Из (3.4) следует, что

(3.5)

Необходимая величина S_a определяется по уравнению (3.2). Задавшись значением s_a в пределах 0,1-0,96 м², по (3.3) определяют необходимое число анодов. Полученный результат округляют до целого числа либо корректируют принятые размеры электрода. Решение имеет смысл, если n_a не менее двух.

Поскольку величина s_a может отличаться почти в 10 раз, конструктивный расчет дает несколько альтернативных вариантов. При выборе из них можно руководствоваться следующими соображениями. Во-первых, количество электродных пластин одного знака не должно превышать 20-40 [1]. Во-вторых, масса одного блока электродов не должна превышать 50 кг. Она может быть рассчитана по уравнению:

М_БЭ = n_a·s_a·d ·g, (3.6)

где d - толщина анода; g - плотность стали.

Если n_a > 40, а М_БЭ > 50 кг, можно распределить поток СВ на несколько электродных камер в одном ЭК или на несколько ЭК. Можно также установить несколько электродных блоков в одной камере. После принятия решения по количеству анодов и их площади уточняются значения анодной плотности тока и времени работы анодов до их смены.

Проверка по уравнению (3.6) требуется в том случае, когда электроды предварительно собираются в блок, который затем монтируется внутри ЭК. Однако существуют конструкции ЭК, в которых электроды монтируются индивидуально. В данном курсовом проекте базовой конструкцией ЭК является конструкция с индивидуальным монтажом электродных пластин. Поэтому следует вычислить массу одной электродной пластины. Поскольку пластины проще монтировать вручную, желательно, чтобы масса пластины не превышала 15 кг.

Длина электродной камеры ЭК (мм) определяется шириной электрода b_a (мм) и равна

L_ЭК = b_a + 2 b^’, (3.7)

где b’ – зазор между торцем электрода и стенкой ЭК. Как видно из рис. 4.5, этот зазор складывается из толщины верхней опоры, из толщины нижней части гребенки, в которой фиксируются электроды (см. рис. 4.4) и из зазора (посадочного допуска) между торцем электрода и гребенкой. При принятых на рис. 4.5 размерах b^’ = 2 мм + 12 мм + 1 мм = 15 мм. Таким образом, длина электродной камеры на 30 мм больше ширины электрода.

Ширина электродной камеры ЭК определяется количеством электродов, их толщиной и межэлектродным зазором:

В_ЭК = 2 n_a ·δ + l_a-k (2 n_a – 1) + 2 b^’’, (3.8)

где l_a-k – начальное межэлектродное расстояние (от 8 до 10 мм);

b^’’ – зазор между стенкой ЭК и крайним электродом (см. рис. 4.6).

Зазор b^’’, как видно из рис. 4.6, складывается из крайней части гребенки, которая надевается на штырь нижней опоры, и двух зазоров (посадочных допусков) – между краем гребенки и стенкой ЭК и между первым пазом гребенки и крайним электродом. При принятых на рис. 4.6 размерах b^’’ = 1 мм + 23 мм + 1 мм = 25 мм.

Для равномерного распределения СВ между электродами ЭК желательно, чтобы длина и ширина электродной камеры были примерно равны. Как этого достичь в расчетах, рассматривается в разделе 3.4.

Объем СВ в ЭК в начале работы (без учета зазоров b’) равен

V_СВ,ЭК = s_a· l_a-k (2 n_a – 1) (3.9)

Время пребывания СВ в ЭК будет равно

(3.10)

Согласно [1, 3], это время должно быть 25-35 с, а по [4] - 60-180 с. Если t меньше рекомендуемых значений, в межэлектродном пространстве не успеет пройти реакция (2.5); при чрезмерно высоких значениях t шлам может накапливаться в электролизной камере. Величина t тем выше, чем больше межэлектродное расстояние и меньше плотность тока.