Гальваническое покрытие хромом (стр. 6 из 9)
Разность потенциалов:
6.2 РАСЧЁТ ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ БАЛАНСА НАПРЯЖЕНИЯ
Расчёт катодной поляризации:
Расчёт поляризаций произведём согласно уравнению Тафеля:
Для щелочного электролита обезжиривания при t=20ºC константы соответственно ровны:
; 
Если температура процесса отличается от 298К, то вводят температурную поправку.
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:
Тогда
Аналогично рассчитываем перенапряжение переноса выделения кислорода на аноде:
; 
Тогда
6.3 РАСЧЁТ ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРОЛИТЕ
Расчёт падения напряжения в электролите производится по формуле:
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.
Так как для электрохимического обезжиривания іа =ік =5,3 А/дм(кВ.), то і(ср.)=5,3А/дм(кВ.)
6.4 РАСЧЕТ ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРОДАХ
Падение напряжения в анодах складывается из падения напряжения в непогруженой в электролит части и погруженной части:
I – ток ванны, А
ρ – удельное сопротивление материала анода при t=35 ºC Ом*м;
ln – длина погруженной части анода, (750мм.)
lнп – длина непогруженной части анода, (50мм.)
Sa – поперечное сечение всех анодов, м.
Удельное сопротивление анода:
Сечение анодов:
где δа – толщина анода, паринята по ГОСТ 1180-70, (0,01м.)
bа – ширина анода (0,25м.);
na – кол-во анодов в ванне (8шт.)
Тогда
6.5 РАСЧЕТ ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА КАТОДНЫХ ШТАНГАХ
где ρ – удельное сопротивление металла штанги,
lшт – длина штанги – 1700мм. Кол-во штанг 2шт.
Sшт – поперечное сечение штанги
Материал штанги – медь
Падение напряжения в анодной штанге составит:
Падение напряжения в катодной штанге составит:
Оющее падение напряжения составит:
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:
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.
Где
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.
Вт=13%2.
Вт=77%3.
Вт=10%Термодинамические данные участников реакции:
 кДж/моль |  кДж/моль |  ,кДж/моль | |
| ΔНр298 | -1491,9 | -286,02 | -236,1 |
Энтальпия реакции:
7.1 ТЕПЛОТА ВЫДЕЛЯЕТСЯ В ВАННЕ ЗА 1 ЧАС
где I – 484А токовая нагрузка на ванну;
Eb - 7,974В – напряжение на ванне;