Тепловой баланс гальванической ванны

Алгоритм проведения расчетов материального баланса

Гальванической ванны

Материальный баланс гальванической ванны проводится для всех компонентов, входящих в состав технологического раствора.

Алгоритм расчета:

1) Рабочий объем электролита найдем по формуле (34):

(34)

где – ранее принятые внутренние размеры ванны, мм;

150 – расстояние от борта ванны до уровня технологического раствора (зеркала электролита).

2) Массы всех веществ, входящих в состав электролита, определяются по формуле (35):

(35)

где – максимальная концентрация вещества (компонента) в ванне, г/л;

– рабочий объем электролита, л.

3) Масса всего электролита рассчитывается по формуле (36):

(36)

где – рабочий объем электролита;

плотность электролита. Плотность электролита для водных растворов электролитов чаще всего принимается равной плотности по компоненту, концентрация которого является наибольшей (данные берутся из химических справочников).

4) Масса воды в электролите определяется как разность общей массы электролита (определенной по формуле (36)) и суммы масс всех остальных веществ (компонентов), определенных по формуле (35):

(37)

5) Унос электролита поверхностью детали и подвески рассчитывается по формуле (38):

(38)

где Н – норматив технически неизбежных потерь (выбирается по данным табл. 6.6 книги

Виноградова С.С. Организация гальванического производства), л/м²;

Р_{смена 1}– производительность деталей в смену (определено ранее по формуле (6));

К_п – поправочный коэффициент (равен 0,8 при покрытии деталей на подвесках, равен

при обработке деталей в барабанах);

С_в-ва– средняя концентрация вещества (компонента) в ванне, г/л.

ВАЖНО!!! Норматив технически неизбежных потерь для хромового ангидрида, цианистого натрия, висмута сернокислого (при покрытии сплавом олово-висмут) рассчитывается индивидуально по отдельным формулам с учетом коэффициентов потерь. Для расчетов необходимо использовать книгу Виноградова С.С. Организация гальванического производства (формулы 6.18-6.21 и соответствующие ссылки на табличные значения коэффициентов потерь).

6) Унос компонентов электролита вентиляцией и газообразными продуктами электролиза рассчитывается по формуле (39):

(39)

где P_вент составляет 1% от суточной производительности, и определяется как Р_смена1*0,01;
– средняя концентрация вещества (компонента), г/л.

7) Время корректировки электролита по каждому компоненту определяется по формуле (40):

(40)

Минимальное количество каждого компонента в электролите рассчитывается аналогично по формуле (35) путем подстановки минимальной концентрации каждого компонента:

Результаты материального баланса сводятся в таблицу 1.

Таблица 1 – Материальный баланс электролизной ванны по веществам

Компонент	Масса в-ва, г	Унос, г/ c мена	Время корректировки, сут






Сумма

8) Расчет расхода анодного материала на выполнение программы в случае растворимых анодов подсчитывается по формуле:

m _а = Р_год × δ · γ · k ₁ · k ₂ , (41)

где Р_год – годовая программа покрытия, м²;

δ – средняя толщина покрытия, м;

γ - плотность металла анода, кг/м³;

k₁ - коэффициент, учитывающий сложность геометрической формы деталей; k₁= 1 ÷ 1,3;

k₂ - коэффициент, учитывающий непроизводительные потери анодов (потери на покрытие неизолированной части подвесок, потери на шламообразование и на переплавку анодов), принимается равным 1,15.

Расход нерастворимых анодов на программу выражают в процентах от первоначального расхода анодов, рассчитанного по формуле (41) с коэффициентом 0,3.

Годовой расход свинцовых анодов составляет:

· при хромировании составляет 40 ¸ 50 % от первоначального количества;

· при электрополировании, анодировании, электроактивации - 15¸20 %.

Тепловой баланс гальванической ванны

Тепло, выделяющееся в ходе электролиза, рассчитывается по формуле (42):

(42)

где – время электролиза, ч (определено ранее);

– сила тока, подаваемого на ванну, рассчитанная по формуле (22);

– напряжение на гальванической ванне, рассчитанное по формуле (23) для

подвесочной линии или (25) для барабанной линии;

– падение напряжения в контактах (принимается равным 7-10 % от суммарного напряжения на гальванической ванне).

Кроме того для нахождения тепла можно использовать и формулу (43):

(43)

где – масса электролита, кг, определенная по формуле (36) ;

– удельная теплопроводность электролита, которая определяется по формуле (44):

(44)

где и – удельные теплоемкости воды и основного вещества (компонента) раствора, численные значения которых берутся при 298 К из справочника в кДж/кг*К;

и – массовые доли воды и основного вещества (компонента, выраженные в кг) в электролите соответственно:

– это разница между температурой электролита и воздуха в гальваническом цеху. Если эта разница небольшая (до 3-5 градусов), то можно сделать вывод о том, что нагревание или охлаждение электролита не требуется.

Для проверки теплового баланса выразим разницу температур из формулы (43):

и проверим неравенство ≤ 5 градусов. При удовлетворении неравенства мероприятий по охлаждению гальванической ванны не требуется. При невыполнении неравенства требуется охлаждение ванны змеевиком охлаждения (чаще всего, требуется при хромировании и анодировании).

Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 1136; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!