Па
Розрахуємо товщину стінки:
=0,0085 м,
Для компенсації можливого прогину збільшуємо товщину поліпропіленового листа до 12 мм і передбачаємо додаткову обв'язку ребрами жорсткості.
3.2.2 Тепловий розрахунок
Тепловий розрахунок ванни електрохімічного знежирення.
Кількість теплоти, необхідної на розігрів.
Кількість теплоти, необхідної для розігріву розчину до робочої температури, визначаємо за формулою:
раз р-ра=С? m ел-та? (t кін -t поч), (3.33)
де С - питома теплоємність електроліту, кДж/(кг? К); ел-та - маса електроліту, кг; нач, t кін - початкова та кінцева температури корпусу (відповідно 18 С 0 і 35 С 0).
Питома теплоємність електроліту знаходиться за наступною формулою:
Або ж беруться експериментальні дані (так, для електроліту знежирення питома теплоємність приймається рівною 4,187) .раз р-ра=4,187? 1100? (35-18)=34165,92 кДж.
Кількість теплоти, необхідної для розігріву корпусу ванни, визначається за формулою:
раз КОРП=С? mкорп? (tкон-tнач), (3.34)
де С - питома теплоємність поліпропілену, 1,93 кДж/(кг? К); , корп.- Маса корпусу ванни, кг; нач, tкон - початкова та кінцева температури електроліту (відповідно 18 С0 і 35 С0).
Матеріал ванни - поліпропілен, товщина - 12 мм, щільність поліпропілену - 910 кг/м3.
корп=F ?? ·? + Fдн ?? дн ·? дн (3.35)
де? -товщина стінки (ізоляції), мм
? - щільність матеріалу стінки (ізоляції), ст- поверхню стінок і дна ванни,
mкорп.=4,04 · 0,012? 910=44,12 кг.раз КОРП=1,93? 44,12? (35-18)=1447,58 кДж.
Кількість теплоти, необхідне для покриття втрат тепла відкритим дзеркалом ванни, складається з втрат на випаровування води і втрат за рахунок конвекції і випромінювання:
раз Зерка=QН2Оісп + (3.36)
Знайдемо втрати тепла за рахунок конвекції і випромінювання за формулою:
, (3.37)
де загальний коефіцієнт тепловіддачі, (10Вт/м2? С);
S-площа дзеркала розчину, м2;
різниці температури розчину і навколишнього середовища.
Вт (489,6 кДж)
Знайдемо втрати тепла за рахунок випаровування води:
Н2Оісп=mіспвода · R (3.38)
де mіспвода - маса води, що випарувалася (при середній температурі 27,5 0С, 0,734 кг)
R - питома теплота парообразованія.Н2Оісп=0,734 · 2431,25=1784,54 кДж
Кількість теплоти, необхідної для покриття втрат через стінки ванни, визначається за формулою:
раз СТІН=F1? g1, (3.39)
де F1 - поверхню стінок і дна ванни, м2; 1 - втрати теплоти з 1 м2 поверхні стінки і дна ванни, 690,5 кДж/(м2? ч) .раз СТІН=4,04? 690,5? 0 , 5=1394,81 кДж.
Визначимо загальна кількість теплоти, необхідне на розігрів: раз=34165,92 + 1447,58 + 489,6 + 1784,54 + 1394,81=39282,45 кДж
Визначимо потужність нагрівачів для розігріву ванни за формулою:
=Q раз/t · h (3.40)
де Q разів - кількість теплоти, необхідної для розігріву ванни, кДж;
t - час нагрівання, с;
h - ККД (не вище 0,95).
N=39282,45/1800 · 0,95=22,97 кВт
Кількість теплоти, витраченої в робочий період.
Статті приходу.
Кількість теплоти, що виділилася при проходженні електричного струму через розчин:
Дж=3,6? I? ? ? (U?? E T? Вт) · К, (3.41)
Теплове напруга розкладання:
Е т=-? Н/z? F, (3.42)
де? Н - зміна ентальпії по реакції, кДж/моль;
z - число електронів, що у реакції;
F - число Фарадея, Кл/моль.
Процеси, що протікають у ванні:
H 2 O=2H 2 + O 2 ВТ=100%
Зміна ентальпії для реакції одно:
? Н298=2.? Н-? Н - 2.? Н
? Н298== - 572,0 кДж
Далі визначається теплову напругу розкладання:
E== 1,482 В.
Кількість Джоулево теплоти:
Q дж=3,6 · 300. 4,228 · 5 · 1,5 · (8,237- 1,482 · 1)/60=3855,62 кДж/ч.
Знайдемо зміна температури в результаті протікання процесу
? t=Q Дж/(C · m), (3.42)
Де C - теплоємність розчину, кДж/кг · К;
m - маса розчину (з мат.баланса), кг.
? t=0С
Статті витрат.
Знайдемо кількість теплоти, що витрачається на деталі і технологічні супутники:
дет=С дет? m ...
