Реферат стр. Ил. Табл

Реферат стр. Ил. Табл



МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ,УКРАЇНИ

ДВНЗ «УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»


Кафедра ТЕ


Розрахунково-пояснювальна записка

До курсового проекту з

«Устаткування електрохімічних виробництв»

«Розрахунок свинцево-кислої акумуляторної батареї 6-ст-140»


Виконала

ст. гр. 4-Е-82 Стефчук Ю.Г.


Керівник

Асистент Смирнова Реферат стр. Ил. Табл О.В.


М.Дніпропетровськ

2012

РЕФЕРАТ


Стр. Ил. Табл.

Ключевики: АККУМУЛЯТОР, СВИНЕЦ, ЭЛЕКТРОД, ЭДС, НАПРЯЖЕНИЕ, ПАСТА, ДИОКСИД СВИНЦА, СЕРНАЯ КИСЛОТА, ВОДА, ХИТ, СУРЬМА, ПОЛЯРИЗАЦИЯ, БАТАРЕЯ.


В литературном обзоре описывается механизм работы свинцового аккума, его Реферат стр. Ил. Табл достоинства и недочеты. Описываются препядствия при его работе и некие решения для их устранения.

В конструктивном расчете ведется расчет характеристик аккума, определяется расход пасты на каждый токоотвод, определяется размеры сепаратора, принимается его габаритные Реферат стр. Ил. Табл размеры батареи аккума и аккумуляторной батареи.

В балансе напряжений определяются затраты энергии при работе аккумуляторной батареи.

В термическом расчете определяется интенсивность нагрева аккума при стартерном режиме работы






  1. ВВЕДЕНИЕ



Потребность в автономных источниках энергии активно увеличивается Реферат стр. Ил. Табл. Чтоб получить нужные технико-технические свойства разных автономных устройства, нужно создавать огромное количество вариантов источников тока каждой из обеспеченных в сырьевом и технологическом отношении химических систем [1].

Хим источники электронной энергии либо Реферат стр. Ил. Табл, как их почаще именуют, хим источники тока – устройства, дозволяющие получать электронную энергию за счет какой-нибудь хим реакции. В хим источниках тока переход хим энергии в электронную осуществляется конкретно без промежного образования термический Реферат стр. Ил. Табл и механической энергии, как это имеет место при использовании хим энергии горения горючего под паровыми котлами термических электрических станций либо в движках внутреннего сгорания.

Значение хим источников тока в современной Реферат стр. Ил. Табл технике и быту очень велико. Это разъясняется тем, что сильно много машин и аппаратов нуждается в автономном питании электронной энергией, не связанном со стационарными электросетями, также тем, что высочайшая надежность хим источников тока делает Реферат стр. Ил. Табл их неподменными для всякого рода аварийных устройств. Область внедрения хим источников тока очень велика, это приведение в действие стартеров, источники тяги (электровоз, электрокар), энергия для фонариков, освещения вагонов, питания Реферат стр. Ил. Табл разных средств связи, измерительной аппаратуры, аварийных устройств и др.

Хим источники электронной энергии изготавливают самых разных размеров: с массой в несколько гр и до сотен кг.

Хим источники тока бывают однократного и неоднократного деяния Реферат стр. Ил. Табл. Источники разового деяния обычно именуют первичными источниками тока, а источники неоднократного деяния – аккумами [2].

При выборе аккумуляторной батареи нужно спрогнозировать режим ее работы, нрав конфигурации нагрузки, спектр конфигурации силы тока и напряжения, температуру среды Реферат стр. Ил. Табл и др. Исходя из этих характеристик, можно избрать ряд аккумов, удовлетворяющих наши требования, но главным параметром при сопоставлении аккумов этого ряда меж собой будет их цена.

Кислотные свинцовые батареи являются Реферат стр. Ил. Табл более всераспространенными посреди вторичных хим источников тока (около 70%). Владея сравнимо высочайшей удельной мощностью в сочетание с надёжностью и относительно низкой ценой, эти батареи находят различное применение. В главном это автопромышленность, электростанции, телефонные Реферат стр. Ил. Табл станции и т.д. [3].



  1. ^ ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР




    1. Разновидность свинцовых аккумов


Зависимо от предназначения различают последующие виды свинцовых аккумов: стационарные, стартерные, авиационные, вагонные. В свинцовых аккумах применяется 2 типа электродов: поверхностные и пастированые.

Поверхностный электрод состоит из Реферат стр. Ил. Табл свинцовой пластинки, на поверхности которой химическим методом формируется слой активной массы.

Пастированые электроды разделяются на решетчатые (намазные), коробчатые и панцирные.

В решетчатых электродах активная масса удерживается в решетки из свинцово-сурьмяного Реферат стр. Ил. Табл сплава шириной 1-4мм.

В коробчатых пластинках решетки с активной массой запираются с 2-ух сторон перфорированными свинцовыми листами.

Панцирные пластинки состоят из свинцово-сурьмяных штырей, которые помещаются снутри пластмассовых перфорированных трубок, заполненных активированной Реферат стр. Ил. Табл массой. Для отрицательных электродов употребляются намазные и коробчатые пластинки, для положительных – поверхностные, намазные и панцирные [4].


    1. Теория свинцового аккума


Свинцовые батареи, в принципе, состоят из последующих частей: положительных пластинок из диоксида свинца, нанесенного на Реферат стр. Ил. Табл решетки-токоотводы из свинцово-сурьмяного сплава, отрицательных пластинок из

свинцовой губы, также нанесенной на токоотводы-решетки, электролита – раствора серной кислоты, сепараторов – микропористых изоляторов, разделяющих положительные и отрицательные пластинки, и сосудов с крышками.


Действие свинцовых Реферат стр. Ил. Табл аккумов основано на реакциях:

PbO2+H2SO4+2H++2e↔PbSO4+2H2O

Pb+H2SO4-2e↔PbSO4+2H+

PbO2+Pb Реферат стр. Ил. Табл+2H2SO4±2e↔2PbSO4+2H2O

При заряде аккума процессы идут слева вправо, при заряде напротив [3].

Используя уравнение Нернста можно найти ЭДС свинцового аккума:



Где:

Е0=2,041 – стандартній потенціал реакции;

R=8,31 – универсальная газовая неизменная, Дж/к Реферат стр. Ил. Табл·моль;

T – температура среды;

F – число Фарадея;

- активность сернойкислоты;

- активность воды;

Из уравнения видно, что ЭДС аккума вырастает с повышением концентрации H2SO4. Но с повышением концентрации кислоты растет Реферат стр. Ил. Табл скорость коррозии электродов, а при больших концентрациях кислоты – вырастает сопротивление раствора электролита. Потому рабочая концентрация H2SO4 в заряженном аккуме лежит в границах 3,4-5,5 моль/л (=1,2-1,31г/см3), а в заряженном – 1,3-2,9моль/Л (=1,08-1,17г/см3).


    1. Электронные Реферат стр. Ил. Табл свойства


Как было сказано ранее, при заряде аккума ионы свинца на положительном электроде отдают электроны и перебегают в PbO2, а на отрицательном электроде получают по 2 электрона и перебегают в железную свинцовую губку. При Реферат стр. Ил. Табл всем этом во время заряда свинцовом аккуме появляется серная кислота, ее концентрация в электролите вырастает и, как следует, вырастает и ЭДС аккума.

По мере расхода ионов свинца их концентрация в Реферат стр. Ил. Табл электролите дополняется за счет перехода в раствор PbSO4 из заряженных активных масс. У поверхности снаружи и снутри пор активной массы, где, фактически, проходит процесс разряда, на который расходуются ионы свинца, их концентрация локально Реферат стр. Ил. Табл падает. Возникает концентрационная поляризация, которая при заряде вызывает рост потенциалов электродов, дополнительно к повышению ЭДС за счет роста концентрации кислоты в электролите. К концу заряда потенциалы электродов добиваются величины, достаточной выделения кислорода Реферат стр. Ил. Табл и водорода, и заряжаемый ток начинает расходоваться для разложения воды.

На рис. 2.1 представлены кривые зависимости ЭДС, напряжения и потенциалов электродов (по отношению к кадмиевому электроду сопоставления) от длительности заряда током неизменной величины Реферат стр. Ил. Табл. В конце заряда все кривые перебегают в горизонтальные прямые, потому что идет только разложение воды с неизменной плотностью тока.

На рис. 2.2 представлены кривые, характеризующие заряд аккумов. Концентрация кислоты при разряде Реферат стр. Ил. Табл падает, соответственно понижается ЭДС аккумов. Поверхность активных масс равномерно покрывается узким слоем сульфата свинца, не проводящим электронный ток и препятствующий контакту активных масс с электролитом. Пластинки пассивируются, и их

потенциалы понижаются. Не считая того, в Реферат стр. Ил. Табл порах активных масс концентрация кислоты падает посильнее, чем в сосуде. Как следует, имеет место и концентрационная поляризация, снижающая напряжение в аккуме при заряде. К концу разряда кривые загибаются круче Реферат стр. Ил. Табл.








Для неплохого использования активных масс нужно, чтоб процессы разряда и заряда происходили не только лишь на поверхности электродов, да и в глубине пор. Чтоб ток прошел по электролиту вовнутрь пор, приходится растрачивать Реферат стр. Ил. Табл некое количество энергии на преодоление омического сопротивления в порах. При низкой плотности тока для относительно равномерного рассредотачивания тока по глубине довольно маленькой разности потенциалов меж поверхностью и глубиной пор. При огромных плотностях тока (стартерном Реферат стр. Ил. Табл разряде) большая часть его приходится на поверхность пластинок. Масса в глубине пор начинает работать интенсивней только к концу разряда, когда на поверхности уже израсходован активный материал. Потому к концу разряда состав массы по Реферат стр. Ил. Табл глубине пластинок несколько выравнивается. При разрядах на холоду из-за огромного электронного сопротивления в порах глубинные слои материала употребляются ужаснее.

Количество электричества, которое можно получить от отлично заряженного аккума, находится в Реферат стр. Ил. Табл зависимости от припаса активных масс и их степени

использования. Вероятная степень использования активных масс находится в зависимости от температуры и плотности тока разряда, количества и концентрации электролита, толщины пластинок и параметров Реферат стр. Ил. Табл сепаратора. Степень использования свинца в аккумах очень мала. При разрядах токами малой плотности она выходит, равна 50-70%, а при стартерных разрядах 15-18%. Если же считать весь свинец, который находится в аккуме, то так как Реферат стр. Ил. Табл количество его в токоотводах и в пасте примерно однообразный, то степень использования и того в два раза меньше. Полного использования активных масс достигнуть никогда не получится, даже при излишке электролита. Ограничивает внедрение активных Реферат стр. Ил. Табл масс в большинстве случаев их пассивация и время от времени недостающее количество кислоты в электролите. Так одно и тоже количество сульфата свинца быстрее закроет поверхность активной массы, если кристаллизация будет проходить в виде Реферат стр. Ил. Табл мелкокристаллического плотного слоя, а не больших рыхловатых кристаллов [2].

Ухудшение электронных черт аккума и выход из строя обоснованы коррозией решетки и оползанием активной массы положительного электрода. Срок службы аккума определяется, сначала, типом Реферат стр. Ил. Табл положительных пластинок и условием эксплуатации.

В аккумуляторном производстве употребляется как незапятнанный свинец, так и сплавы, содержащие сурьму, которая разносторонне повлияет на эксплуатационные свойства аккумов.

Положительное воздействие сурьмы связано с тем Реферат стр. Ил. Табл, что положительные электроды с легированными сурьмой решетками выдерживают более сильные циклические зарядно-разрядные нагрузки. Наличие сурьмы содействует более крепкому электронному контакту активного материала с решеткой, в то время, как в бессурьмянистых решетках активная масса Реферат стр. Ил. Табл стопроцентно отслаивается и отпадает уже после нескольких циклов разряда-заряда. В главном используют сплавы, содержащие 1-10% сурьмы, а для тяговых батарей содержание сурьмы находится в границах 4%. Последующее преимущество решеток содержащих сурьму в том, что Реферат стр. Ил. Табл на их не появляется блокирующего эффекта, который нередко наблюдается в случае бессурмянистыми

пластинами. Блокирующий эффект состоит в образовании токонепроводящих прослоек меж решеткой и активным материалом. Это, в свою очередь, может привести к Реферат стр. Ил. Табл огромным колебаниям емкости даже на новых батареях.

Отрицательный эффект состоит в том, что повышение содержания сурьмы наращивает ток неизменного подзаряда и относительное его повышение во время эксплуатации.

Уменьшение содержание сурьмы Реферат стр. Ил. Табл ниже 3% вызывает образование кристаллических структур материалов решеток, которые приводят к резвому образованию трещинок. Это делает неосуществимым изготовка высококачественных решеток.

Есть разработки сплавов, с малым содержанием сурьмы, которые имеют очень узкую структуру и Реферат стр. Ил. Табл, потому, могут употребляться для производства высококачественных решеток. При всем этом производится такое требование, как неподверженность этого сплава завышенной коррозии.

По сопоставлению с сурмянистыми сплавами заключается в том, что в аккумах с такими решетками Реферат стр. Ил. Табл не появляется блокирующих эффектов, они владеют стойкостью при повторяющихся нагрузках хотя и наименьшей чем в обыденных сплавах, но отличается от их некординально. Батареи, в каких употребляются малосурьмянистые сплавы, имеют довольно маленький ток Реферат стр. Ил. Табл подзаряда, что разъясняется особыми добавками в активной массе [5].


    1. Процесс саморазряда

Свинец может существовать в смесях серной кислоты только благодаря тому, что водород выделяется на нем с очень огромным перенапряжением. Но если на поверхность свинца Реферат стр. Ил. Табл попадут частички других металлов, на которых перенапряжение выделения водорода меньше, чем на свинце, то водород, вытесняемый свинцом из раствора, начнет выделяться на их, а свинец будет перебегать в раствор Реферат стр. Ил. Табл. При заряде внедрение тока на

выделение свинца свалится, потому что ток начнет тратиться на выделение водорода. Чтоб избежать этих вредных явлений, нужно при изготовлении аккумов использовать все материалы только высочайшей степени чистоты, сначала не Реферат стр. Ил. Табл содержащие железа, меди и других металлов с низким перенапряжением для выделения водорода. Но избежать присутствия сурьмы,

которая имеет маленькое перенапряжение выделения водорода, в сплаве тяжело. При заряде сурьма из токоотвода положительного электрода перебегает Реферат стр. Ил. Табл в раствор и потом оседает на поверхности отрицательного электрода. Чтоб повысить перенапряжение выделения водорода на сурьме, в электролит либо в активную массу добавляют особые вещества – ингибиторы, а именно α-оксинафтойную кислоту. Это существенно Реферат стр. Ил. Табл уменьшает саморазряд и газовыделение в аккумах [2].

Применение малосурьмянистых и бессурмянистых сплавов существенно уменьшает разложение воды, но, безизбежно происходит некий расход воды на газообразование как неотъемлемое свойство свинцового аккума [5].

Саморазряд положительного электрода Реферат стр. Ил. Табл появляется, в главном, в случае загрязнения электролита субстанциями, способными окислятся в контакте с PbO2, а именно, ионами железа. Так как саморазряд, в главном, происходит из-за растворения свинца в серной кислоте, то естественно Реферат стр. Ил. Табл, что с ростом температуры и концентрации кислоты в электролите саморазряд возрастает [2].


    1. Усовершенствования


Свинцовый аккумулятор выдумали очень издавна еще в 1859 году. С того времени его предназначение, вид и электронные свойства очень поменялись. Коэффициент Реферат стр. Ил. Табл отдачи аккума, коэффициент использования активной массы возросли неоднократно. Было выдумано новое выполнение, как аккума, так и отдельных его частей. На данный момент употребляются новые сплавы

свинца для токоотводов аккума. Но Реферат стр. Ил. Табл главные препядствия данного аккума до сего времени не решены. Оплывание активной массы, саморазряд аккума, коррозия пластинок – все это просит кропотливого исследования и нового выполнения. Нужна разработка новых сплавов, которые будут оказывать только положительное воздействие на Реферат стр. Ил. Табл свойства аккума, чтоб он не только лишь не уступал по чертам сегодняшним моделям аккума, да и много кратно превосходил их. Нужны новые материалы для корпуса аккума, чтоб они имели огромную Реферат стр. Ил. Табл крепкость, чем полипропилен и эбонит, и имели наименьший вес.

Почти все в аккуме поменялось с момента сотворения первого эталона и много в нем еще обменяется.



    1. Технологический процесс производства свинцовых аккумов


Технологический процесс производства Реферат стр. Ил. Табл аккумов содержит в себе




    1. Формировка батарей

      1. Баковая формировка


Формировка заряда электродов (формирование) осуществляется в формировочных баках, сделанных из диэлектрических Реферат стр. Ил. Табл материалов (эбонит,

полипропилен) и оборудованы снутри неизменными токоподводящими шинами, также сменными диэлектрическими гребенками (для фиксации сдвоенных пластинок).

Пластинки электродные инсталлируются в пазы гребенок попеременно, другими словами положительные чередуются с отрицательными. Для формирования заряда Реферат стр. Ил. Табл пластинок, контактирующих с шинами, шины подключаются к источнику неизменного тока.

В баках осуществляется так называемое беспайковое формирование. Это означает, что для обеспечения надежного контакта ушка пластинки с шиной, в месте их соприкосновения Реферат стр. Ил. Табл, употребляется явление химического осаждения на катоде.

Наибольшее осаждение происходит в местах большей плотности тока, другими словами в точках соприкосновения пластинок с шиной, как следует, место касания зарастает рыхловатой массой свинца, обеспечивая Реферат стр. Ил. Табл надежный контакт с отрицательной шиной. Потому, отрицательный потенциал поначалу подается на шину, контактирующую с положительными пластинами. В течение 1-го часа появляется надежный контакт положительных пластинок с шиной. После чего. Меняется полярность включения Реферат стр. Ил. Табл шин (переполюсовка) и отрицательный потенциал подается на шину, контактирующую с отрицательными пластинами. Появляется надежный контакт отрицательных пластинок с шиной и дальше длится формирование пластинок по данной программке. В итоге формирования пластинок, из сульфата свинца Реферат стр. Ил. Табл образуются: на положительном электроде – двуокись свинца, а на отрицательном – губчатый свинец.

Стоит отметить, что во время формирования происходит постепенное растворение положительной шины, приводящее к ее очищению от сульфата свинца и осадков. А Реферат стр. Ил. Табл на отрицательной шине происходит скопление осадков, приводящее, в предстоящем, к ухудшению контакта шины с устанавливаемыми на их пластинами. Потому, при формировании очередной

партии пластинок, положительные и отрицательные пластинки изменяются местами и, как Реферат стр. Ил. Табл следует, изменяется полярность подачи напряжения на шины. Это обеспечивает еще одну анодную очистку шин осадков, также равномерный износ шин.

После формирования, положительные и отрицательные сдвоенные электроды выгружаются, раздельно, из Реферат стр. Ил. Табл формировочных баков в заполненные незапятанной обессоленной водой транспортировочные баки и транспортируются на промывку и сушку.


Высушенные сдвоенные электроды передаются для разделения на одинарные. После разделения, одинарные электроды передаются на сборку батарей.


        1. Батарейная Реферат стр. Ил. Табл формировка


Аккумуляторные батареи, из сборочного цеха, на европоддонах, поступают в цех батарейного формирования. Поддон с батареями устанавливается на подъемный стол. С подъемного стола батареи перегружаются, вручную, на приемный сборочный поток заливочной машины. Залитые электролитом батареи Реферат стр. Ил. Табл, через системы конвейеров и раздаточную машину загружаются в одну из 12-ти формировочных ванн. В ваннах осуществляется формирование электронного заряда батарей, с применением водяного остывания, для сокращения времени формирования.

Для более действенного остывания Реферат стр. Ил. Табл ванны оборудованы насосами рециркуляции воды и воздушной системой барботажа (смешивание) воды, контроль за температурой воды осуществляется термодатчиком. Характеристики работы формировочной ванны задаются с центрального компьютера.

Из формировочных вынн батареи, через машину выгрузки Реферат стр. Ил. Табл и систему конвейеров, передаются на последующую обработку.

Предстоящая обработка включает:

  1. Слив и подмена электролита, если нужно, корректировка уровня электролита.

  2. Контроль уровня электролита.

  3. Отстой батарей в накопителе.

  4. Установка пробок.

  5. Промывка и сушка батарей Реферат стр. Ил. Табл.

  6. Зачистка плоских выводов.

  7. Испытание батарей огромным током и высочайшим напряжением.

  8. Клеймение.

  9. Консервация полюсных выводов.

  10. Окончательная сборка.

  11. Установка этикеток.

  12. Снятие с сборочного потока, погрузка на европоддоны и транспортировка батарей на склад Реферат стр. Ил. Табл готовой продукции.

Температура электролита при формировке должна быть в границах 15-30°С. Плотность электролита 1,24±0,002 для формирования заряда батарей без подмены электролита и 1,16±0,002 для формирования заряда батарей с подменой электролита.






  1. ^ КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ

    1. Начальные данные


Начальные данные для Реферат стр. Ил. Табл расчета приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1 Начальные данные

Наименование параметра

Значение параметра

Емкость, А·ч

140

Разрядный ток (при стартерном режиме работы), А

460

Габаритная плотность тока, А/дм2

12

Габариты токоотводов (a·h), мм2

133·143

Напряжение, В

12




    1. Определение ЭДС реакции


В свинцовом Реферат стр. Ил. Табл аккуме употребляется последующая химическая система:

- Pb│H2SO4│PbO2 +

В этой химической системе протекает последующая реакция:

PbO2+Pb+2H2SO4±2e↔2PbSO4+2H2O

Стандартные электродные потенциалы рассчитываются по уравнениям протекающих реакций и Реферат стр. Ил. Табл термодинамическим характеристикам (энергия Гиббса G) участвующих в реакции веществ.




Где:


- электродвижущая сила системы;

- энергия Гиббса товаров реакции;

- энергия Гиббса начальных веществ;

- изменение энергии Гиббса;

n - количество электронов, принимающих роль в реакции;

F Реферат стр. Ил. Табл - число Фарадея;





В

Если активность потенциалопределяющих компонент в растворе отличается от 1, то потенциал анодной либо катодной реакции можно высчитать по уравнению Нернста



Где:

аox, аred - активность окисленной и восстановленной форм вещества;

 - стехиометрический множитель.

а=С·±

Где Реферат стр. Ил. Табл:

± - коэффициент активности;

С - концентрация вещества.

Для свинцового аккума уравнение Нернста воспримет вид:



Для раствора серной кислоты плотностью 1,3г/см3 ±=0,226;

Активность воды равна ;

В

Принимаем, что ЭДС реакции равно 2 В.



    1. Определение количества аккумов в батарее


Определим Реферат стр. Ил. Табл количество аккумов в батарее



    1. Определение площади одноименных электродов в одном аккуме


дм2


    1. Расчет одноименных электродов в банке





    1. Определение полного количества электродов в аккуме


Принимаем, что количество положительных и отрицательных пластинок однообразное.




    1. Расчет количества положительных Реферат стр. Ил. Табл, отрицательных и полного количества электродов









    1. Определение массы активных компонент


Из химической реакции, протекающей в аккуме



рассчитываем химические эквиваленты всех веществ, принимающих роль в реакции, в том числе и воды:













Дальше, по закону Фарадея определяем массу каждого компонента Реферат стр. Ил. Табл в одном аккуме



Где:

kи - коэффициент использования активной массы при избранном режиме разряда.


Коэффициент использования находится в зависимости от толщины и пористости электрода, температуры, режима разряда, культуры производства аккумов и может колебаться в Реферат стр. Ил. Табл границах от 0,5 - 0,65 при 20-часовом разряде аккума.

Примем, что kи=0,58.

г

г

г

г

г


3.9.Расчитываем массу пасты

Таблица.3.1.состав пасты

Наименование материала

Единица измерения

Паста

положительная

Паста

негативная

Свинцовый порошек


кг


650


650

Серная

кислота


кг


70


30

Вода



кг


90


50

Дубитель



кг





20

Сульфат

бария


кг





3,25

Волокно

пропиленовое

кг


0,9


0,9

Всего

кг

810,9

754,15


Так, как нам понятно состав положительной и негативной пасты мы можем найти часть свинца Реферат стр. Ил. Табл, который находится в составе пасты.

Для положительной пасты:

810,9 - 100%

650 – x

%


Для негативной пасты:

754,15 - 100%

650 – x

%

Таким макаром,получим : C+Pb =0.801, C-Pb =0.86


Сейчас имея все данные ,мы можем найти массу пасты :

г;


г.

Рассчитываем массу Реферат стр. Ил. Табл пасты для аккумуляторной батареи :

МБАТ=mпастыnAK


г.

г.


    1. Расчет толщины намазанного электрода


Паста вмазывается в решетку-токоотвод, изготовленную из свинца с маленькими добавками сурьмы либо кальция. Объем электрода определяется объемом свинцового токоотвода и пасты



Где Реферат стр. Ил. Табл:

- объем токоотвода;

mтокоотводов – масса токоотвода ;


Pb - плотность свинцового сплава, г/см

Масса токоотводов по данным приравнивается

60 г - маса положительной токоотвода, 50г – маса негативного.

Pb =11,34 - плотность свинцового сплава, может быть принята равной плотности свинца, г Реферат стр. Ил. Табл/см3;

пасты - плотность пасты

см3;

см3.

Рассчитаем объем положительной и негативной пасты:

,

де - плотность пасты, г/см.

Плотность положительной и негативной пасты приравнивается 4,27 та 4,63 г/см.

см3;

см3.

Найдем объем положительной и негативной Реферат стр. Ил. Табл пасты ,которая находится на одном электроде :



де n+,- - количество негативных и положительных электродов в одной банке.

см3

см3

Рассчитаем объем намазанного электрода :

V= V + V

см3;

см3.


Рассчитаем толщину намазанных электродов:

=

мм Реферат стр. Ил. Табл;

мм.


мм;


    1. Определение объема серной кислоты в одном аккуме


Масса кислоты и воды рассчитываются по закону Фарадея зависимо от количества электричества, затраченного на заряд либо приобретенного при разряде. Но при разряде аккума кислота Реферат стр. Ил. Табл не вырабатывается нацело, ее концентрация миниатюризируется от 36-42% (заряженный аккумулятор) до 5-10% в конце разряда. Для расчета исходного объема серной кислоты нужно составить уравнения вещественного баланса по электролиту и по серной Реферат стр. Ил. Табл кислоте. Вещественный баланс по электролиту при, к примеру, разряде аккума можно представить в виде:



Где:

Vн, Vк - исходный и конечный объем электролита;

н , к - исходная и конечная плотность электролита соответственно,

mH2SO4 - масса израсходованной Реферат стр. Ил. Табл серной кислоты,

mH2O - масса выделившейся воды.

В процессе разряда аккума серная кислота расходуется, а вода - выделяется.

Запишем баланс по кислоте



Где:

Сн, Ск -начальная и конечная концентрации серной кислоты.



Ск Реферат стр. Ил. Табл=525,28г/л=0,52528г/см3;

Сн=88,9г/л=0,0882г/см3;

н=1,3г/см3;

к=1,06г/см3;

см3

см3


Зная исходный объем кислоты в аккуме, можно высчитать конечный объем после прохождения хоть какого количества Реферат стр. Ил. Табл электричества и объем кислоты в батарее из 6 аккумов.







    1. Расчет габаритов пакета электродов


При сборке аккума положительные пластинки зашиваются в конверт из пористой полиэтиленовой ленты. Размеры пакета превосходят размеры электрода (рис.1.7).

Длина пакета равна:



Где:

аЭП - длина Реферат стр. Ил. Табл пакета;

lБОК=5 мм - ширина бокового шва.

- длина электрода;

мм

Расчет толщины пакета.

Толщина пакета определяется шириной электродов в пакете. При всем этом нужно учесть, что положительные электроды обернуты лентой с Реферат стр. Ил. Табл 2-ух сторон. Толщина ленты с ребрами составляет около 1,4 мм. Толщина электрода


в пакете составляет



Где:

эп - толщина электрода в пакете;

 - высота профиля ленты.

мм.

Отсюда толщина пакета



мм.

Высота пакета соответствует высоте решетки-токоотвода h.


    1. Расчет габаритов Реферат стр. Ил. Табл корпуса 1-го аккума

Высота банки должна быть довольно большей, чтобы помещать пакет электродов и электролит.

Рассчитаем объем банки аккума по формуле:

V= nV(1-) + nV(1-) + V(1-) + V ,

де - - пористость негативного электрода;

+ - пористость Реферат стр. Ил. Табл положительного электрода;

- пористость ленты – сепаратора;

V - объем ленты – сепаратора ,см.


Объем ленты – сепаратора определяем по формуле ::

V = ,

де - толщина ленты - сепаратора, мм.

Толщина ленты приравнивается 0,1 мм.

V = = 152,152 см.

Пористость положительного и негативного электродов приравнивается Реферат стр. Ил. Табл 0,56 і 0,67 соответственно. Отсюда :

V = см

Высота банки приравнивается :

Н ,

Принимаем, что внутренняя ширина и длина аккума соответствует габаритам пакета электродов. Тесное размещение электродов в аккуме увеличивает твердость электродного набора и Реферат стр. Ил. Табл его стойкость к действию механических нагрузок при движении автомобиля.

Габариты аккума в данном случае приравниваются :

Ширина В= =22,4мм;

Длина А==153 мм.

При расчете нужно учесть наполнения электролитом пор электродов.

Отсюда :

Н= 66,22см Реферат стр. Ил. Табл.


    1. Расчет габаритов корпуса аккумуляторной батареи


Длина и ширина корпуса аккумуляторной батареи складываются из соответственных габаритов банок и толщины перегородок меж ними. При всем этом нужно также учесть толщину стен корпуса.

Длина аккума:



Где Реферат стр. Ил. Табл:

lК=5 – толщина стены корпуса, мм;

=3 - толщина внутренней стены, мм.



Ширина аккума:






Высота аккума:



Где:

hк=5 - конструктивная высота крышки, мм;

hд=6 – толщина днища, мм.






  1. Баланс напряжений

В аккуме употребляется последующая схема:

+Pb | Н2SО4 | РbО2 –

Процесс Реферат стр. Ил. Табл проходит по последующей реакции:

РbО2 + Рb + 2Н2SО4 → 2РbSО4 + 2Н2О

По этой реакции определяют величину токогенерирующей ЕРС по термодинамическим чертам веществ по формуле:



де Е0 – ЕРС реакции, В;

ΔG – изменение энергии Реферат стр. Ил. Табл Гиббса, кДж/кг

F – число Фарадея, Кл;

n – число электронов принимающих роль в реакции.

Изменение энергии Гиббса рассчитывают по формуле:



ν – стехиометрические коэффициенты;





ЕДС аккума находят из уравнения Нернста с учетом активностей кислоты и воды :



де Реферат стр. Ил. Табл – активность водорода;

=3,84

– активность сульфат иона;

= 0,166

– активность воды;

=0,79.


Активность воды и сульфат иона взято для кислоты с концентрацией 27,32% (плотностью 1,2 г/см3).



Омическое падение напряжения на поляризацию и падение напряжения в контактах находим с Реферат стр. Ил. Табл уравнения баланса напряжения источника питания, которое выражается последующей формулой :



де – ЕДС аккума, В;

– падения напряжения на поляризацию , В;

Uел-т – падения напряжения в электролите, В;

Uд – падения напряжения в диафрагме Реферат стр. Ил. Табл, В;

Uк – падения напряжения в контактах, В;

Сопротивление электролита рассчитывается по формуле:



де æ – электропроводность электролита, Ом-1см-1;

æ=0,7271 Ом-1см-1;

l – расстояние меж электродами, см;

S – суммарная площадь электрода, см2;





Меж электродами Реферат стр. Ил. Табл находиться как разница полной толщины сепаратора

( с бороздами) и толщина пленки сепаратора.





Падение напряжения в электролите находим для 20 часового процесса разряда: І=Q/20=140/20=7А






Падение напряжения в диафрагме рассчитывается как :



де δ – толщина сепаратора (диафрагмы), см;

β – коэффициент Реферат стр. Ил. Табл извилистости пор;

β=1,32;

і – плотность тока, А/см2;

П – пористость сепаратора,

П=0,6




Для отвода и подвода тока аккумулятор обогащают борнами и пластинами .Падение напряжения на каждом из их 16 мВ, потому:



Потому суммарное Реферат стр. Ил. Табл омическое падение напряжения будет приравниваться:





Уравнение баланса напряжения, запишем в виде:

, отсюда,



Для решения уравнения задаем конечное напряжение разряженного аккума ,потому что аккумулятор не разряжается ниже этого значения напряжения.





Статьи издержек

В

%

Статьи

В

%

ЕДС







Напряжение Реферат стр. Ил. Табл в конце разряда







Поляризационное падение напряжения







Омическое падение напряжения







Падение напряжения в контактах







Падение напряжения в сепараторе







Σ







Σ















referat-podgotovil-vladimir-kosticin.html
referat-polskoe-vosstanie-1863-goda.html
referat-ponyatie-obekti-i-subekti-prava-polzovaniya-nedrami.html