1. Расход тепловой энергии (Qразогр) на разогрев ванны до рабочей температуры электролита
Qразогр = Qрж + Qрв + Qп.исп + Qп.ст.в (1)
где Qр.ж - расход теплоты на разогрев раствора (ккал/час), рассчитывается по формуле (2);
Qр.в - расход теплоты на нагрев конструкции ванны (ккал/час), рассчитывается по формуле (3);
Qп.исп - расход теплоты на компенсация потерь на испарение жидкости с открытой поверхности, (ккал/час) рассчитывается по формуле (4);
Qп.ст.в - расход теплоты на компенсацию потерь через стенки ванны (ккал/час), рассчитывается по формуле (5).
(2)
(3)
где Gр.ж. - количество разогреваемого электролита (кг),
Cр.ж. - теплоемкость электролита (ккал/кг*гр),
tк, tн - конечная и начальная температура электролита, оС,
Јр - время разогрева, час;
Gв. – масса ванны (кг),
Cм - теплоемкость материала ванны (ккал/кг*гр),
(4)
(5)
где Fисп – поверхность зеркала испарения, (м2);
r = скрытая теплота парообразования;
g - вес жидкости, испаряющейся с 1 м2 зеркала испарения, (кг/час*м2), рассчитывается по формуле (7);
Fс.в. – поверхность стенок ванны (м2),
Кж.в. – коэффициент теплопередачи от стенки отдельно стоящего оборудования, (ккал/м2*час*гр) рассчитывается по формуле (6),
(6)
(7)
где tср = (tк – tн)/2 .
2. Расход тепловой энергии на поддержание рабочей температуры ванны
Q подд. раб. теип. = Q п.ст.раб + Qп.исп. + Qм (8)
где Qп.исп - компенсация потерь на испарение жидкости с открытой поверхности в рабочем режиме, (ккал/час), рассчитывается по формуле (4);
Q п.ст.раб - компенсация потерь через стенки ванны в рабочем режиме,(ккал/час), рассчитывается по формуле (5), т.к. Q п.ст.раб = Qп.ст.в;
Qм - расход тепловой энергии (ккал/час) на нагрев загружаемых в гальваническую ванну изделий рассчитывается по формуле (9).
(1.9)
где Мцикл - масса металлических изделий, загружаемых в гальваническую ванну за цикл (кг/цикл),
См = теплоемкость стали (ккал/кг*гр),
iцикл – продолжительность цикла, час.
Таблица 1 – Исходные данные
№ вар. |
Gр.ж. кг |
tн, оС |
tк, оС |
Gв, кг |
Јр, час |
Размер ванны, м |
Мцикл кг |
iцикл |
||
дли-на |
ши- рина |
вы-сота |
час |
|||||||
01 |
1080 |
20 |
65 |
330 |
2 |
2,2 |
1,8 |
1,5 |
100 |
6 |
02 |
840 |
15 |
55 |
300 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
1,4 |
85 |
5,5 |
03 |
750 |
25 |
70 |
250 |
1,4 |
2,0 |
1,5 |
1,2 |
80 |
4,5 |
04 |
950 |
30 |
75 |
350 |
2,2 |
2,5 |
1,5 |
1,6 |
90 |
6,5 |
05 |
1250 |
30 |
65 |
420 |
2,5 |
3,0 |
1,8 |
1,5 |
125 |
7,2 |
06 |
1500 |
25 |
65 |
450 |
3,0 |
3,5 |
2,0 |
1,5 |
150 |
7,5 |
07 |
1200 |
20 |
60 |
380 |
2,5 |
3,2 |
2,0 |
1,6 |
140 |
6,8 |
08 |
1150 |
30 |
55 |
350 |
2,2 |
3,0 |
2,0 |
1,5 |
135 |
5,5 |
09 |
750 |
20 |
65 |
225 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
1,2 |
95 |
4,8 |
10 |
850 |
15 |
60 |
250 |
1,8 |
2,0 |
1,5 |
1,1 |
85 |
5,0 |
11 |
825 |
25 |
75 |
275 |
1,6 |
2,0 |
1,2 |
1,0 |
75 |
5,2 |
12 |
950 |
20 |
70 |
290 |
2,0 |
2,5 |
1,8 |
1,4 |
80 |
5,8 |
13 |
970 |
25 |
80 |
310 |
2,2 |
2,0 |
1,5 |
1,2 |
75 |
6,0 |
14 |
1200 |
25 |
75 |
410 |
3,0 |
3,5 |
2,0 |
1,3 |
125 |
6,5 |
15 |
1100 |
30 |
85 |
420 |
3,2 |
3,0 |
2,0 |
1,5 |
135 |
6,8 |
16 |
1000 |
25 |
65 |
395 |
3,5 |
3,0 |
2,5 |
1,4 |
100 |
7,2 |
17 |
1050 |
20 |
75 |
425 |
3,0 |
2,5 |
1,5 |
1,2 |
110 |
7,0 |
18 |
950 |
25 |
80 |
380 |
2,5 |
2,5 |
1,0 |
1,1 |
95 |
6,2 |
19 |
825 |
15 |
65 |
250 |
2,1 |
2,0 |
1,5 |
1,2 |
85 |
5,5 |
20 |
850 |
20 |
65 |
295 |
2,0 |
2,0 |
1,6 |
1,3 |
125 |
5,2 |
21 |
790 |
25 |
75 |
250 |
1,8 |
2,0 |
1,5 |
1,2 |
85 |
6,0 |
22 |
890 |
30 |
75 |
285 |
1,9 |
1,8 |
1,2 |
1,1 |
90 |
6,2 |
23 |
1100 |
25 |
75 |
325 |
2,5 |
2,5 |
1,5 |
1,0 |
115 |
7,0 |
24 |
1200 |
20 |
80 |
380 |
2,6 |
3,0 |
1,6 |
1,5 |
130 |
7,5 |
25 |
900 |
25 |
65 |
350 |
2,1 |
2,5 |
1,5 |
1,2 |
95 |
6,5 |
Справочные данные |
|||
№/№ |
Наименование |
размерность |
значение |
7 |
скрытая теплота парообразования |
ккал/кг |
540 |
11 |
теплоемкость стали |
ккал/кг*гр |
0,115 |
12 |
теплоемкость материала ванны |
ккал/кг*гр |
0,115 |
13 |
теплоемкость гальванического раствора |
ккал/кг*гр |
0,99 |