падение напряжения в ошиновке ванны, анодных и катодных штангах, анодных крючках, В;

ΔЕконт – падение напряжение в контактах, В.
6.1 РАСЧЁТ РАЗНОСТИ РАВНОВЕСНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ
Электролит электрохимического обезжиривания состава:
NaOH– 40г/л.

іа =ік =5,3 А/дм(кВ.): t= 18-35 ºCаноды – никелированная сталь.

Катод: <img width=«176» height=«26» src=«ref-1_855503343-302.coolpic» v:shapes="_x0000_i1125">

Анод: <img width=«186» height=«26» src=«ref-1_855503645-313.coolpic» v:shapes="_x0000_i1126">

Суммарная: <img width=«164» height=«25» src=«ref-1_855503958-291.coolpic» v:shapes="_x0000_i1127">


Рассчитаем потенциалы анода и катода по формуле:
<img width=«181» height=«44» src=«ref-1_855504249-441.coolpic» v:shapes="_x0000_i1128">

где ΔG – свобдная энергия Гиббса, Дж/моль;

Е – электродвижущая сила системы, В;

n– количество электронов, принимающих участие в реакции;

По справочнику находим величины энергии Гиббса всех участвующих в реакциях веществ:
ΔGH2=0 кДж/моль;

ΔGH+=0 кДж/моль;

ΔGO2=0 кДж/моль;

ΔGH2O=-237,23 кДж/моль.

ΔGОН=-157,35 кДж/моль.

<img width=«551» height=«49» src=«ref-1_855504690-1245.coolpic» v:shapes="_x0000_i1129">,

<img width=«504» height=«64» src=«ref-1_855505935-1207.coolpic» v:shapes="_x0000_i1130">
При изменении температуры (от 25оС до 100оС) можно пользоваться так называемым температурным коэффициентом стандартного электродного потенциала (напряжения разложения) dE/dT. Он показывает, на сколько вольт меняется потенциал при изменении температуры на один градус:
<img width=«167» height=«41» src=«ref-1_855507142-390.coolpic» v:shapes="_x0000_i1131">




Величины температурного коэффициента стандартного электродного потенциала (напряжения разложения) приводятся в литературе или рассчитываются, как:
<img width=«68» height=«41» src=«ref-1_855507532-248.coolpic» v:shapes="_x0000_i1132">
где ΔS– энтропия реакции, Дж/(моль·К); Е – электродвижущая сила системы, В; n– количество электронов, принимающих участие в реакции; F– число Фарадея.

Рассчитаем энтропию реакции:
<img width=«163» height=«25» src=«ref-1_855507780-351.coolpic» v:shapes="_x0000_i1133">
Из справочных данных[16] находим величины энтропии всех участвующих в реакциях веществ:
<img width=«203» height=«77» src=«ref-1_855508131-1025.coolpic» v:shapes="_x0000_i1134">
Отсюда:
<img width=«412» height=«24» src=«ref-1_855509156-641.coolpic» v:shapes="_x0000_i1135">

<img width=«68» height=«41» src=«ref-1_855507532-248.coolpic» v:shapes="_x0000_i1136"><img width=«168» height=«41» src=«ref-1_855510045-412.coolpic» v:shapes="_x0000_i1137">
Если активность потенциалопределяющих компонентов в растворе отличается от 1, то потенциал анодной или катодной реакции можно рассчитать по уравнению Нернста:


<img width=«164» height=«48» src=«ref-1_855510457-439.coolpic» v:shapes="_x0000_i1138">
где аox, аred – активность окисленной и восстановленной форм вещества, а=Сγ, γ – коэффициент активности; С – концентрация вещества; ν – стехиометрический коэффициент.
<img width=«285» height=«24» src=«ref-1_855510896-451.coolpic» v:shapes="_x0000_i1139">
В большинстве случаев электролит в электрохимических производствах представляет собой смесь разных компонентов с различными концентрациями. При этом, на величину коэффициента активности потенциал-определяющих ионов оказывает влияние концентрация всех компонентов. Выражение для равновесного потенйиала катодной реакции при 30 град. Будет:
<img width=«377» height=«53» src=«ref-1_855511347-926.coolpic» v:shapes="_x0000_i1140">
Активность воды определим по закону Рауля:
<img width=«361» height=«45» src=«ref-1_855512273-981.coolpic» v:shapes="_x0000_i1141">

<img width=«377» height=«53» src=«ref-1_855511347-926.coolpic» v:shapes="_x0000_i1142">

<img width=«570» height=«47» src=«ref-1_855514180-1195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1143">
Запишем вырожение для <img width=«51» height=«27» src=«ref-1_855515375-175.coolpic» v:shapes="_x0000_i1144">:




<img width=«515» height=«50» src=«ref-1_855515550-1197.coolpic» v:shapes="_x0000_i1145">

<img width=«186» height=«26» src=«ref-1_855503645-313.coolpic» v:shapes="_x0000_i1146">

<img width=«424» height=«24» src=«ref-1_855517060-659.coolpic» v:shapes="_x0000_i1147">

<img width=«68» height=«41» src=«ref-1_855507532-248.coolpic» v:shapes="_x0000_i1148"><img width=«141» height=«41» src=«ref-1_855517967-370.coolpic» v:shapes="_x0000_i1149">

<img width=«475» height=«41» src=«ref-1_855518337-1002.coolpic» v:shapes="_x0000_i1150">
Разность потенциалов:
<img width=«305» height=«27» src=«ref-1_855519339-520.coolpic» v:shapes="_x0000_i1151">
6.2 РАСЧЁТ ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ БАЛАНСА НАПРЯЖЕНИЯ
Расчёт катодной поляризации:

Расчёт поляризаций произведём согласно уравнению Тафеля:
<img width=«83» height=«21» src=«ref-1_855519859-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1152">
Для щелочного электролита обезжиривания при t=20ºC константы соответственно ровны:
<img width=«121» height=«25» src=«ref-1_855520046-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1153">;

<img width=«113» height=«25» src=«ref-1_855520263-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1154">
Если температура процесса отличается от 298К, то вводят температурную поправку.


<img width=«88» height=«41» src=«ref-1_855520481-258.coolpic» v:shapes="_x0000_i1155">

<img width=«195» height=«45» src=«ref-1_855520739-505.coolpic» v:shapes="_x0000_i1156">
где А~8.104 Дж/моль — энергия активации[12];

α – коэффициент переноса электрона, примем равным 0,5.

Пересчёт этих величин на температуру процесса Т=308ºК:

На катоде:
<img width=«187» height=«41» src=«ref-1_855521244-408.coolpic» v:shapes="_x0000_i1157">

<img width=«308» height=«47» src=«ref-1_855521652-764.coolpic» v:shapes="_x0000_i1158">

Тогда <img width=«233» height=«24» src=«ref-1_855522416-389.coolpic» v:shapes="_x0000_i1159">
Аналогично рассчитываем перенапряжение переноса выделения кислорода на аноде:
<img width=«108» height=«25» src=«ref-1_855522805-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1160">;

<img width=«113» height=«25» src=«ref-1_855523014-231.coolpic» v:shapes="_x0000_i1161">

<img width=«293» height=«47» src=«ref-1_855523245-747.coolpic» v:shapes="_x0000_i1162">

<img width=«179» height=«41» src=«ref-1_855523992-414.coolpic» v:shapes="_x0000_i1163">    продолжение
--PAGE_BREAK--

Тогда <img width=«216» height=«24» src=«ref-1_855524406-371.coolpic» v:shapes="_x0000_i1164">
6.3 РАСЧЁТ ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРОЛИТЕ
Расчёт падения напряжения в электролите производится по формуле:




<img width=«254» height=«49» src=«ref-1_855524777-487.coolpic» v:shapes="_x0000_i1165">
где I– ток ванны, А;

ρ и æ – удельное сопротивление и удельная электропроводность,

Ом-1 · см-1 и Ом · см, соответственно;

l– расстояние между электродами, см;

S– среднее сечение электролита, см² ;

iср– средняя плотность тока в электролите, А/см²,
æ – (NaOH)=0.211 1/Ом*См|
За минимальное расстояние принимаем среднее между минимальным и максимальеным расстоянием от анода до детали, т. е.
<img width=«261» height=«41» src=«ref-1_855525264-510.coolpic» v:shapes="_x0000_i1166">
Так как для электрохимического обезжиривания іа =ік =5,3 А/дм(кВ.), то і(ср.)=5,3А/дм(кВ.)
<img width=«212» height=«44» src=«ref-1_855525774-462.coolpic» v:shapes="_x0000_i1167">
6.4 РАСЧЕТ ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРОДАХ
Падение напряжения в анодах складывается из падения напряжения в непогруженой в электролит части и погруженной части:
<img width=«144» height=«24» src=«ref-1_855526236-277.coolpic» v:shapes="_x0000_i1168">

<img width=«119» height=«45» src=«ref-1_855526513-306.coolpic» v:shapes="_x0000_i1169"> <img width=«109» height=«45» src=«ref-1_855526819-304.coolpic» v:shapes="_x0000_i1170">
I– ток ванны, А

ρ – удельное сопротивление материала анода при t=35 ºCОм*м;

ln– длина погруженной части анода, (750мм.)

lнп – длина непогруженной части анода, (50мм.)

Sa– поперечное сечение всех анодов, м.
<img width=«240» height=«24» src=«ref-1_855527123-383.coolpic» v:shapes="_x0000_i1171">
Удельное сопротивление анода:
<img width=«153» height=«25» src=«ref-1_855527506-295.coolpic» v:shapes="_x0000_i1172">
Сечение анодов:
<img width=«248» height=«25» src=«ref-1_855527801-421.coolpic» v:shapes="_x0000_i1173">
где δа – толщина анода, паринята по ГОСТ 1180-70, (0,01м.)

bа – ширина анода (0,25м.);

na– кол-во анодов в ванне (8шт.)

Тогда
<img width=«275» height=«41» src=«ref-1_855528222-549.coolpic» v:shapes="_x0000_i1174">

<img width=«263» height=«41» src=«ref-1_855528771-557.coolpic» v:shapes="_x0000_i1175">

<img width=«241» height=«24» src=«ref-1_855529328-410.coolpic» v:shapes="_x0000_i1176">




6.5 РАСЧЕТ ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА КАТОДНЫХ ШТАНГАХ
<img width=«161» height=«49» src=«ref-1_855529738-377.coolpic» v:shapes="_x0000_i1177">
где ρ – удельное сопротивление металла штанги, <img width=«135» height=«24» src=«ref-1_855530115-264.coolpic» v:shapes="_x0000_i1178">

lшт – длина штанги – 1700мм. Кол-во штанг 2шт.

Sшт – поперечное сечение штанги
<img width=«149» height=«25» src=«ref-1_855530379-291.coolpic» v:shapes="_x0000_i1179">
Материал штанги – медь

Падение напряжения в анодной штанге составит:
<img width=«223» height=«41» src=«ref-1_855530670-487.coolpic» v:shapes="_x0000_i1180">
Падение напряжения в катодной штанге составит:
<img width=«220» height=«41» src=«ref-1_855531157-470.coolpic» v:shapes="_x0000_i1181">
Оющее падение напряжения составит:
<img width=«204» height=«24» src=«ref-1_855531627-353.coolpic» v:shapes="_x0000_i1182">
6.6 РАСЧЕТ ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ПОДВЕСКЕ
Так как большая часть подвески заизолирована, то падение напряжения будет величиной незначительной, ее можно принять Е=0,001В.


6.7 РАСЧЕТ ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В КОНТАКТАХ
Определяют как сумму падений напряжения во все последовательно расположенных контактах на пути прохождения тока ванны от одной клеммы источника к другой. суммарное Еконт.=0,2В.

Общее напряжение на ванне химического обезжиривания составляет:
<img width=«437» height=«19» src=«ref-1_855531980-576.coolpic» v:shapes="_x0000_i1183">
Баланс напряжения ванны электрохимического обезжиривания:

№

Составные баланса

Величина составляющей, В

Величина составляющей, %



Разница равновесных потенциалов, Ер

0,843

10,57



Поляризация анода,

0,96

12,04



Поляризация катода,

0,644

8,076



Падение напряжения в Эл-те,

5,3

66,46



Падение напряжения в штангах,

0,001

0,012



Падение напряжения в Эл-дах,

0,025

0,313



Падение напряжения в подвеске,

0,001

0,012



Падение напряжения в контактах,

0,2

2,5



Напряжение

7,974

100




7. Тепловой расчет ванн хромирования
Техническая характеристика ванны.

№

Наименование характеристики

Еденица измерения.

Величина

1

2

3

4

5
6

7

8
9

10

11

12

Токовая нагрузка

Напряжение

Время выдержки

Темп выхода подвесок

Состав электролита:

CrO3

H2SO4

Рабочая температура

Рабочий объем

Размер ванны:

длина

ширина

высота

Толщина стальной стенки

Масса подвески с деталями

Поверхность покрытия

Количество одноименных ванн

А

В

мин.

мин.
г/л

г/л

ºС

л
мм.

мм.

мм.

мм.

кг.

м(кв.)

484

7,974

51,41

6,76
150-200

2,25-2,5

50

1400
1600

800

1250

5

20

0,746

8



Определим условие теплового равновесия хромовой ванны и удельного расхода энергоносителя на 1 м(кв.)поверхности.

Составим уравнение теплового баланса за 1 час.
<img width=«220» height=«27» src=«ref-1_855532556-407.coolpic» v:shapes="_x0000_i1184">

Где <img width=«229» height=«27» src=«ref-1_855532963-406.coolpic» v:shapes="_x0000_i1185">
qкомп– теплота, необходимая для компенсации избытка или недостатка тепла, кДж/час;

qгр– теплота, выделенная в ванне в процессе электролиза, кДж/час.;

qnдетqудет– теплотавносимая м выносимая деталями из ванны при рабочей температуре, кДж/час.

qпр– теплота уносимая продуктами реакции, кДж/час.;

qпот– потери теплоты в окружающую среду, кДж/час.

Электрохимические процессы, протекающие в ванне:
1. <img width=«264» height=«41» src=«ref-1_855533369-529.coolpic» v:shapes="_x0000_i1186"> Вт=13%

2. <img width=«149» height=«41» src=«ref-1_855533898-343.coolpic» v:shapes="_x0000_i1187"> Вт=77%

3. <img width=«277» height=«41» src=«ref-1_855534241-545.coolpic» v:shapes="_x0000_i1188"> Вт=10%
Термодинамические данные участников реакции:



<img width=«48» height=«25» src=«ref-1_855534786-154.coolpic» v:shapes="_x0000_i1189"> кДж/моль

<img width=«35» height=«24» src=«ref-1_855534940-128.coolpic» v:shapes="_x0000_i1190"> кДж/моль

<img width=«33» height=«21» src=«ref-1_855535068-119.coolpic» v:shapes="_x0000_i1191">,кДж/моль

ΔНр298

-1491,9

-286,02

-236,1



Энтальпия реакции:
<img width=«407» height=«27» src=«ref-1_855535187-656.coolpic» v:shapes="_x0000_i1192">

<img width=«289» height=«41» src=«ref-1_855535843-563.coolpic» v:shapes="_x0000_i1193">

<img width=«465» height=«24» src=«ref-1_855536406-677.coolpic» v:shapes="_x0000_i1194">
7.1            ТЕПЛОТА ВЫДЕЛЯЕТСЯ В ВАННЕ ЗА 1 ЧАС
<img width=«383» height=«45» src=«ref-1_855537083-821.coolpic» v:shapes="_x0000_i1195">
где I– 484А токовая нагрузка на ванну;

Eb— 7,974В – напряжение на ванне;

Ku– коэффициент использования ванны;

ΔHr– энтальпия реакции, кДж.;

n– число электронов;

F– число Фарадея

Для автооператорных автоматов коэффициент использования ванны рассчитывается по формуле:
<img width=«68» height=«41» src=«ref-1_855537904-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1196">
Где n– Число одноименных ванн (9);

T– Темп выхода 6,76мин.;

τ1 – время хромирования. 51,41мин.
<img width=«128» height=«41» src=«ref-1_855538106-339.coolpic» v:shapes="_x0000_i1197">

<img width=«500» height=«88» src=«ref-1_855538445-1750.coolpic» v:shapes="_x0000_i1198">
7.2 ТЕПЛОТА РАСХОДУЕМАЯ НА НАГРЕВ ДЕТАЛЕЙ
<img width=«248» height=«27» src=«ref-1_855540195-424.coolpic» v:shapes="_x0000_i1199">
Где С- теплоемкость стали – 0,46кДж/кг*град

G– масса подвески с деталями – 20кг.

Nзагр – число загрузок в час:
<img width=«167» height=«41» src=«ref-1_855540619-397.coolpic» v:shapes="_x0000_i1200">

Где n– число ванн – 8;

T– 6,76 темп выхода
<img width=«257» height=«24» src=«ref-1_855541016-422.coolpic» v:shapes="_x0000_i1201">


7.3.          ТЕПЛОТА УНОСИМАЯ ПРОДУКТАМИ
а) Хромом
<img width=«296» height=«27» src=«ref-1_855541438-474.coolpic» v:shapes="_x0000_i1202">

<img width=«240» height=«41» src=«ref-1_855541912-540.coolpic» v:shapes="_x0000_i1203">
I=484 (токовая нагрузка на ванне)

Ссr– Удельная теплоемкость хрома
<img width=«543» height=«45» src=«ref-1_855542452-1041.coolpic» v:shapes="_x0000_i1204">

<img width=«392» height=«41» src=«ref-1_855543493-734.coolpic» v:shapes="_x0000_i1205">
б) Водородом
<img width=«313» height=«27» src=«ref-1_855544227-557.coolpic» v:shapes="_x0000_i1206">
Определим удельную теплоемкость водорода:
<img width=«545» height=«48» src=«ref-1_855544784-1106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1207">

<img width=«236» height=«48» src=«ref-1_855545890-572.coolpic» v:shapes="_x0000_i1208">

<img width=«407» height=«41» src=«ref-1_855546462-803.coolpic» v:shapes="_x0000_i1209">
в) кислородом




<img width=«305» height=«27» src=«ref-1_855547265-548.coolpic» v:shapes="_x0000_i1210">
Определим удельную теплоемкость кислорода:
<img width=«560» height=«48» src=«ref-1_855547813-1125.coolpic» v:shapes="_x0000_i1211">

<img width=«241» height=«48» src=«ref-1_855548938-611.coolpic» v:shapes="_x0000_i1212">

<img width=«415» height=«41» src=«ref-1_855549549-813.coolpic» v:shapes="_x0000_i1213">
Теплота, уносимая всеми продуктами (твердыми и газообразными):
<img width=«395» height=«27» src=«ref-1_855550362-666.coolpic» v:shapes="_x0000_i1214">
7.4.          ОПРЕДЕЛИМ ТЕПЛОВОЙ ПОТОК, УНОСИМЫЙ ПАРАМИ ВОДЫ
<img width=«196» height=«29» src=«ref-1_855551028-446.coolpic» v:shapes="_x0000_i1215">
Где Спара – удельная теплота парообразования при рабочей температуре электролита tp=50ºC, Спара=2380кДж/кг

СH2O– средняя удельная теплоемкость воды 1,28кДж/кг.к

tp=50 ºC– рабочая температура;

tв – температура окружающей среды(20град.)

qисп – масса испарившейся воды в еденицу времени с поверхности зеркала электролита. Рассчитаем ее по уравнению Дальтона:
<img width=«185» height=«44» src=«ref-1_855551474-431.coolpic» v:shapes="_x0000_i1216">


Где Св – коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха(0,71)

Sзерк. – площадь зеркала электролита; здесь 1,6м. – длина ванны; 0,8 – ее ширина
<img width=«148» height=«25» src=«ref-1_855551905-282.coolpic» v:shapes="_x0000_i1217">
Р – 101325Па – армосферное давление;

Р1 – давление насыщенного водяного пара про t-50
Р1=0,1258кгс/см(кв.)*9,81*10^4=12340Па
Р2 – парциальное давление водяного пара при температуре воздуха: Р2=φР’2

где P’2 – давление насыщенного водяного пара при температере воздуха:
P’2=0.0238 кгс/см(кв.)=0,0238*9,81*10^4=2335Па
φ – относительная влажность воздуха (0,8)
Р2=0,8*2335=1868Па
Тогда
<img width=«309» height=«41» src=«ref-1_855552187-665.coolpic» v:shapes="_x0000_i1218">
Тепловой поток, уносимый парами воды:
<img width=«353» height=«27» src=«ref-1_855552852-610.coolpic» v:shapes="_x0000_i1219">


7.5 УДЕЛЬНЫЕ ПОТЕРИ ЭЛЕКТРОЛИТА ЗЕРКАЛОМ ЭЛЕКТРОЛИТА ИЗЛУЧЕНИЕМ И КОНВЕКЦИЕЙ
<img width=«117» height=«27» src=«ref-1_855553462-255.coolpic» v:shapes="_x0000_i1220"> [2]

<img width=«453» height=«25» src=«ref-1_855553717-706.coolpic» v:shapes="_x0000_i1221">

<img width=«200» height=«25» src=«ref-1_855554423-363.coolpic» v:shapes="_x0000_i1222">
7.5.          ПОТЕРИ ТЕПЛОТЫ СТЕНКИ ВАННЫ
Потери теплоты стенки ванны путем излучения и конвекции находим, решая систему двух уравнений, приняв температуру внутренней стенки ванны:
<img width=«153» height=«25» src=«ref-1_855554786-263.coolpic» v:shapes="_x0000_i1223"> [2]
Для определения температуры наружной стенки ст2, решим 2 уравнения: зависимость теплового потока через стенку при tст1=49град от tст2
<img width=«148» height=«69» src=«ref-1_855555049-581.coolpic» v:shapes="_x0000_i1224"> [2]

<img width=«253» height=«29» src=«ref-1_855555630-485.coolpic» v:shapes="_x0000_i1225">
Где δст и λст – толщина и удельная теплоемкость стали, соответственно, δфут и λфут – толщина и удельная теплоемкость футеровки,

δокал и λокал – толщина и удельная теплоемкость окалины на поверхности стенки
δст = 0,005м λст = 46,5Вт/м К

δфут = 0,0005м λфут = 1,16Вт/м К

δокал = 0,004м λокал – 0,16Вт/м К

<img width=«315» height=«65» src=«ref-1_855556115-900.coolpic» v:shapes="_x0000_i1226">
При q1=q2 получим:
<img width=«347» height=«29» src=«ref-1_855557015-609.coolpic» v:shapes="_x0000_i1227">

<img width=«248» height=«25» src=«ref-1_855557624-433.coolpic» v:shapes="_x0000_i1228">

<img width=«369» height=«47» src=«ref-1_855558057-754.coolpic» v:shapes="_x0000_i1229">ºС
Тогда потери тепла стенками:
<img width=«325» height=«27» src=«ref-1_855558811-547.coolpic» v:shapes="_x0000_i1230">
7.7 ТЕПЛОВОЙ ПОТОК ПОТЕРЬ ДНИЩЕМ ВАННЫ, ОБРАЩЕННЫМ К НИЗУ БУДЕТ
<img width=«268» height=«24» src=«ref-1_855559358-437.coolpic» v:shapes="_x0000_i1231">
7.8 ОБЩИЕ ПОТЕРИ ТЕПЛОТЫ ВАННОЙ ЗА 1 ЧАС
<img width=«325» height=«25» src=«ref-1_855559795-518.coolpic» v:shapes="_x0000_i1232">
Ванна имеет 2 не экранированные стенки:
Sнеэкр=2*1,25*0,8=2м(кв.)




И 2 экранированые:
Sэкр=2*1.6*1.25=4 м(кв.) Коэффициент экранирования Кэ=0,5

<img width=«628» height=«24» src=«ref-1_855560313-912.coolpic» v:shapes="_x0000_i1233">кДж/час
7.9 ТЕПЛОТА КОМПЕНСАЦИИ – ПО РАЗНОСТИ МЕЖДУ ПРИХОДОМ И РАСХОДОМ
<img width=«484» height=«24» src=«ref-1_855561225-729.coolpic» v:shapes="_x0000_i1234">
Ежечасно необходимо отводить 208085,84кДж тепла (избыточного), чтобы поддерживать температуру ванны на заданном уровне. Если же не отводить, то электролит нагреется на:
<img width=«209» height=«47» src=«ref-1_855561954-452.coolpic» v:shapes="_x0000_i1235">    продолжение
--PAGE_BREAK--