|
Курсовая: Расчет участка осаждения двойного покрытия медь-никель
/p>
Расход пара на годовую программу ванны меднения:
| | | | | | | | | Ргод | = | Рразогр | * | n | + | Тд | * | Рраб | = | 11 297,24 | кг/год | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Qраб. | | 4 567,14 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Рраб | = | q` | - | q`` | = | 3128 | - | 378 | = | 1,66 | кг | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
2.8.2 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ВАННЫ НИКЕЛИРОВАНИЯ.
Исходные данные:
Рабочий объем ванны | 250,0 | дм3 | = | 0,25 | м3 |
Длина ванны | L | - | 0,97 | м | Ширина ванны | B | - | 0,55 | м | Высота ванны | H | - | 0,8 | м | Толщина корпуса | b | - | 0,01 | м | Толщина футеровки | d | - | 0,02 | м |
Ванна футерована пластикатом.
С1 | - | удельная теплоемкость раствора | - | 4110 | Дж/кг*К | | ρ | - | плотность раствора | - | 1,12 | кг/дм3 | | | | | | | | | | | | | С2 | - | удельная теплоемкость стали | | | - | 481,5 | Дж/кг*К | | ρ ст | - | плотность стали | | - | 7,8 | * | 103 | кг/дм3 | | | | | | | | ρ пласт | - | плотность пластиката | - | 1,4 | * | 103 | кг/дм3 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Расчет массы корпуса:
Gст1 | = | H | * | L | * | b | * | ρст | * | 2 | = | 121.06 | кг | | Gст2 | = | H | * | В | * | b | * | ρст | * | 2 | = | 68.64 | кг | | Gдно | = | L | * | В | * | b | * | ρст | * | 2 | = | 83.23 | кг | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Итого масса корпуса | Gк | - | 272.93 | кг | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Расчет массы футеровки:
Gст1 | = | H | * | L | * | d | * | ρпласт | * | 2 | = | 43.15 | кг | | Gст2 | = | H | * | В | * | d | * | ρпласт | * | 2 | = | 24.46 | кг | | Gдно | = | L | * | В | * | d | * | ρпласт | * | 2 | = | 29.66 | кг | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Итого масса футеровки | Gф | - | 97.27 | кг | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Итого масса корпуса ванны с футеровкой: 370,2 кг.
Расход тепла на разогрев ванны:
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Q1 | - | расход тепла на разогрев ванны | Q2 | - | расход тепла на компенсацию тепловых потерь | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Q1 | = | ( | V | * | С1 | * | ρ | + | G | * | С2 | + | G | * | С3 | ) | * | Δt | = | ( | 0.25 | * | 4110 | * | 1160 | + | + | 272.93 | * | 481.50 | + | 97.27 | * | 1390.0 | ) | * | 30 | = | 42442,92 | кДж | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Q2 = q1 + q2
q1 – потери тепла нагретой жидкости через стенки
q2 – потери тепла на испарения жидкости через зеркало электролита
q1 = Sв* q1уд
q2 = Sзер* q2уд
q1уд | - | 162 | кДж/м2 | | | | q2уд | - | 1440 | кДж/м2 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Sст1 | = | H | * | L | * | 2 | = | 1.55 | м2 | Sст2 | = | H | * | B | * | 2 | = | 0.88 | м2 | Sдна | = | B | * | L | = | 0.53 | м2 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Итого площадь поверхности ванны: 2,96 м2
Поверхность зеркала электролита:
Поэтому потери тепла:
q1 | = | 479,5 | кДж | | q2 | = | 763,2 | кДж | | Q2 | = | q1 | + | q2 | = | 1243 | кДж | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | 1243 | | | | | | | | | Qраз. | = | 42442,93 | + | 2 | = | 43064,28 | кДж |
Расход тепла на поддержание рабочей температуры.
Q3 | - | потери тепла на разогрев загружаемых деталей | Q4 | - | джоулево тепло, выделяемое эл. током |
Джоулево тепло вводится в систему и частично компенсирует тепловые затраты,
поэтому вводится со знаком минус.
Примем время разогрева t 1 час.
Где:
Gустр – масса устройств и приспособлений, кг;
Gдет – масса деталей, кг;
С1т, С2 – теплоемкость стали, 481,5 Дж/кгК
Примем массу приспособлений и токопроводов равной массе деталей, т.о. общая
масса приспособлений и деталей равна 20 кг.
Q3 | = | ( | 481,5 | * | 10 | + | 481,5 | * | 10 | ) | * | 20 | = | 144,45 | кДж |
Q4 | = | 0,86 | I | U | τ | | = | 0,86 | * | 201 | * | 2,1 | * | 1 | = | 354,4 | Вт/ч | = | 1275,71 | кДж |
Qраб. – то количество тепла, которое нужно ввести, для поддержания
рабочей температуры 50°С.
Расход тепла за год:
Где:
n – количество дней разогрева, т.к. работа идет в 3 смены, то ванна
разогревается 1 раз в неделю, поэтому принимаем n = 51 день.
Тд – фонд рабочего времени, 5960 ч.
Qгод. | = | 43064,28 | * | 51 | + | 183,69 | * | 5960 | = | 3 273 864.04 | кДж | |
Расчет змеевика теплообменника:
Где:
К – коэффициент теплоотдачи, К=1000 – 2000, примем К = 1000
tср – средняя температура пара, °С;
t - время разогрева, 1 ч.
| | ( | t1 | - | t2 | ) | - | ( | t3 | - | t4 | ) | | tср | = | 2,3 | lg | * | t1 | - | t2 | | | | | | | t3 | - | t4 | | | | |
Где:
t1 – температура пара,140 °С;
t2 – начальная температура,20 °С;
t3 – температура конденсата,90 °С;
t4 – конечная температура,50 °С;
| | | | ( | 140 | - | 20 | ) | - | ( | 90 | - | 50 | ) | | | 80 | | | | | | | | tср | = | | 2,3 | lg | 140 | - | 20 | | | | | = | 2,3 | lg | 3 | | = | 72,9 | C | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | 43064,28 | | | | | | | | Sзмеев | = | 1000 | * | 72,90 | * | 1 | = | 0,59 | м2 | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Находим длину змеевика:
| | Sзмеев | | 0,59 | | | | | | | L | = | π | * | D | = | 3,14 | * | 0,064 | = | 2,94 | м | | | | | | | | | | | | | | | |
D – диаметр змеевика – 2 трубных дюйма, 64 мм.
Расход пара на разогрев ванны никелирования:
| | | | | | | | | | | | | Qраз. | | 43064,28 | | | | | | | | | | | | | | | | | | Рразогр | = | q` | - | q`` | | = | 3128 | - | 378 | = | 15,66 | кг | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | q` | = | t | * | Cр пара | = | 140 | * | 22,34 | = | 3128 | кДж/кг | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | q`` | = | t | * | Cр воды | = | 90 | * | 4,20 | = | 378 | кДж/кг | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Расход пара на годовую программу ванны никелирования:
| | | | | | | | | Ргод | = | Рразогр | * | n | + | Тд | * | Рраб | = | 1 190,67 | кг/год | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Qраб. | | 183,69 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Рраб | = | q` | - | q`` | = | 3128 | - | 378 | = | 0,07 | кг | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
4. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Беленький М.А., Иванов А.Ф. Электроосаждение металлических покрытий.
Справ. изд. М.: «Металлургия», 1985.
2. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник/Под ред. Шлугера
М.И. М.: «Машиностроение», 1985.
3. Зальцман Л.Г., Черная С.М. Спутник гальваника. К.:1989.
4. Блестящие электролитические покрытия/Под ред. Матулиса Ю.Ю. Вильнюс.:
«Минтис», 1969.
5. Каданер Л.И. Справочник по гальваностегии. К.: «Техника», 1976.
6. Кудрявцев В.Т. Электролитические покрытия металлами. М.: «Химия», 1979.
7. Лайнер В.И. Защитные покрытия металлов. М.: «Машиностроение», 1974.
8. Лайнер В.И. Современная гальванотехника. М.: «Металлургия», 1967.
9. Пурин Б.А. Электроосаждение из пирофосфатных электролитов. Рига:
Зинатне, 1975.
10. Ямпольский А.М. Меднение и никелирование. Л.:
«Машиностроение», 1977.
11. Ямпольский А.М. Ильин В.А. Краткий справочник
гальванотехника. Л.: «Машиностроение», 1981.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
|
|