Файл: Де Барр, А. Е.pdf

Зависимость Блазиуса верна и для труб прямоугольного се­ чения, но в этом случае число Рейнольдса должно быть рассчитано с помощью гидравлического среднего диаметра по уравнению (8.15).

Величина % может быть получена с помощью рис. 8.1 и 8.2 для любой данной средней скорости, и, следовательно, по уравнениям (8.13) и (8.14) может быть определено падение давления. Изме­ нение падения давления на сантиметр длины трубы или электро­ дов при средней скорости электролита и при условии турбулент­ ного потока для нескольких выбранных диаметров труб и проме­ жутка между электродами показано на рис. 8.3.

Требования, предъявляемые к давлению. Уравнения (8.5), (8.10) и (8.11), а также рис. 8.3 позволяют определить гидростати­ ческие напоры как для капиллярных трубок, так и для близко расположенных параллельных электродов в условиях ламинар­ ного или турбулентного потока.

Опыт показывает, что предпочтительнее иметь турбулентный поток для лучшего качества обрабатываемой поверхности. Однако граница между ламинарным потоком и турбулентным обозначена не точно, и в любом случае она зависит от конструкции соедини­ тельных труб и параметров входящего в зазор электролита. Обычно эта граница зависит от числа Рейнольдса, и критический диапазон для R находится в пределах 2000—2800. В некоторых

ламинарный поток, и выше которого, как полагают, поток обычно становится полностью турбулентным, показан на рис. 8.2, а за­ висимость давления на сантиметр длины трубы от скорости для обоих типичных случаев приведена на рис. 8.4.

Следовательно, чтобы решить, какую формулу применить для расчета давления, необходимого для преодоления сил вязкости, необходимо рассчитать число Рейнольдса, и если оно превышает 2000, можно считать, что поток будет турбулентным. Рассмотрим

тельно, нужно полагать, что поток будет турбулентным. По урав­

все прилагаемое давление, необходимое для поддержания средней

давление, но фактическая величина р может быть больше. Кроме того, следует иметь в виду дополнительное падение давления при обратном потоке электролита в кольцевом зазоре между электро-

Ш

дом и деталью, а также внезапных разрывах потока в основании электрода и во входных трубах. На практике, однако, в электро­ дах этой формы и размеров применяют гораздо меньшие скорости

Необходимое давление слишком большое, и если нужно исполь­ зовать высокие скорости электролита, например выше 30 м - с е к - 1 ,

потребуется давление выше 7,0 кгс-см~2 . Но используемые в действительности давления составляют только часть этих вели­ чин. Необходимые условия потока могут быть рассчитаны, исходя из средней скорости и площади поперечного сечения межэлектрод­ ного зазора. Для операций прошивки требуются небольшие рас­ ходы электролита (0,04—14 л - м и н - 1 ) , но для формообразования штампов и лопаток они могут быть 45 л - м и н - 1 .

2. НАСОСЫ

Для подачи электролита в электрохимическом станке требуется давление порядка 7,0 кгс-см"2 .

Существуют, однако, другие факторы, о которых следует по­ мнить при выборе соответствующего насоса. Прежде всего материал рабочей части насоса должен быть пассивен к воздействию приме­ няемого электролита, что особенно важно при использовании кислотных электролитов. В последнем случае для насоса приме­ няют дорогие коррозионностойкие стали или армированные пла­ стики. Типовой кислотно-солевой электролит, состоящий из 5%-його водного раствора серной кислоты и 3% хлористого на­ трия практически разъедает все применяемые в настоящее время металлы и сплавы. Гистограмма (рис. IV. 1, приложение IV) показывает, что частично подвергаются коррозии такие металлы, как тантал, ниобий и титан.

Следовательно, применение в конструкции насоса корродиру­ ющих металлов приводит к необходимости частой замены деталей всего насоса.

Неметаллические материалы, такие как полиэтилен, органи­ ческое стекло (плексиглас) и графит, отлично противостоят кор­ розии, но заставляют увеличивать габаритные размеры насоса и усложнять элементы крепления, чтобы выдержать высокие давле­ ния электролита.

Другим важным фактором, который следует принимать во внимание, является равномерное прохождение потока электролита через насос. Плохое качество обработанной поверхности является результатом пульсации потока электролита, и, следовательно, нужно сделать все, чтобы поток был равномерным. Это требование исключает применение насосов поршневого типа, хотя гасители пульсации соответствующей конструкции и емкости могут способ­ ствовать уменьшению колебаний в потоке.

В 1962 г. был проведен анализ разнообразных насосов, вы­ пускаемых промышленностью для определения их пригодности в электрохимических станках. В результате анализа технических характеристик 100 насосов четырех основных типов: центробеж­ ных, ротационных, плунжерных и диафрагменных, пришли к за­ ключению, что ни один из них не подходит для прокачивания агрес­ сивных электролитов в электрохимическом станке. В большинстве выпускаемых промышленностью электрохимических станков ис-

пользуют многоступенчатые центробежные насосы, которые могут развивать давления до 18 кгс-см"2 ; более высокие давления могут обеспечивать ротационные насосы. Эти насосы могут пода­ вать до 23 л • м и н - 1 электролита при давлении в 35 к г с - с м - 2 . Для электрохимических станков можно рекомендовать следующие насосы: 1) шестеренный с графитовым корпусом и шестернями и валами из тантала; 2) масляный плунжерного типа, работающий с коррозионностойкой диафрагмой, например политетрафторэти-