Дільниця функціонального покриття індієм (стр. 6 из 10)

Також необхідно враховувати те, що концентрація хімічних речовини записана в складах розчинів продажної якості і деякі з них використовуються не з 100-% вмістом основного компоненту. Наприклад, хлоридна і азотна кислоти, а солі містять кристалічну воду.

Слід пам’ятати, що критерій промивки для ванни уловлювання треба брати рівним 5 – 7. Державним стандартом 9.305-84 рекомендовано коефіцієнт 0,4, тобто критерій промивки повинен бути 2,5. Це означає, що концентрація хімікату в ванні уловлювання в 2,5 рази менше концентрації в основній ванні. Але досягти такого значення практично неможливо і тому в гальванічних виробництвах європейських країн користуються критерієм промивки у ванні уловлювання рівним 5 – 7. Якщо використовується комбінація окремих ванн гарячої й холодної промивок, рекомендується брати дляних однакові критерії промивки, що дорівнюють кореню квадратному з загального критерію промивки, а кінцева концентрація (після математичних перетворень) в першій ванні і початкова в другій ванні будуть дорівнювати кореню квадратному з добутку С_о і С_к, тобто

С₁ = С₂=

Для виконання розрахунків на ЕОМ треба попередньо скласти табл.3.3, де зазначити найменування ванн промивок, робочий об’єм води в них, початкову та кінцеву концентрації основного компонент, а також значення коефіцієнта, який враховує спосіб промивки деталей: 1,0 – при звичайній проточній промивці; 0,7 – в разі використання струминної промивки; 0,5 – при використанні комбінованої струминно-проточної промивки.

Необхідність в каскадній ванні буде визначено тільки в результаті проведення розрахунку. Тому розрахунок починається за умови, що на кожній промивній операції використовується одна проточна ванна.

Для проведення розрахунків необхідно також визначити:

годинну продуктивність лінії при обробці деталей на підвісках F або в барабанах F1, м²/год;

норми виносу електроліту підвіскою G або барабаном G1, дм³/м²;

кількість ванн промивок, занесених до таблиці;

ефективний річний фонд роботи устаткування.

Таблиця4.3 - Вихідні данні.

Промивання	Робочий об’єм води, дм³	Концентрація основного хімікату, г/дм³		Коефіцієнт промивки
Промивання	Робочий об’єм води, дм³	початкова С_о	кінцева Ск	Коефіцієнт промивки
Гаряча	340	64.4	2,54	1
Холодна	340	2,54	0,1	1
Холодна	340	200	0,05	1
Уловлювання	340	12.97	0.26	1
Холодна	340	0.26	0,005	1
Холодна	340	0.05	2,24^.10^-3	1
Тепла	340	2.24^.10^-3	0,001	1

Дані з табл.4.3 вводять у програму оператором DATA з номером рядка, зазначеного в програмі. Інші дані задають за запитом оператора INPUT при виконанні програми.

При розрахунку витрат води використовують формулу для простої проточної ванни, дм³

де К – критерій промивки, що дорівнює С_о/С_к.

Одержану величину порівнюють з об’ємом ванни і, якщо вона більша, приймають рішення поставити двоступеневу каскадну ванну. Витрати води в цьому випадку перераховують за формулою:

Якщо і в цьому випадку витрати води будуть більше за об’єм ванни, тоді розрахунок проводимо за формулою для триступеневої промивки:

Одержану величину помножують на коефіцієнт 1,5, яким враховується можливе падіння тиску води у водопровідній мережі. 3 урахуванням витрат води на приготування розчинів, випаровування, корегування, промивку устаткування загальні витрати води на промивні операції слід збільшити ще в 1,15 рази.

Якщо погодинні витрати промивної води на певній операції промивки менші 50 дм³/год при відсутності автоматизованого управління подачею води, тоді ці витрати приймають рівними 50 дм³/год.

Після обчислень витрат води по кожній промивці розраховуємо витрати води гальванічною лінією за 1 год, дм³

Р1 =

На виконання річної програми:

Р = Р1 ^. Т_гл^. 1.5 ^. 1.15 / 1000,

де Т_гл – дійсний річний фонд робочого часу.

Всі розрахунки виконані на ЕОМ і додаються нижче.

4.4 Розрахунки витрат електроенергії на електрохімічні процеси та вибір джерел струму

Сила струму на ваннах електрохімічної обробки залежить від поверхні деталей на підвісці S1, неізольованої частини поверхні самої підвіски і від густини струму і визначається за рівнянням

I = K₁^. S1^.JK,

де K₁ - коефіцієнт, який враховує неізольовану поверхню підвіски або поверхню контактів при обробці деталей в барабані (K₁ = 1,02 –1,06).

Густина струму на анодах залежить від робочої поверхні анодів S2 і складає:

JA = I/S2 = K₁^. S1^.JK/S2.

Напруга на ваннах електрохімічної обробки деталей складається з падіння напруги при проходженні струму через електроліт Е1, різниці потенціалів анода і катода Е2, падіння напруги в контактах Е3, шинопроводі Е4.

Для проведення розрахунків дані необхідно взяти з попередніх розрахунків і довідкових матеріалів:

густину струму на катоді JK, А/дм²;

поверхню деталей у ванні S1, дм²;

поверхню анодів у ванні S2, дм²;

питомий електроопір електроліту RO, Ом^.см;

міжелектродну відстань (між підвіскою і анодом) L, см;

коефіцієнт газонаповнення A;

потенціал анода ЕА і катода ЕК, В;

коефіцієнт, який враховує робочу (неізольовану) поверхню підвіски.

Зазначені дані вводять в програму в процесі рішення за запитом оператора INPUТ.

Падіння напруги в електроліті розраховують за формулою:

E1= (1+А)^,J_ср^,RO ^.L,

де J_ср– середня густина струму, яка дорівнює

J_{cp =}

Падіння напруги на електродах як різницю потенціалів анода і катода дорівнює:

Падіння напруги в контактах складає:

Падіння напруги в шинопроводі складає:

Повна напруга на ванні при обробці деталей на підвісках складає:

Витрати електроенергії електролізними ваннами залежать від кількості завантажень N за рік, поверхні деталей на одній підвісці S1, густини струму JK, напруги на ванні Е, часу обробки деталей Т (год), коефіцієнту корисної дії джерела струму, який для більшості джерел складає 0,82.

Розрахунок ведуть за формулою:

, кВт ^.год

окремо для кожної електрохімічної операції.

До інших споживачів електричної енергії відносяться:

сушильна камера з електронагрівачем і вентилятором, електродвигун загальної витяжної вентиляції.

Витрати електроенергії сушильною камерою:

QC = N^. (N_нс + N_вс/ ККД) ^. Т_с.

Витрати електроенергії двигуном загальної вентиляції:

QB = N_зв^. Т / ККД,,

де Т - ефективний фонд роботи устаткування,

Витрати електроенергії всіма споживачами складаємо і визначаємо її витрати на 1 м² поверхні деталей.

Q_л = Σ Q_і= Q_в + QС + QВ кВт^.год;

Q_н = Q_л,/ F_ркВт^.год/м².

Ванни електрохімічної обробки повинні бути оснащені індивідуальними джерелами постійного струму. Для їх вибору необхідно користуватись значенням розрахованої напруги і максимальною величиною струму І_max на ванні, для чого враховують можливі відхилення поверхні оброблюваних деталей в більший бік коефіцієнтом К₂, який беруть рівним 1,15 – 1,2. Тому І_max = К₂^.І

Всі розрахунки виконані на ЕОМ і додаються нижче.

Після вибору джерел постійного струму одержані результати зведені в таблицю 4.4.

Таблиця 4.4 – Джерела постійного струму гальванічної дільниці

Ванни(операція)	Напруга на ванні, В	Сила струму , А	Тип випрямляча	Номінальна напруга	Номінальний струм	Кількість випрямл.
Електрохімічне знежирення	4.327703	100.98	ТЕ1 - 400/12Т	12	400	1
Індіювання	1.286322	28.611	ТЕ1 – 400/12Т	12	400	1

4.5 Розрахунок пристроїв для нагрівання електролітів і витрат енергоносіїв

Значна кількість ванн гальванічного цеху працює при високих температурах. Для нагріву електроліту до робочої температури найчастіше використовують водяну пару, нагрівальним пристроєм служить металевий змійовик.

Для визначення розмірів змійовика і необхідної кількості пари треба врахувати статті витрат та приходу тепла, необхідно скласти рівняння теплового балансу для розігріву ванни та її робочого стану.

Перед проведенням розрахунків слід визначити на підставі попередніх розрахунків і довідкових матеріалів:

які ванни необхідно нагрівати і їх кількість на даній операції;

чи має ванна футеровку, теплоізоляцію;