РАСЧЁТ БОРТОВОГО ОТСОСА

Бортовые отсосы получили наибольшее распространение в гальваническом производстве, так как они удобны, эффективны и экономичны.

Бортовые отсосы применяют для удаления вредных выделений с поверхности растворов, находящихся в различных ванных, где происходят процессы металлопокрытия и травления. Различают однобортовые отсосы, когда щель отсоса расположена вдоль одной из длинных сторон ванны, двухбортовые, когда щели расположены у двух противоположных сторон, и угловые — при расположении щелей у двух соседних сторон.

Бортовой отсос называют простым (рис. 2,а), когда щели расположены в вертикальной плоскости, и опрокинутым (рис. 2, б),

Рис. 2. Бортовые отсосы: а — простой; б — опрокинутый.

Когда щели расположены горизонтально в плоскости, параллельной зеркалу ванны. Чем токсичнее выделения с зеркала ванны, тем ближе их нужно прижать к зеркалу, чтобы не допустить попадания вредных веществ в зону дыхания работающих у ванн.

Простые отсосы следует применять при высоком стоянии уровня растврра в ванне, когда расстояние до щели отсоса Н составляет менее 80—150 мм; при более низком стоянии уровня раствора (//=150... 300 мм и более) значительно меньшего расхода воздуха требуют опрокинутые бортовые отсосы.

Расход воздуха на все виды бортовых отсосов тем больше, чем больше ширина ванны В, выше температура раствора и чем ближе к поверхности раствора необходимо прижать поток с учетом токсичности выделений.

Определение расхода воздуха, отсасываемого от горячих ванн. Расход воздуха, отсасываемого от промышленных ванн, впервые теоретически определил инж. И. Л. Виварели.

При работе бортового отсоса на частицу воздуха, находящуюся у поверхности раствора в ванне, действуют подъемная сила и сила всасывания. Под влиянием их частица движется по криволинейной траектории.

Исходя из условия постоянства подъемной силы Р в потоке (при постоянных температуре и плотности среды) по всему его пути, можно записать

где — плотность воздуха в потоке; — плотность окружающего воздуха;  — масса потока в том же сечении.

Пренебрегая увеличением массы на небольшом расстоянии от ванны, можно принять ускорение постоянным, и тогда сила Р может быть определена как

где u — скорость восходящего потока; t—время с момента отрыва потока от зеркала ванны; отсюда

Заменяя отношение плотностей отношением абсолютных температур, получим:

После интегрирования при u_нач=0 определим

На небольшом расстоянии от ванны отношение избыточных температур может быть принято равным

где Т_в — абсолютная температура нагретой жидкости в ванне.

Подставляя вместо

получим:

Скорость, создаваемая однобортовым отсосом, рассматриваемым как линейный сток, может быть определена по формуле

где L—объемный расход воздуха для всей щели отсоса. м3/с; — угол, образованный границами всасывающего факела; г — расстояние от щели до рассматриваемой точки.

На основании приведенных рассуждений И. Л. Виварели были получены расчетные формулы.

Ванна считается холодной, если температура жидкости в ней примерно равна температуре воздуха в помещении и горячей, если Объемный расход воздуха L, м3/ч, отсасываемого от горячих ванн, может быть определен по формуле

где К_з— коэффициент запаса, равный 1,5—1,75; для ванн с особо вредными растворами К_з=1,75...2; К_Т— коэффициент для учета подсоса воздуха с торцов ванны, зависящий от отношения ширины ванны В к ее длине l для однобортового простого

для двухбортового  при наличии сдува К_Т=1;

Б — безразмерная характеристика, равная для однобортового отсоса 0.35, а для двухбортового 0,5; р — угол между границами всасывающего факела, рад; Т_В и Т_ПОМ — абсолютные температуры соответственно жидкости в ванне и воздуха в помещении К.

Пример 1. Определить расход воздуха, удаляемого двухбортовым отсосом ванны травления серной кислотой, установленной у стены, при следующих данных t_n=60° С; t_ПОМ= 16° С; B=0,9 м; l= 1 м; φ = π/2.

Решение. Принимаем коэффициент запаса K₃=1,5, коэффициент для учета подсоса воздуха с торцов ванны

безразмерную характеристику Б=0,5.

В этом случае объемный расход отсасываемого воздуха будет равен: