Расход пара - Серебрение алюминиевых деталей

В гальванических производствах пар используют в основном для предварительного разогрева растворов, для поддержания требуемой температуры растворов во время работы, в сушильных камерах и вспомогательном оборудовании.

Расход пара на разогрев растворов рассчитывают по укрупненным показателям. При этом учитываем число разогревов в год, которое определяется делением фонда времени работы оборудования с учетом коэффициента загрузки на число часов работы в день.

Расчет расхода пара на поддержание рабочей температуры во время работы ванны проводим на основе расчета теплового баланса ванны. Расчет производится в соответствии с [3] по формуле:

, (53)

Где

QP - общий расход тепла, кДж/ч; Q1 - тепловые потери открытым зеркалом электролита ванны, кДж; Q2 - тепловые потери через стенки ванны, кДж/ч; Q3 - расход тепла для нагрева деталей, загружаемых в ванну, кДж/ч; Q4 - расход тепла для нагрева вновь поступающего электролита, кДж/ч; Q5 - расход тепла на нагрев воздуха для перемешивания, кДж/ч; Q6 - тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через электролит, кДж/ч; K - поправочный коэффициент, учитывающий неподдающийся расчету расход тепла, К =1,1.

При отрицательном значении величины QP раствор необходимо нагревать, при положительном значении - охлаждать.

Тепловой баланс для ванны химического обезжиривания при рабочей температуре 70°С.

Тепловые потери открытым зеркалом электролита ванны:

, (54)

Где F1 - площадь поверхности открытого зеркала электролита, м2;

Q1 - удельные потери с 1 м2 поверхности открытого зеркала электролита, кДж/ (м2-ч). Определяется в зависимости от рабочей температуры и скорости движения воздуха над раствором ванны - W.

L - длина ванны, м; b - ширина ванны, м.

Скорость движения воздуха над ваннами без вентиляции принимается 0,3 м/с, над ваннами с вентиляцией 0,5 м/с.

, q1 = 16000 кДж/ (м2-ч),

Тепловые потери через стенки ванны:

, (55)

Где F2 - площадь поверхности стенок и дна ванны, м2;

Q2 - удельные тепловые потери через 1 м2 поверхности стенок и дна ванны, кДж/ (м2-ч).

H - высота ванны, м.

, q2 = 263,8кДж/ (м2-ч)

Расход тепла для нагрева деталей, загружаемых в ванну:

, (56)

Где М1 - масса деталей, загружаемых в ванну, кг/ч;

Q3 - удельный расход тепла на нагрев деталей, кДж/кг.

, (57)

Где m - масса одной детали, кг;

N - количество загружаемых деталей, шт.

Q3 = 47 кДж/кг (материал деталей - алюминий, tН = 20°С, tК = 70°С).

Расчет расхода подводимого тепла для ванны химического обезжиривания:

Ванну необходимо нагревать.

Расход тепла на нагрев ванны:

, (58)

Где

- тепло на нагрев материала корпуса ванны, кДж;

- тепло на нагрев материала футеровки, кДж;

- тепло на нагрев электролита (раствора), кДж;

и рассчитываются в соответствии с формулой (43).

, (59)

Где с - удельная теплоемкость материала ванны, кДж/кг-єС;

F - площадь стенок и днища ванны, м2;

Д - толщина стенок и днища ванны, м;

Г - плотность материала ванны, кг/м3;

Дt - разность рабочей и начальной температур, єС.

, (60)

Где VP - рабочий объем электролита (раствора), м3;

Г - плотность электролита (раствора), кг/м3.

Расход тепла на нагрев ванны обезжиривания для процесса серебрения

Расход тепла на нагрев ванны:

= 0, так как ванны обезжиривания не футеруются.

Расчет греющей площади змеевика.

Для определения греющей площади поверхности нагревательного элемента сравнивают площади греющих поверхностей, необходимых для нагрева ванны до рабочей температуры и для поддержания рабочей температуры ванны, и выбирают наибольшую.

Площадь греющего элемента при нагреве:

, (61)

Где QН - тепло на нагрев ванны с учетом времени разогрева, кДж;

К - Коэффициент теплопередачи через стенку нагревателя от пара к раствору, Вт/м2-ч-єС. Коэффициенты теплопередачи можно брать в пределах от 814 до 3489 Вт/м2-ч-єС [].

TСр (н) - Средняя разность температур в период нагрева, єС.

, (62)

Где TР и TНач - соответственно рабочая и начальная температура раствора, єС;

TП - температура насыщенного пара, 130 єС.

Площадь поверхности греющего элемента для поддержания рабочей температуры раствора рассчитывается по формуле (61), только средняя разность температур в период работы TСр (раб) Определяется как:

(63)

Длина змеевика:

, (64)

Где S - площадь поверхности теплообмена, м2;

DН - наружный диаметр трубы змеевика, м.

Расчет греющей площади змеевика для ванны обезжиривания процесса серебрения.

Средняя разность температур в период нагрева, єС

Средняя разность температур в период работы:

Выбирается наибольшая разность температур.

Длина змеевика:

Результаты расчетов расхода пара представлены в таблице 17.

Суммарные затраты пара по каждому виду покрытия представлены в таблице 18.

Таблица 17 - Расход пара

Характеристика потребителя

Количество потребителей

Расход пара на разогрев

Расход пара на работу

Удельный расход, кг/м3-ч

Часовой расход, кг/ч

Число разогревов в год

Годовой расход, кг

Удельный расход, кг/м3-ч

Часовой расход, кг/ч

Годовой фонд времени, ч

Годовой расход, кг

1

2

3

4

5

6

8

9

10

11

Ванна химического обезжиривания

Vp=0,53 м3, t=70 єС

1

120

63,6

250

15900

22

4,31

3700

15947

Ванна теплой промывки Vp=0,53 м3, t=60 єС

1

95

50,35

250

12587,5

15,5

11,465

3700

34784,81

Ванна травления

Vp=0,53 м3, t=80 єС

1

140

74,2

250

18550

31

4,31

3700

15947

Ванна никелирования

Vp=0,68 м3, t=45 єС

4

50

34

250

8500

5,5

1,12

3700

4144

Сушка

Vp=0,85 м3, t=90 єС

1

-

-

-

-

Таблица 18 - Суммарные затраты пара

Вид покрытия

Годовая программа, м2

Общий годовой расход пара, кг

Удельный расход пара, кг/м2

Серебрение

6565

170233,5

19,83

Похожие статьи




Расход пара - Серебрение алюминиевых деталей

Предыдущая | Следующая