3.3 Розрахунки витрат води на промивні операції.

3.3.1 Економічні та екологічні проблеми зобов'язують раціонально використовувати водяні ресурси.

По кожній технологічній ванні, де містяться хімічні реагенти, треба вирішити, за яким компонентом потрібно оцінювати якість промивання деталей і перед якою операцією це робиться.

Відмивання з поверхні деталі проводять того компоненту, для якого критерій промивки К являється найбільшим:

К = С_о / С_к , (3.9)

де С_о і С_к - концентрація компонента, відповідно, в основній ванні і кінцева в ванні промивки.

Данні для виконання розрахунків на ЕОМ зведені до табл.3.3.

Таблиця 3.3 - Вихідні данні.

Промивання	Робочий обсяг води, дм3	Концентрація основного хімікату, г/дм3		Коефіцієнт промивки
		початкова Со	кінцева Ск
Гаряча	775	59,8	2,4	1
Холодна	-"-	2,4	0,1	1
Холодна	-“-	200	0,1	1
Уловлювання	-“-	120	20	1
Холодна	-“-	20	0,1	1
Холодна	-“-	17,8	0,42	1
Тепла	-“-	0,42	0,01	1

Необхідно знати:

годинну продуктивність лінії при обробці деталей на підвісках F,м²/рік;

норма виносу електроліту підвіскою G, дм³/м²;

кількість ванн промивок занесених до табл.3.3;

ефективний річний фонд устаткування;

коефіцієнт промивання.

3.3.2 При розрахунку витрат води використовується формула для простої проточної ванни.

Q = K ^. G ^. F, (3.10)

де Q- витрати води, дм³;

K- критерій промивання , рівний С_о/Ск;

G- норма виносу електроліту підвіскою, дм³/м²;

F- годинна продуктивність лінії, м²/рік.

3.3.3 Отриману величину порівнюють з об^’ємом ванни, і якщо вона більше, приймають рішення поставити двохступінчату каскадну ванну. Витрати води в цьому випадку перераховують за формулою:

Q₂ = G ^. F ^. К , (3.11)

де Q₂ - витрати води, дм³;

К- критерій промивання;

G- норми виносу електроліту підвіскою, дм³/м²;

F- годинна продуктивність лінії, м²/рік.

Одержану величину помножують на коефіцієнт 1,5, яким враховується можливе падіння тиску води в водопровідній мережі, і на коефіцієнт 0,7 в разі використання струминної промивки, з урахуванням витрат води на промивання розчинів, випарювання, промивку устаткування, загальні витрати води на промивні операції слід збільшити в 1,15 разу.

Після обчислень витрати води на кожній промивці розраховуємо витрати води на виконання річної програми.

Всі розрахунки виконані на ЕОМ і додаються нижче.

3.4 Розрахунки витрат електроенергії на електрохімічні

процеси та вибір джерел струму.

3.4.1 Напруга на ваннах електрохімічної обробки деталей складається з падіння напруги при проходженні струму через електроліт Е₁, різниці потенціалів анода і катода Е₂, падіння напруги в контактах Е₃, шинопроводі Е₄.

Необхідно знати:

густину струму на катоді J_K, А/дм³;

поверхню деталей у ванні S₁, дм²;

поверхню анодів у ванні S₂, дм²;

питомий електроопір електроліту R_O, Ом ^. см;

між електродну відстань L, см;

коефіцієнт газонаповнення А;

потенціал анода Е_А (катоду Е_К), В;

коефіцієнт, який враховує робочу (неізольовану) поверхню підвіски.

3.4.2 Всі розрахунки ведуть на ЕОМ за допомогою таких формул:

Е₁ = (1+А) ( (J_K ^. J_K ^. S₁/S₂)) ^. R_O ^. L, (3.12)

де Е₁- падіння напруги при проходженні струму через електроліт;

А- коефіцієнт газонаповнення;

J_K- густина струму на катоді, А/дм²;

S₁- поверхня деталей у ванні, дм²;

S₂- поверхня анодів у ванні, дм²;

R_O- опір електроліту ,Ом ^. см;

L - довжина ванни ,дм.

Для ванн з деталями на підвісках:

Е = Е₁+Е₂+Е₃+Е₄ (3.13)

3.4.3 Різниця потенціалу анода і катода розраховується по формулі :

Е₂ = Е_а - Е_к, (3.14)

де Е_а- потенціал анода, В;

Е_к- потенціал катода, В.

3.4.4 Падіння напруги в контактах розраховується по формулі:

Е3 = 0,15 (Е₁+Е₂), (3.15)

де Е₁- падіння напруги при проходженні струму через електроліт;

Е₂- різниця потенціалів анода і катода, В.

3.4.5 Падіння напруги на шинопровіді знаходять по формулі:

Е₄ = 0,1 (Е₁+Е₂+Е₃), (3.16)

де Е₄- падіння напруги на шинопровіду, В;

Е₁- падіння напруги при проходженні струму через електроліти, В;

Е₂- різниця потенціалів анода і катода, В;

Е₃- падіння напруги у контактах, В.

3.4.6 У даному проекті на ділянці хромування електроенергія споживається електрохімічними ванними, випрямлячами, сушильною камерою і деякими іншими споживачами. Витрати електроенергії кВт/год. залежать від кількості завантаження (підвісок) N за рік, поверхні деталей на одній підвісці S₁, густини струму J_K, напруги на ванні Е, часу обробки деталей Т (год.), коефіцієнта корисної дії джерела струму, який для більшості джерел становить 0,82. Розрахунок ведеться за формулою:

Q =^. T ^. S₁ ^. J_K ^. E ^. N/1000 ^. 0,82, (3.17)

де Т- час опрацювання деталей, ч;

S₁-поверхня деталей, дм²;

J_K- густина струму, А/дм²;

Е- напруга на ванні, В.

окремо для кожної електрохімічної операції.

3.4.7 Для розрахунків витрат електроенергії електроенергії автооператорами необхідно знати потужність двигунів вертикального і горизонтального руху (N_в та N_г ) і час їх роботи Т_г і Т_в який розрахований при обчисленні кількості автооператорів; час сушки підвісок в сушильній камері Т_с; потужність електронагрівача сушильної камери N_нс; потужність вентилятора на сушильної камері N_вс; потужність двигуна на вентиляторі загальної вентиляційної вентиляції N_вв; коефіцієнт використання устаткування.

Витрати електроенергії автооператорами обчислюють за формулою:

QA = N (T_г N_г + T_в N_в) / K_кд , (3.18)

де K_кд - коефіцієнт корисної дії двигунів.

3.4.8 Витрати електроенергії сушильною камерою:

QC = N (( N_нс + N_вс) / K_кд ) . T_с (3.19)

3.4.9 Витрати електроенергії двигуном загальної вентиляції:

QB = N_зв . T . K / K_кд , (3.20)

де Т - ефективний фонд роботи устаткування;

К - коефіцієнт використання устаткування.

Витрати електроенергії всіма споживачами складаємо і визначаємо її витрати на м² поверхні деталей.

Всі розрахунки виконані на ЕОМ і додаються нижче.

Після вибору джерел постійного струму одержані результати зведені в таблицю 3.4.

Таблиця 3.4 – Джерела постійного струму гальванічної дільниці

Ванни (операція)	Напруга на ванні, В	Сила струму , А	Тип випрямляча	Номінальна напруга	Номіналь-ний струм	Кількість випрямл.
Електрохімічне знежирення	9,26	662,5	ТЕ1-800/12Т	12	800	2
Цинкування	4,29	331,25	ТЕ1-400/12Т	12	400	3