ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидродинамический режим из "Электрохимическая обработка металлов" Гидродинамический режим электрохимического процесса должен обеспечить стабильное протекание электродных реакций удаление продуктов этих реакций с целью уменьшения энергетических затрат на электродах отвод тепла, возникаюш,его в процессе электрохимической обработки. [c.38] При растворении в воде электролитов увеличивается удельный вес раствора йр, часто пропорционально концентрации раствора С. Если в жидкости находятся равномерно распределенные газовые пузырьки, то величина ёр уменьшается пропорционально их относительному объему. Растворение электролитов в воде увеличивает динамическую вязкость раствора 1] , которая, в свою очередь, падает с повышением температуры. Жидкость, заполненная газовыми пузырьками, увеличивает свою кинематическую вязкость пропорционально относительному объему газа. С достаточной для практики точностью можно считать, что основные параметры чистого электролита, в том числе плотность и вязкость, не зависят от давления. Скорости движения раствора электролита на порядок ниже скорости звука в жидкостях, поэтому электролиты в условиях электрохимической обработки можно считать несжимаемыми. [c.38] При зазоре 0,2 мм можно пренебречь молекулярным влиянием твердых стенок на гидродинамический режим протекания жидкости, и попрежнему считать, что остаются справедливыми соотношения, выведенные для больших объемов жидкости. [c.39] Вследствие трения жидкости о твердые стенки возникает так называемый гидродинамический пограничный слой, в котором жидкость замедляет свое движение. Ламинарный режим характеризуется тем, что при втекании жидкости в канал толш,ина пограничного слоя по мере удаления от точки входа постепенно растет. Если длина замкнутого пространства в несколько раз превышает его поперечный размер, можно считать, что течение жидкости происходит в каналах. Для плоского канала или трубы на расстоянии / = 0,1бКе устанавливается стационарное течение, при котором влияние стенки распространяется на все сечение канала. Ламинарный поток в этом случае возникает при Ке = ЫО 2-10 . [c.40] Для выбора параметров насоса необходимо знать гидравлическое сопротивление межэлектродного пространства. [c.42] При протекании вязкой жидкости уравнение Бернулли для двух последовательно пересекаемых сечений должно записываться с учетом гидравлических потерь Я, которые приводят к падению давления во втором сечении [23, 48]. Различают местные гргдравлические потери, возникающие вследствие изменения формы и размеров канала и потери на трение о стенки канала. [c.42] При электрохимической обработке местные потери особенно велики при входе раствора в межэлектродный зазор через отверстие в катоде. В этой области возникает резкое падение давления. В рабочем зазоре электролит, как правило, движется вдоль поверхностей, радиус кривизны которых во много раз превышает величину зазора, поэтому роль местных потерь здесь невелика и основное значение приобретают потери на трение. [c.42] В случае электрохимической обработки при больших значениях Re коэффициент гидравлических потерь на трение определяется отношением высоты микронеровностей на электродах к величине зазора между ними. Потери на трение растут с увеличением этой величины. Энергия, теряемая жидкостью вследствие потерь, переходит в тепло. Однако, по сравнению с нагревом электролита за счет омического сопротивления межэлектрод-ного промежутка, эта величина весьма мала и ею можно пренебречь [10]. [c.42] Во время работы электрохимического станка при прокачке электролита возникают гидростатические силы, которые стремятся разъединить электроды. Величину этих сил следует знать при расчете жесткости системы подачи катода. [c.42] Около электродов, особенно вблизи катода, существует пограничный слой, насыщенный газами, влияющий на физические и электрические свойства пограничного гидродинамического слоя. Перенос газовых пузырьков от поверхности электрода в средние области зазора происходит из-за диффузии и гидродинамического воздействия потока. [c.43] На движущийся в магнитном поле заряд действует сила Лоренца. При электрохимической обработке эта сила направлена поперек зазора. Однако раствор электролита в основном состоит из электронейтральных молекул, и поэтому магнитное поле не оказывает заметного влияния на движение жидкости в межэлектродном зазоре. [c.44] Влияние гидродинамического режима на массоперенос. С помощью проточного электролита поддерживается постоянная концентрация реагирующих частиц в средних частях зазора. Благодаря этому толщина диффузионных слоев сохраняется постоянной и возможен стационарный процесс диффузионного массопереноса к электродам и от них. Если известны параметры гидродинамического режима, то процесс массопереноса с электродов можно описать уравнениями конвективной диффузии, составляемыми для пограничного диффузионного слоя. [c.44] Величина уменьшается обратно пропорционально квадратному корню из скорости электролита. При ламинарном режиме концентрация ионов в диффузионном слое линейно зависит от расстояния до поверхности электрода. Таким образом, при ламинарном режиме невозможно обеспечить равномерную толщину диффузионного слоя, что приводит к неравномерности концентрационного перенапряжения на электродах и неравномерной пассивации. [c.45] Замедленность диффузионной стадии отвода продуктов с анода не может непосредственно ограничивать скорость электрохимической реакции анодного растворения. Однако при наличии большого диффузионного слоя возможен рост концентрационного перенапряжения и увеличение анодного потенциала, усиление пассивации и увеличение энергетических потерь в пассивной пленке. [c.46] Зная толщину диффузионного слоя / , можно оценить концентрацию ионов около электрода. Увеличение скорости прокачки приводит к снижению концентрационного перенапряжения, что позволяет повысить плотность тока до наступления полной пассивации. Как было отмечено выше, возможен режим поверхностной турбулентности, в котором резко усиливается массоперенос с электрода. Шероховатость поверхности стенки начинает влиять на массопередачу после превышения некоторого Не рц [21]. [c.46] Значительных диффузионных ограничений по отношению к активирующим анионам, по-видимому, не возникает, ввиду их довольно больших концентраций. Из-за высокой концентрации молекул воды и большой величины электрохимического перенапряжения концентрационное перенапряжение на катоде невелико. Диффузионные ограничения, по-видимому, существенно не влияют на катодный процесс вследствие высокой концентрации молекул воды в растворе. [c.46] Вернуться к основной статье