Автоматические системы управления химико-технологическими процессами (стр. 11 из 24)

Линия хромирования:

Ванна хромирования:

3.6 Определение параметров змеевика для подогрева электролита

Поверхность нагрева змеевика:

, [11, с. 71]

где k – коэффициент теплопередачи; принимаем 1500

t_ср – средняя температура пара, ˚С;

, [11, с. 71]

τ – время разогрева, с;

t₁ и t₂ – начальная температура пара и электролита, ˚С;

t₃ – температура конденсата, ˚С;

t₄ – конечная температура электролита, ˚С;

= 79,4 ˚С

Линия цинкования:

(м²)

Линия хромирования:

(м²)

Принимаем диаметр змеевика d = 0,025 м.

Длина трубы змеевика:

Линия цинкования:

(м)

Линия хромирования:

(м)

3.7 Расчет расхода пара

Расход пара на период разогрева и на поддержание рабочей температуры:

[11, с. 71]

где

- теплосодержание входящего пара:

λ – теплосодержание насыщенного пара, кДж/кг

- теплосодержание уходящего конденсата:

t₁ – температура уходящего конденсата, ˚С

с_р – удельная массовая теплоемкость воды, кДж/(кг · град)

Линия цинкования:

(кг)

(кг)

Линия хромирования:

(кг)

(кг)

Таблица 8

Результаты тепловых расчетов

Операция	Тепло		Пар		Джоулево тепло, кДж/ч	Длина змеевика м	Объём ванн, л	Темпе-ратура ºС
	Qраз кДж/ч	Qраб кДж/ч	Qраз кг/ч	Qраб кг/ч
Цинкование
Электро-химическое обезжиривание	103786,7	74463,4	48,9	35,1	10051,2	6,3	614	75
Промывка в теплой воде	87352,6	47684,2	41,1	22,5	–––	5,3	484	50
Итого:	214601,8	122147,6	101,1	57,6
Хромирование
Электро-химическое обезжиривание	96292,2	25551,2	45,4	12,1	2226	5,8	573	75
Хромирование	103415,3	–––	48,7	–––	124582,9	6,2	573	50
Промывка в теплой воде	82118,6	44827,1	38,7	21,1	–––	5,0	455	50
Итого:	281826,1	70378,3	132,8	33,2

3.8 Определение количества охлаждающей воды в рубашке

Масса воды для охлаждения электролита на одну ванну:

, [11, с. 72]

где Q_раб –количество тепла, отводимого от электролита ванны, Дж;

С_р – удельная массовая теплоемкость воды, Дж/кг·град;

t₁ – температура воды, входящей в рубашку, ºС;

t₂ – температура воды, выходящей из рубашки, ºС;

(л)

4 МАТЕРИАЛЬНЫЕ РАСЧЕТЫ

4.1 Расчёт расхода анодов и материалов на первоначальный пуск

[10, с. 603]

где М_р – расход растворимых анодов, кг;

М_н – расход нерастворимых анодов, кг;

l – суммарная ширина анодов, которая не должна быть меньше 60%

длинны анодных штанг в ванне, м;

b – длинна анода, м;

f – толщина анода, м;

N – количество ванн;

n' – количество анодных штанг;

d – плотность металла анода, кг/м³.

Обезжиривание для цинкования:

(кг)

Цинкование:

(кг)

Обезжиривание для хромировании:

(кг)

Хромирование:

(кг)

Количество химикатов для приготовления электролитов рассчитывается по формуле:

, [9, с. 111]

где М_х – расход каждого компонента, кг;

с – содержание каждого компонента, г/л;

v – рабочий объём ванны, л;

N – количество ванн;

n – количество смен раствора электролита в год.

Пример расчёта для ванн цинкования:

(кг);

(кг)

(кг);

(кг)

(кг)

4.2 Расчёт расхода материалов на выполнение заданной программы

Определяем расход растворимых анодов:

, [9, с. 103]

где М_а – расход растворимых анодов, кг;

S – покрываемая поверхность с учётом брака, м²;

D – толщина покрытия, м;

γ – удельный вес анодного материала, кг/м³;

ΔМ_n – неизбежные потери анодного материала, кг;

ΔМ_о – технологические отходы, кг.

Технологически неизбежные потери и отходы в сумме составляют 6% от полезного расхода металла [9, с. 103] из этого следует:

Цинкование:

(кг)

Расход нерастворимых анодов для хромирования рассчитываем в соответствии с нормативом расхода анодов [17, с. 243] при покрытии на толщину слоя 1мкм в г на м². Для твёрдого хромирования норматив составляет 2,2 г на 1мкм.

(кг)

Расход нерастворимых анодов определяется их химическим и механическим разрушением в процессе работы, вследствие чего их приходится заменять. Аноды при хромировании и электрохимическом обезжиривании меняем 2 раза в год.