br/>
де t ок.ср - температура навколишнього середовища, Вє С; K - коефіцієнт тепловіддачі, кДж/м 2 В· год В· град, визначається за формулою Стефана-Больцмана:
В
Для дзеркала електроліту С = 3,2, tел = 35 Вє С, tок.ср = 20 Вє С, тоді, кДж/м2 В· год В· град:
ісп
Підставляючи дані отримаємо втрати тепла випромінюванням, кДж/год:
q5 = 32,65 В· 1,383 В· (35-20) = 677,43.
Втрати тепла залізобетонної поверхнею ванни в навколишнє середовище визначимо також за формулою Фур'є, кДж/год:
q6 = K В· F В· (tст-tок.ср),
де tст - температура залізобетонних стін електролізної ванни, tст = 30 Вє С;
F - площа бічних і торцевих стін ванни і її днища, м2; K - коефіцієнт тепловіддачі залізобетонних стін ванни, кДж/м2 В· год В· град.
В
Для залізобетонної поверхні C = 4, тоді, кДж/м2 В· год В· град:
.
Площа F визначимо виходячи з габаритів ванни
F = 2 (2,028 В· 1,5 +1,11 В· 1,5) +2,028 В· 1,11 = 11,66 м2,
q6 = 34,09 В· 11,66 В· (30-20) = 3974,9 кДж/ч.
Втрати тепла з розбризкуванням електроліту визначаємо за формулою, кДж/год:
q7 = F В· mел В· Сел В· TЛ,
де mел - маса розчину, втрачається з розбризкуванням електроліту з 1 м2 дзеркала ванни протягом 1 год, за даними практики mел = 0,3 кг/м2 В· год; Сел - питома теплоємність електроліту, Сел = 3,26 кДж/ кг В· град.
Тоді, кДж/год:
q7 = 1,383 В· 0,3 В· 3,36 В· 35 = 43,34.
Витрата тіла, пов'язаний з протіканням хімічної реакції при електролізі розраховуємо за формулою, кДж/год:
q8 = DH В· mZn В· 103 В· M,
де M - молекулярна маса цинку, M = 65,37; mZn - маса цинку, отримана в одній ванні за 1 год, кг/год; DH - тепловий ефект хімічної реакції, при t = 25 Вє С DH = -452, 16 кДж/моль. Для температури електроліту 35 Вє С приймаємо наближене значення DH = -452 кДж/моль. p> Для визначення mZn необхідно добову продуктивність цеху розділити на кількість ванн, встановлених в цеху і розділити на кількість годин у добі:
mZn = 597000: (24.1403) = 17,72 кг/год,
q8 = 452.17, 56.103: 65,37 = 121418,39 кДж/ч.
Результати розрахунку статей приходу і витрати тепла зводимо в таблицю 5.2.
Різниця між приходом і витратою тепла складе, кДж/год:
69493,16
Таблиця 5.2 - Тепловий баланс ванни електролізу розчину сульфату цинку
Прихід теплаРасход теплаСтатьі пріходаколічествоСтатьі расходаколічествокДж/год% кДж/год% Джоулево тепло Тепло, що надходить з електролітом197800 Чи не рассчи-тивалі100Тепло з відпрацьованим розчином Тепло з випаровується водою Те...