Министерство образования и науки Красноярского края
8. Вывод.
Лабораторная работа № 2
Тема: Свойства металлов и сплавов: углеродистые инструментальные стали.
Тип: применение и совершенствование знаний.
Цель: изучить технологический процесс плавления стали, получаемые сплавы и их свойства; уметь читать диаграмму состояния железоуглеродистых сплавов; рассмотреть свойства придаваемые сплавам легирующими элементами и «вредными» примесями.
Оснащение: учебник Макиенко Н. И. «Слесарное дело с основами материаловедения», тетрадь для лабораторно – практических работ, ручка, карандаш, линейка.
ХОД РАБОТЫ
1. Опишите технологический процесс получения углеродистой стали по конвекторному способу.
2. Каково устройство и работа мартеновской печи?
3. Каково назначение индукционной печи? Перечислите преимущества и недостатки индукционной печи.
4. Зарисовать диаграмму состояния железоуглеродистых сплавов по сталям (с.64, р.26 до 2% С).
5. Запишите состояние сплава и температуру его образования. Какими свойствами обладают образовавшиеся сплавы?
6. Назовите марки стали, которые используют для изготовления молотков, ножовочных полотен, напильников, ножниц?
7. Расшифруйте марки сталей: У10А, У8Г, У9ГА.
8. Вывод.
Лабораторная работа № 3
Тема: Свойства металлов и сплавов: углеродистые конструкционные стали.
Тип: применение и совершенствование знаний.
Цель: изучить устройство и работу электропечей, получаемые сплавы и их свойства; уметь читать диаграмму состояния железоуглеродистых сплавов и расшифровывать марки сталей; рассмотреть свойства придаваемые сплавам легирующими элементами и «вредными» примесями.
Оснащение: учебник Макиенко Н. И. «Слесарное дело с основами материаловедения», тетрадь для лабораторно – практических работ, ручка, карандаш, линейка.
ХОД РАБОТЫ
1. Каково устройство и работа электрической печи?
2. В чём заключается метод электрошлаковой переплавки?
3. Расшифруйте марки сталей: 10кп, 65Г, БСт6, ВКСт4, 0,8.
4. Опишите технологический процесс получения углеродистой стали по бессемеровскому (томасовскому) способу.
5. Опишите классификацию сталей по группам А; Б; В.
6. Где применяются стали обыкновенного качества и качественные?
7. Вывод.
Лабораторная работа № 4
Тема: Твёрдые сплавы.
Тип: применение и совершенствование знаний.
Цель: изучить получаемые твёрдые сплавы их свойства и состав; уметь читать диаграмму состояния железоуглеродистых сплавов; рассмотреть сплавы получаемые спеканием и литые, соотнести свойства минерало- и металлокерамических сплавов.
Оснащение: учебник Макиенко Н. И. «Слесарное дело с основами материаловедения», тетрадь для лабораторно – практических работ, ручка, карандаш, линейка.
ХОД УРОКА
1. Дайте определение понятию «твёрдые сплавы».
2. Перечислите общие свойства твёрдых сплавов.
3. Для чего и с какой целью используют наплавочные твёрдые сплавы?
4. Дайте характеристику литым сплавам: стеллит и сормайт.
5. Дайте характеристику порошкообразным сплавам: вокар и сталинит.
6. Раскройте понятие «металлокерамические» твердые сплавы.
7. Расшифруйте марки твёрдых сплавов: ВК3; ВК3М; ВК4В; Т30К4; Т5К12В и область их применения.
8. Дайте характеристику минералокерамических сплавов. Область их применения.
9. Вывод.
Лабораторная работа № 5
Тема: Цветные металлы.
Тип: применение и совершенствование знаний.
Цель: изучить применяемые цветные металлы и их сплавы; свойства и состав; уметь читать диаграмму состояния железоуглеродистых сплавов; рассмотреть сплавы получаемые спеканием и литые.
Оснащение: учебник Макиенко Н. И. «Слесарное дело с основами материаловедения», тетрадь для лабораторно – практических работ, ручка, карандаш, линейка.
ХОД УРОКА
1. Перечислите общие свойства цветных металлов на примере меди и алюминия.
2. Каков состав латуни? Её свойства и применение в технике.
3. Расшифруйте марку: ЛС 59-1.
4. Каков состав бронзы? Её свойства и применение в технике.
5. Расшифруйте марку: БрОФ 6,5-0,25; БрОЦС 6-6-3.
6. Свойства дюралюминов. Их разновидности (деформируемые, высокопрочные, литейные).
7. Применение сплавов на основе алюминия и магния.
8. Применение сплавов на основе алюминия и меди.
9. Применение сплавов на основе алюминия и кремния.
10. Какие сплавы относятся к жаропрочным и их применение.
11. Перечислите свойства магниевых и титановых сплавов.
12. Достоинства и недостатки литейных магниевых сплавов.
13. Охарактеризуйте титановые сплавы.
14. Вывод.
Лабораторная работа № 6
Тема: Термическая обработка металла.
Тип: применение и совершенствование знаний.
Цель: изучить понятие «термическая обработка» металла; рассмотреть виды и технологию процесса, применение в производстве; воспитывать чувство ответственности за будущую профессию.
Оснащение: учебник Макиенко Н. И. «Слесарное дело с основами материаловедения» (68-80), тетрадь для лабораторно – практических работ, ручка, карандаш, линейка.
ХОД УРОКА
1. Дайте определение понятию «отжиг», каково его назначение?
2. Используя диаграмму «Оптимальные интервалы нагрева стали для отжига…» (с.68), заполните данные в таблицу № 1:
Таблица № 1
№
наименование
назначение
Температура процесса
применение
Низкотемпературный
Полный
Неполный
Изотермический
Диффузионный
Зернистый перлит
Рекристаллизация
Нормализация
3. Дайте определение понятию «закалка», каково её назначение?
4. Перечислите виды закалочных сред.
5. Используя диаграмму «Оптимальные интервалы нагрева стали для отжига…» (с.68), заполните данные в таблицу № 2:
8. Дайте определение понятию «отпуск», каково его назначение?
9. Опишите технологический процесс отпуска в таблице № 4:
Таблица № 4
№
Низкий отпуск
Средний отпуск
Высокий отпуск
10. В чём заключается сущность процесса старения стали?
11. Вывод.
Лабораторная работа № 7
Тема: Химико-термическая обработка стали.
Тип: применение и совершенствование знаний.
Цель: изучить понятие «химико-термическая» обработка стали, какие виды являются более распространенными, целесообразность их применения; рассмотреть технологию цементации, азотирования, цианирования и диффузной металлизации; воспитывать чувство ответственности за будущую профессию.
Оснащение: учебник Макиенко Н. И. «Слесарное дело с основами материаловедения» (81-86), тетрадь для лабораторно – практических работ, ручка, карандаш, линейка.
ХОД УРОКА
1. Дайте определение понятию «химико-термическая» обработка стали.
2. Дайте определение понятию «цементация», каково её назначение?
3. Что называют карбюризаторами?
4. Охарактеризуйте процесс цементации, заполнив таблицу № 1:
Таблица № 1
№
Наименование
цементация
твёрдая
жидкая
газовая
Карбюризатор
Технология процесса
Материалы
«+» «-»
5. Дайте определение понятию «азотирование», каково её назначение?
6. Охарактеризуйте процесс азотирования, заполнив таблицу № 2:
Таблица № 2
№
Наименование
Азотирование
Оборудование
Технология процесса
Глубина проникновения
Материалы
7. Дайте определение понятию «цианирование»?
8. Охарактеризуйте процесс цианирования, заполнив таблицу № 3:
Таблица № 3
№
наименование
цианирование
твёрдое
жидкое
Высоко
температурное
Средне
температурное
Низко
температурное
Карбюризатор
Приобретаемые свойства
Материалы
9. Раскройте сущность процесса нитроцементации.
10. Дайте определение понятию «диффузная металлизация», каково её назначение?
11. Охарактеризуйте процесс алитирования, заполнив таблицу № 4:
Таблица №4
№
наименование
алитирование
твёрдое
жидкостное
металлизация
Технология процесса
12. Охарактеризуйте процесс хромирования, заполнив таблицу № 5:
Таблица № 5
№
наименование
хромирование
твёрдое
жидкостное
газовое
Технология процесса
13. Вывод.
Лабораторная работа № 8
Тема: Неметаллы. Абразивы. Жидкости.
Тип: применение и совершенствование знаний.
Цель: изучить
Оснащение: учебник Макиенко Н. И. «Слесарное дело с основами материаловедения», тетрадь для лабораторно – практических работ, ручка, карандаш, линейка.
ХОД УРОКА
1. Дайте определение понятию «пластические массы» и опишите их общие свойства.
2. Дайте определение понятию «полимеры».
3. Из перечисленных видов пластмасс выберите те, которые соответствуют свойствам, указанным в таблице № 1.
4. Сообщите основные свойства и состав, которыми обладают материалы и результаты внесите в таблицу № 2:
Таблица № 2
№
Материалы
Свойства
Состав
Резина
Эбонит
Водонепроницаемый картон
Электроизоляционный картон
Слюда
Асбест
Фибра
Паронит
Кожа техническая
Войлок технический
5. Дайте характеристику абразивам и результаты занесите в таблицу № 3:
Таблица № 3
Абразивы
природные
искусственные
наименование
характеристика
наименование
характеристика
Алмаз
Электрокорунд нормальный
Корунд
Электрокорунд белый
Наждак
Карбид кремния
Кварц
Карбид бора
Гранат
Борсиликокарбид
Синтетический алмаз
6. Опишите классификацию отечественных масел.
7. Вывод.
ПЕРЕЧЕНЬ ВАРИАНТОВ ДЛЯ РАСЧЕТНОЙ РАБОТЫ
Вариант №1
Вещество
Состав, % по массе
MgCL2
KCL
NaCL
MgO
Mg
Безводный карналлит
48.5
42.3
5.8
3.4
-
Отработанный электролит
4,6
73,0
22,12
0,28
-
Шлам
33,5
3,5
Возгон
31,6
25,4
-
-
Магний-сырец
0,02
0,19
0,09
-
99,7
Вариант №2
Вещество
Состав, % по массе
MgCL2
KCL
NaCL
MgO
Mg
Безводный карналлит
-
Отработанный электролит
4,5
19,3
0,2
-
Шлам
Возгон
-
-
Магний-сырец
0,01
0,26
0,15
-
99,58
Вариант №3
Вещество
Состав, % по массе
MgCL2
KCL
NaCL
MgO
Mg
Безводный карналлит
-
Отработанный электролит
4,2
77,2
18,4
0,2
-
Шлам
8,5
15,5
Возгон
-
-
Магний-сырец
0,03
0,3
0,2
-
99,47
Вариант №4
Вещество
Состав, % по массе
MgCL2
KCL
NaCL
MgO
Mg
Безводный карналлит
-
Отработанный электролит
5,3
14,5
0,2
-
Шлам
Возгон
-
-
Магний-сырец
0,01
0,3
0,09
-
99,6
Вариант №5
Вещество
Состав, % по массе
MgCL2
KCL
NaCL
MgO
Mg
Безводный карналлит
-
Отработанный электролит
4,5
18,4
0,1
-
Шлам
Возгон
-
-
Магний-сырец
0,02
0,15
0,43
-
99,4
Вариант №6
Вещество
Состав, % по массе
MgCL2
KCL
NaCL
MgO
Mg
Безводный карналлит
51,0
42,0
6,0
1,0
-
Отработанный электролит
5,0
75,0
19,8
0,2
-
Шлам
8,0
54,0
15,0
20,0
3,0
Возгон
30,0
40,0
30,0
-
Магний-сырец
0,02
0,28
0,10
-
99,6
Пример расчета.
Введение
При расчете магниевых электролизеров используются показатели промышленных данных. Ниже приведен пример расчета диафрагменного электролизера на 100 кА с верхним вводом анодов для электролиза безводного карналлита.
Исходные данные:
Таблица 1.1.
№
Параметры
Ед. изм
Значения
1.
Сила тока
кА
2.
Плотность тока
А/см2
Анодная Да
0,41
Катодная Дк
0,50
Проходная плотность тока в аноде в аноде Да/
5,2
Проходная плотность тока в катоде Дк/
3.
Расстояние между электродами
см
4.
Ширина анода Ва
см
5.
Выход по току
%
6.
Выход на 1кг магния-сырца
кг
Шлама
0,12
Возгона
0,1
Отработанного электролита
3,8
7.
Отсос газа из катодных ячеек
М3/ч
Состав нагруженного в электролизер сырья и извлекаемых из него веществ:
Вариант №0 Таблица 1.2.
Вещество
Состав, % по массе
MgCL2
KCL
NaCL
MgO
Mg
Безводный карналлит
51,0
42,0
6,0
1,0
-
Отработанный электролит
5,0
75,0
19,8
0,2
-
Шлам
8,0
54,0
15,0
20,0
3,0
Возгон
30,0
40,0
30,0
-
-
Магний-сырец
0,02
0,28
0,10
-
99,6
ВАРИАНТЫ ДЛЯ РАСЧЕТА
Вариант
I,кА
Да, А/см
Дк, А/см2
Да, А/см2
Дк, А/см2
Nn Mg %
Nn CI%
Шлам, кг
Возгон кг
Отр. электролит, кг
0,4
0,52
5,1
25,6
0,15
0,1
3,9
0,41
0,51
5,0
24,0
0,12
0,2
0,42
0,50
4,7
24,3
0,14
0,3
3,92
0,43
0,53
4,8
25,1
0,11
0,15
3,8
0,39
0,50
5,2
23,7
0,15
0,25
3,85
0,38
0,48
4,9
25,8
0,12
0,2
0,37
0,43
5,2
25,2
0,13
0,3
3,95
0,39
0,52
4,8
24,5
0,12
0,12
3,9
0,42
0,49
4,7
24,8
0,15
0,1
3,9
0,40
0,47
5,0
24,9
0,12
0,2
3,93
0,38
0,49
5,1
24,5
0,14
0,3
3,95
0,41
0,51
4,8
25,5
0,11
0,15
0,37
0,50
5,1
24,4
0,15
0,25
3,85
0,42
0,53
4,7
25,6
0,12
0,2
0,43
0,52
5,2
24,3
0,13
0,3
3,85
0,39
0,48
4,9
25,8
0,12
0,12
3,87
0,41
0,49
4,8
25,3
0,15
0,1
3,9
0,37
0,48
5,0
24,1
0,12
0,2
0,38
0,50
5,1
23,8
0,14
0,3
3,92
0,37
0,52
5,2
25,5
0,11
0,15
3,94
0,42
0,54
4,9
24,9
0,15
0,25
3,96
0,40
0,53
4,7
24,1
0,12
0,3
3,99
0,43
0,51
4,8
25,0
0,13
0,12
3,8
0,39
0,49
4,7
25,3
0,12
0,1
0,50
5,0
24,9
0,13
0,2
3,85
ПРИМЕР РАСЧЕТА МАГНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА
Материальный баланс
1.В расчет материального баланса входит определение количеств исходного сырья и продуктов, полученных в результате процесса электролиза.
Производительность электролизера определяем согласна закону Фарадея:
P=0.454*I*nt
P- производительность электролизера (кг/ч)
) I-сила тока (А)
nt-выход тока, (доли единиц)
0,454-электрохимический эквивалент магния, (г/А*ч)
При электролизе за час работы электролизера выделяется магния:
1.В состав магния-сырца:
P=0,454*100*0,8=36,3 кг/ч
2.В состав шлама:
36,3*0,12*0,03=0,13 кг/ч
Где 0,12-выход шлама (таблица 1.1)
0,03-содержания магния (таблица 1.2)
Всего: 36,3+0,13=36,43 кг/ч
Извлекается из электролизера (кг/ч):
Магний-сырца 36,43:0,996=36,5 кг
Где 0,996-содержание магния в магнии-сырце, (доли единиц)(таблица 1.2.)
Шлама 36,5*0,12=4,38
Где 0,12-выход шлама (кг) (таблица 1.1.)
Возгона 36,5*0,10=3,65 кг
Где 0,10-выход возгона (кг) (таблица 1.1)
Отработанного электролита 36,5*3,8=138,7
Где 3,8-выход отработанного электролита (кг) (таблица 1.1.)
Хлора 100*1,323*0,8=105,84
Где 100-сила тока (кА)
1,323-электрохимический эквивалент хлора (г/А*ч)
0,8-выход по току, (доли единиц)
Часовой расход безводного карналлита составляет:
36,5+4,38+3,65+138,7+105,84=289 кг
Расход безводного карналлита (51% MgCI2) на 1кг магния-сырца:
289KCI*MgCI2 36.5 Mg
Х кг 1 кг
289*1/36,5=7,93 кг
Результаты расчета сведены в таблицу.2
Материальный баланс магниевого электролизера на 100 кА
Поступает в электролизер
Извлекается из электролизера
Сырье
На 1000кг сырья
Кг/ч
Продукты
На 1000кг сырья
Кг/ч
Безводный карналлит 51% MgCI2
Магний- сырец (99,6%Mg)
126,2
36,5
Отработанный электролит
481,5
138,7
Шлам
15,2
4,38
Возгон
12,6
3,65
Хлор (100%CI2)
264.5
105.84
Всего
Всего:
Наряду с основными процессами происходит ряд побочных.
Например: в карналлитовом электролите частично хлорируется оксид магния.
За 1 час в электролизере поступает оксид магния в составе безводного карналлита.
289*0,01=2,89 кг
Где 0,01-содержания MgO в безводном карналлите, (доли единиц).(Таблица 1.2.)
За это же время из электролиза извлекаются оксид магния (в составе отработанного электролита и шлама) (Таблица 2 и таблица 1.2.)
138,7*0,002+4,38*0,2=1,25 кг
При хлорирование MgO расходуется некоторое количество хлора, что уменьшает его выход, и образуется дополнительное количество хлорида магния, используемого для электролиза.
Степень хлорирования оксида магния:
При хлорировании оксида магния получается хлорида магния:
(2,89-1,25)*2,36=3,76 кг/ч
Где 2,36-отношение молекулярных масс MgCI2 и МдО
Расходуется хлора:
Где 70,92 и 95,21-соответсвенно молекулярные массы хлора и хлорида магния
Материальный баланс
1.В расчет материального баланса входит определение количеств исходного сырья и продуктов, полученных в результате процесса электролиза.
Производительность электролизера определяем согласна закону Фарадея:
P=0.454*I*nt
P- производительность электролизера (кг/ч)
) I-сила тока (А)
nt-выход тока, (доли единиц
0,454-электрохимический эквивалент магния, (г/А*ч)
При электролизе за час работы электролизера выделяется магния:
1.В состав магния-сырца:
P=
2.В состав шлама:
= кг/ч
Всего:
Извлекается из электролизера (кг/ч):
Магний-сырца
Шлама
Возгона
Отработанного электролита
Хлора
Часовой расход безводного карналлита составляет:
Расход безводного карналлита (51% MgCI2) на 1кг магния-сырца:
KCI*MgCI2 Mg
Х кг 1 кг
Результаты расчета сведены в таблицу.2
Материальный баланс магниевого электролизера на кА
Поступает в электролизер
Извлекается из электролизера
Сырье
На 1000кг сырья
Кг/ч
Продукты
На 1000кг сырья
Кг/ч
Безводный карналлит
% MgCI2
Магний- сырец
(%Mg)
Отработанный электролит
Шлам
Возгон
Хлор (100 %CI2)
Всего
Всего:
Наряду с основными процессами происходит ряд побочных.
В карналлитовом электролите частично хлорируется оксид магния.
За 1 час в электролизере поступает оксид магния в составе безводного карналлита.
= кг
За это же время из электролиза извлекаются оксид магния (в составе отработанного электролита и шлама):
При хлорирование MgO расходуется некоторое количество хлора, что уменьшает его выход, и образуется дополнительное количество хлорида магния, используемого для электролиза.
Степень хлорирования оксида магния:
При хлорировании оксида магния получается хлорида магния:
Расходуется хлора:
2.Конструктивный расчет.
А) расчет анодов.
Площадь поверхности сечения всех анодов ровна
S= I: Дa/
Где S-площадь поперечного сечения, см2
I-сила тока, (А)
Дa! а-проходная плотность в аноде (А/см2)
S=100000/5.2=19250 cм2
Для изготовления анодов применяем графитовые брусья поперечным сечением 20х30 см.
Определим расчетное число брусьев во всех анодах:
Принимаем 5 анодов по 7 брусьев в каждом.
Фактическая плотность тока в аноде
Что соответствует принятой плотности тока.
Принимая рабочую высоту анода На=90 см, определим величину рабочей поверхности анода:
Sa=Ha*Ba
Где Ва- ширина анода, (см) (20*7=210)
Sa=90*210=18900 см2
Б) Расчет Катодов
Величина рабочей поверхности катода определяется соотношением анода и катодной плотностей тока:
Где Да-анодная плотность тока, (А/см2)
Дк- катодная плотность тока, (А/см2)
Найдем высоту катодного листа, учитывая. что ширина катода равна ширине анода:
Нк=15500/210 =74 см
Число катодов больше в два раза числа анодов по особенности конструкции: 5*2=10
2.Конструктивный расчет.
А) расчет анодов.
Площадь поверхности сечения всех анодов ровна
S= I: Дa/
Где S-площадь поперечного сечения, см2
I-сила тока, (А)
Дa! а-проходная плотность в аноде (А/см2)
S=
Для изготовления анодов применяем графитовые брусья поперечным сечением 20х30 см.
Определим расчетное число брусьев во всех анодах:
m=
Фактическая плотность тока в аноде
Да =
Принимая рабочую высоту анода На= см, определим величину рабочей поверхности анода:
Sa=Ha*Ba
Sa=
Б) Расчет Катодов
Величина рабочей поверхности катода определяется соотношением анода и катодной плотностей тока:
Где Да-анодная плотность тока, (А/см2)
Дк- катодная плотность тока, (А/см2)
sk=
Найдем высоту катодного листа, учитывая, что ширина катода равна ширине анода:
Нк=
Число катодов больше в два раза числа анодов по особенности конструкции:
3.Расчет напряжения.
Баланс напряжения электролизера определяется равенством: (В)
U=Va+Vk+Vэ+Vош+Е
Где U-напряжения электролизера,
Va-перепад напряжения в аноде
Vk- перепад напряжения в катоде
Vэ-перепад напряжения в электролите
Vош- перепад напряжения в ошиновке
Е-напряжения разложения
Перепад напряжения в аноде:
Va=Д!а*Lа*pгр
Где Д /а- проходная плотность тока в аноде,(А/см2)
Lа- путь тока по аноду, Lа=140 см
pгр- удельное сопротивление искусственного графита,11,5х10-4 Ом*см
Va=4,76х140х11,5х10-4=0,77 В
Перепад напряжения в катоде:
Vk=Дk*lk*pст
Где Дk-проходная плотность тока в катоде
lk- пусть тока по катоду,170 см
pст –удельное сопротивление стали при 5000 С,(0,6*10-4 Ом*см)
Vk=25*170*0.6*10-4=0.26 B
Перепад напряжения в электролите вычисляем по формуле
V=Д ср*L
K*k
Где Д ср= –плотность тока в среднем сечении электролита, (А/см2)
L-расстояние между электродами, (см) (Таблица 1.1.)
K-удельная электропроводимость электролита, К=1,83 0м-1 *см-1
K=коэффициент уменьшения электропроводимости электролита в следствии газонаполнения, К=0,93
Падение напряжения в ошиновке Vош принимаем. Согласно практическим данным=0,3В
Напряжение разложения Е=2,8В
Напряжения на зажимах электролизеров.
U=0.77+0.26+1.85+0.3+2.8= 5,98 B
3.Расчет напряжения.
Баланс напряжения электролизера определяется равенством:
U=Va+Vk+Vэ+Vош+Е
Где U-напряжения электролизера, (В)
Va-перепад напряжения в аноде (В)
Vk- перепад напряжения в катоде (В)
Vэ-перепад напряжения в электролите
Vош- перепад напряжения в ошиновке
Е-напряжения разложения
Перепад напряжения в аноде:
Va=Д!а*Lа*pгр
Где Д /а- проходная плотность тока в аноде,(А/см2)
Lа- путь тока по аноду, Lа=140 см
pгр- удельное сопротивление искусственного графита,11,5х10-4 Ом*см
Va=
Перепад напряжения в катоде:
Vk=Дk*lk*pст
Где Дk-проходная плотность тока в катоде
lk- пусть тока по катоду,170 см
pст –удельное сопротивление стали при 5000 С,(0,6*10-4 Ом*см)
Vk=
Перепад напряжения в электролите вычисляем по формуле
V=Д ср*L
K*k
Где Д ср= –плотность тока в среднем сечении электролита, (А/см2)
L-расстояние между электродами, (см) (Таблица 1.1.)
K-удельная электропроводимость электролита, К=1,83 0м-1 *см-1
K=коэффициент уменьшения электропроводимости электролита в следствии газонаполнения, К=0,93
V=
Падение напряжения в ошиновке Vош принимаем. Согласно практическим данным=0,3В
Напряжение разложения Е=2,8В
Напряжения на зажимах электролизеров
.
U=
4.Тепловой расчет.
Тепловой расчет заключается в составлении теплового равновесия, т.е
Qприхода = Qрасхода
Расчет ведем, принимая температуру процесса 7000 С по уравниванию:
I*V*860=Qр+Qн +Qи+Qпр+Qко +Qтп
Где I-сила тока.(кА)
V- перепад напряжения между электродами, (В)
Qр+Qн +Qи+Qпр – соответственно расход тепла на разложение хлористого магния, нагревание загруженных веществ, испарение электролита и разложение примесей, (ккал/час)
Qко +Qтп– соответственно тепловые потери с газами катодного отсоса из поверхности электролизера, (ккал/час)
А) Приходная часть баланса.
Приход тепла от подведенной электроэнергии
N= 860*I*Vа.к
Va.k =U - Vони
Va.k =5,98-0,3=5,68В
N=100*5.68*860=488480 ккал/ч
Б)Расходная часть баланса.
1.Расход тепла на разложение хлорида магния:
Qp=a md*(H700+H700/)-ax*cx (tэ-tх)
Где - a md количество получаемого в составе магния-сырца и шлама маталлического магния, (кг\ч)
Ах – количество хлора, (кг/ч) (таблица 2.)
H700-удельная теплота образования MgCI2 при 7000C отнесенная к 1кг магния (ккал\кг)
Н700/ -удельная теплота образования KCl*MgCl2 ghb 7000C
CX – теплоемкость хлора, (ккал/кг град)
(tэ-tх)-соответственно температуры хлора в момент выделения и на выходе (С)
Qp= 36.43*(5866+331)-105.84*0.1276*(700-300)=213491 ккал/ч
2.расход тепла на нагревание загруженного безводного карналлита.
Qh=ak*ck (tэ-tк)
Где а- количество загружаемого безводного карналлита, (кг\ч) (таблица 2)
ck- удельная теплоемкость жидкого безводного карналлита, (ккал/кг.град)
(tэ-tк)- соответственно температура электролита и безводного карналлита.(С0)
QH=289*0.266(700-680)=1537 ккал/ч
3.Расход тепла на испарение электролита.
Qu=∑Bqu
Где В-количество соли в возгоне,(кг/ч)
qu- теплота испарения соли,(ккал/ч)
Согласно материальному балансу, за 1 час получается 3,65 кг возгона, в том числе 1,10 кг MgCI2 1.46 кг KCI и 1.10 NACI (таблица 1.2.)
Qпр= 1.10*344+1.46*530+110*702=1924 ккал/ч
4.Расход тепла на разложение примесей.
Согласно практическим данным, расход тепла по этой статье составляет в среднем 14,5 ккал на 1 кг без
Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...
Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...
Классификация холодных блюд и закусок. Урок №2 Тема: Холодные блюда и закуски. Значение холодных блюд и закусок. Классификация холодных блюд и закусок. Кулинарная обработка продуктов...
ТЕРМОДИНАМИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ. 1. Особенности термодинамического метода изучения биологических систем. Основные понятия термодинамики. Термодинамикой называется раздел физики...
Принимаем 5 анодов по 7 брусьев в каждом.
Фактическая плотность тока в аноде
Что соответствует принятой плотности тока.
Принимая рабочую высоту анода На=90 см, определим величину рабочей поверхности анода:
Sa=Ha*Ba
Где Ва- ширина анода, (см) (20*7=210)
Sa=90*210=18900 см2
Б) Расчет Катодов
Величина рабочей поверхности катода определяется соотношением анода и катодной плотностей тока:
Где Да-анодная плотность тока, (А/см2)
Дк- катодная плотность тока, (А/см2)
Найдем высоту катодного листа, учитывая. что ширина катода равна ширине анода:
Нк=15500/210 =74 см
Число катодов больше в два раза числа анодов по особенности конструкции: 5*2=10
K*k
Где Д ср= 
–плотность тока в среднем сечении электролита, (А/см2)
L-расстояние между электродами, (см) (Таблица 1.1.)
K-удельная электропроводимость электролита, К=1,83 0м-1 *см-1
K=коэффициент уменьшения электропроводимости электролита в следствии газонаполнения, К=0,93
Падение напряжения в ошиновке Vош принимаем. Согласно практическим данным=0,3В
Напряжение разложения Е=2,8В
Напряжения на зажимах электролизеров.
U=0.77+0.26+1.85+0.3+2.8= 5,98 B
