Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Топ:
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Оснащения врачебно-сестринской бригады.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Интересное:
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Дисциплины:
2018-01-30 | 319 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Величина падения напряжения в электролите существенно зависит от конструкции электролизера, его геометрических размеров, удельной электропроводимости электролита. Омические составляющие напряжения на электролизере рассчитывают по закону Ома [5].
(10)
где ρ – удельное сопротивление электролита, Ом*м;
χ – удельная электропроводность электролита, См/м;
l – расстояние между катодом и анодом, м;
S – площадь проходного сечения электролита, м2;
iΣ–средняя плотность тока, А/м2.
Расстояние между катодом и анодом рассчитали следующим образом. Ширина ванны составляет 730 мм. Расстояние от края ванны до анодной штанги 80 мм. Следовательно, расстояние между катодом и анодом можно принять равным 300 мм.
Для расчета падения напряжения в электролите использовали величину средней плотности тока, которая учитывает прохождение тока между электродами разной площади.
=
Для расчета χ необходимо определить эквивалентные электропроводности при суммарной эквивалентной концентрации электролита.
(12)
моль-экв/л
3.2 Расчет удельной электропроводности для
По справочным данным составим таблицу 4.
Таблица 4 – Эквивалентная электропроводность сульфата меди [6]
Сэ,моль-экв/л | λ18,См/м2·моль |
0,1 | 0,004386 |
0,5 | 0,0031 |
0,002583 | |
0,002015 |
Построим график зависимостиСэ(CuSO4)-λ(рисунок 1).
Рисунок 3 – Зависимость эквивалентной электропроводности сульфата меди от концентрации
По логарифмическому уравнению найдем эквивалентную электропроводность при заданной концентрации (
λ = (-8*10^ (-4) *ln (2,8244) + 0,0026) *10-4=0,0017 См*м2/моль
Рассчитаем удельную электропроводность при температуре 18оС:
(12)
Пересчитаем при рабочей температуре электролита в 23оС:
|
α, при молярной концентрации =1,6 моль/л, равен 0,021.
3.3 Расчет удельной электропроводности для
Методика расчета электропроводности для серной кислоты состоит из следующих последовательно идущих операций
1. Из справочника [7] необходимо взять значения плотностей растворов серной кислоты и соответствующие им процентные концентрации. Эти данные необходимы для пересчета процентной концентрации в эквивалентную.
2. Также из справочника [6] возьмём значения удельной электропроводности растворов серной кислоты и соответствующие им процентные концентрации.
3. Исходя из того, что значения плотностей и электропроводностей в справочной литературе даны при разных концентрациях, строим зависимость ρH2SO4 – ω%. (Рисунок 2),для определения плотностей растворов серной кислоты при концентрации соответствующей справочным значениям удельной электропроводности и заносим их в таблицу 6.
4. Затем выполняем пересчет процентной концентрации в эквивалентную и также заносим их в таблицу 6.
5. По данным из таблицы 6 строим зависимость СЭ- λ
6. По линии тренда зависимости СЭ- λ определяем удельную электропроводность раствора серной кислоты при концентрации 2,82 моль-экв./л.
Таблица 5 – Плотность серной кислоты [7]
P, кг/м3 | ω, % |
6,956 | |
7,704 | |
8,415 | |
9,129 | |
9,843 | |
10,56 | |
11,26 | |
11,96 | |
12,66 | |
13,36 | |
14,04 | |
14,73 | |
15,41 | |
16,08 | |
16,76 | |
17,43 | |
18,09 | |
18,76 | |
19,42 | |
23,93 | |
24,58 | |
25,21 | |
25,84 | |
26,47 | |
27,1 | |
27,72 | |
28,83 | |
29,57 | |
30,18 |
Пример расчета плотности электролита для концентрации соответствующей концентрации при которой дана электропроводность.
Далее произведем пересчет плотности при 20оС в плотность при 25оС по следующему уравнению
Рисунок 4 – Зависимость плотности серной кислоты от концентрации
По справочным и расчетный данным составляем таблицу 6.
Таблица 6 – Эквивалентная электропроводность серной кислоты [6]
|
ω, % | p, кг/м3 при Т=250С | p, кг/м3 при Т=200С | Сэ, моль-экв/л | λ, См*м2/моль |
1043,196 | 1043,2725 | 0,745178929 | 0,02069 | |
1065,61 | 1065,6894 | 1,087413265 | 0,01964 | |
1095,496 | 1095,579 | 1,565072857 | 0,018 | |
1132,854 | 1132,9357 | 2,196455255 | 0,0156 | |
1177,683 | 1177,7667 | 3,004432398 | 0,01314 | |
1207,569 | 1207,6535 | 3,573579745 | 0,01135 | |
1244,926 | 1245,012 | 4,319321837 | 0,009365 | |
1282,284 | 1282,3713 | 5,103183827 | 0,007585 |
По данным из таблицы 6 строим зависимость эквивалентной электропроводности серной кислоты от концентрации (рисунок 3). По уравнению линии тренда найдем эквивалентную электропроводность при суммарной эквивалентной концентрации электролита:
λ = -0,0031*(x)+0,0227=-0,0031*2,8244+0,0176= 0,0189 См*м2/моль
Рассчитаем удельную электропроводность при температуре 25оС:
Пересчитаем при рабочей температуре электролита в 23оС:
Найдем
Рисунок 5 – Зависимость эквивалентной электропроводности серной кислоты от концентрации
Рассчитаем падение напряжения в электролите ΔUэл:
ΔUэл= (14)
l- расстояние между катодом и анодом равное 300 мм.
В
Падение напряжения в контактах принимают равным 10-15 % от рассчитанного общего напряжения.
Рассчитаем общее падение напряжения в теле электрода:
Выбор источника тока
Выбором источника тока нужно учесть падение напряжения в проводящих проводах от выпрямителя до гальванической ванны. Его принимают равным 15% напряжения на ванне. С учетом этой составляющей U= = 1,06В.
Следовательно, выпрямительный агрегат должен поддерживать ток силой 182,65А при напряжении 1,06В. По результатам расчета выбираем ближайший по техническим характеристикам выпрямительный агрегат В-ТПЕ-200-12-01УХЛ4; номинальная сила тока 200А; номинальное напряжение 12В.
Заключение
Медь по праву можно назвать незаменимым металлом в гальваническом производстве. Покрытия из меди применяют во многих отраслях промышленности как в качестве подслоя для нанесения других металлов, так и в качестве самостоятельного покрытия в производстве печатных плат. Толстые медные покрытия используют в гальванопластике для производства металлических копий.
В расчетной части были найдены, электропроводность электролита, величины анодного и катодного перенапряжений, а также габаритные размеры ванны. Полученные данные были использованы для расчета электрического баланса ванны гальванического меднения.
|
Для электроосаждения медных покрытий была выбрана ванна с габаритными размерами 1000 х 1000 х 730 мм. На основании результатов расчета электрического баланса установлено, что для нормальной работы гальванической ванны необходим выпрямительный агрегат марки В-ТПЕ-200-12-01УХЛ4; номинальная сила тока 200А; номинальное напряжение 12 В.
Библиографический список
1. Дасоян, М.А. Технология электрохимических покрытий / М.А. Дасоян, И.Я. Пальмская, Е.В. Сахарова. – Л.: Машиностроение, 1989. – 391 с.
2. Федотьев, Н.П. Прикладная электрохимия/Н.П. Федотьев, А.Ф. Алабышев, А.Л. Рогинян. – СПб.: Госхимиздат, 1962. – 641 с.
3. Томилов, А.П. Прикладная электрохимия / А.П.Томилов, Р.И. Агладзе, Н.Т. Гофман.– М.: Химия 1984. – 517 с.
4. Кудрявцев, Н.Т. Электролитические покрытия металлами/Н.Т. Кудрявцев. – М.: Химия,1979. –352 с.
5. Рудой, В. М. Методы исследования кинетики электродных процессов: учебно- методическое пособие / В. М. Рудой, Т. Н. Останина, И. Б. Мурашова, А. Б. Даринцева.– Екатеринбург.: Изд – во Урал. Ун - та, 2013. - 112 с.
6. Справочник по электрохимии / Под ред. Сухотина А.М. – М. - Л.: Химия, 1981. - 488 с.
7. Справочник химика. Т.З. /Под ред. Б.Н Никольского. – 2-е издание. - М.: Химия, 1964. - 1000 с.
|
|
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!