涂装槽体的槽液的冷却装置

溶液的冷却方式有：槽内冷却管冷却、槽外换热器冷却和临时性措施冷却。这里主要介绍普遍使用的槽内冷却管冷却方式及有关计算方法。
冷却管冷却的优点是结构简单、容易制造安装、不需要专门的换热器及溶液循环水泵。其缺点是占用了固定槽内部空间，影响装载量。由于槽液接近静止状态，所需换热面积较大。
常用的冷却介质有自来水、冷冻水(机械制冷水)、氟里昂、氨等，选用冷却介质时，应根据需要维持的温度和费用确定。
溶液温度 一10～18℃ 氟里昂和氨制冷机组；
溶液温度l8～25℃ 自来水、冷冻水、氟里昂和氨制冷机组；
溶液温度25℃以上 自来水。
自来水冷却不需要专门的制冷设备，所需的换热面积较大，只要水源充足、水温适宜，应优先采用自来水冷却，用过的冷却水可排至冷水清洗槽和热水清洗槽使用，以节约用水；若水温小于或等于l7℃，普通硫酸阳极氧化槽也宜用自来水冷却。
冷冻水(机械制冷水)的温度(一般为4～5℃)比自来水温度低，因而对溶液产生的温差

较大，冷却效率比用自来水高，冷却管内的压力为一般水泵的压力，但需要一套制冷机组和制冷循环泵。氟里昂和氨制冷机组直接蒸发冷却，即制冷剂在冷却管内蒸发，故效率高、冷却快，但冷却管内的压力较大，不工作时如气温太高、冷却管内压力超过其强度实验压力时应将制冷剂抽走。为防止冷却管损坏时溶液进入制冷机组，一般采用正压操作。氨的特点是单位体积制冷量比氟里昂略高一些，易溶于水不溶于润滑油，有臭味、漏气时易发现，含水分时对铜及铜合金有腐蚀，当空气中含有l3％～26％的氨时，遇明火有爆炸危险，有刺激性臭味，对人体有害，应有必要的安全保护措施。
氟里昂的特点是单位体积制冷量比氨略小一些，与水不化合，极易溶于润滑油，无臭味，渗漏性强，对钢铁金属无腐蚀性，不燃烧，也无爆炸危险，无毒性。氟里昂制冷机组能自动控制，操作管理方便。氟里昂管道系统是否渗漏，可用卤素检漏灯检验。由于氟里昂制冷系统的广泛应用，其泄露物会破坏大气臭氧层，因此国际上限制使用，各国都在开发新的无公害制冷机组。
(1)冷量计算
槽液冷却时所需热量

式中Q1——预冷时的耗冷量，W；
V——溶液体积，L；
p——槽液的密度，k9／dm3；
c——槽液的比热容，J／(kg·℃)；
△t0——自室温或溶液的实际温度降低到工作温度的温度差，℃；
t0——预冷时要求的降温时间，h；一般可取t0=2～3h。
但是如果槽体体积太大，温差又相当大，则计算出的冷量非常大，那时就要核对这个数值是否只有在初次生产或假期后才相当大，而在平常24h连续生产时数值很小。如果这样的话，就应该以维持槽液工作温度所需的冷量来计算。
镀槽中产生的热量，主要取决于输入槽内的电流和电压，此外车间环境温度对溶液温度亦有较大影响，空气中的热量主要是通过液面和槽壁传递给溶液引起温度升高的。化学反应产生的热量由实际经验确定(可通过最大装载量时每小时溶液温度升高的度数来确定)，一般只按电流和电压计算再乘上附加系数即可。
维持槽液工作温度所需的冷量

式中Q2——维持槽液工作温度所需的冷量，w；
U——平均工作电压，对于普通硫酸阳极氧化槽，取U～--18V；对于硫酸硬质阳极氧化槽，取U≈40～110V；其他阳极氧化槽、电镀槽、电抛光槽等按工艺规范确定；
I——工作电流，A。
工作时的计算冷量按下式确定，即

式中Qj——工作时的计算冷量，W；
Q2——维持槽液工作温度所需的冷量，W；
1．1～1．3——冷量附加系数，适用于有绝热层的槽体，中小型槽取大值，大型槽取小值，工
作温度高于室温的固定槽，此系数取为1。
确定冷量时，应算出Q1和Q2的数值，视它们的差数，再从具体情况出发，研究确定适当的冷量。

式中F——冷却管的换热面积，m2；
---工作时的计算冷量，W；
k——冷却管的传热系数，影响的因素较多，如材料、溶液搅拌情况等，一般可参考下列数值选用，对于铅或铅锑合金管，当用自来水或冷却水冷却溶液时，可取忌一1000～12350W／(m2·℃)；当用氟里昂时，可取k=400～500W／(m2·℃)；用氨时可取k=580～630W／(m2·℃)；对于聚四氟乙烯塑料冷却管，用自来水或冷却水冷却溶液时，可取k=800～1000W／(m2·℃)；
△t2——溶液与冷却介质的平均温度差。

式中t-——溶液的最低温度或初温，℃；
t2——溶液的允许最高温度或终温，℃；
t1——冷却介质进冷却管时的温度，℃；
t2——冷却介质出冷却管时的温度，℃。
自来水或冷却水进出冷却管时的温差可近似地取24。C；直接蒸发冷却时，冷却介质进出冷却管(即蒸发管)的温度相同即蒸发温度；氟里昂或氨直接蒸发时，对硫酸普通阳极氧化槽，可取△t2=20℃；对硫酸硬质阳极氧化槽，可取△t2=10℃。
(3)自来水消耗量或冷水循环量冷却介质循环量的计算公式为

式中G一自来水消耗量或冷水循环量，m3／h；
Qj——工作时的计算冷量，W；
△t3——冷却水进出冷却管时的温度差，可近似地取2～4℃，或按实测确定。
(4)冷却管结构
自来水或冷却水冷却管长度按下式计算，即

式中L——冷却管有效长度，m；
d0——冷却管内径，m；
F——冷却管的换热面积，m2。
冷却管一般用螺旋盘形管或槽侧壁蛇形管，其冷却水入口处的压力(kPa)用于克服管中的摩擦阻力、弯管局部阻力和生产冷却水流速，管子越长、管径越小、流速越大其摩擦阻力越大。冷却水的人口压力应大于各种阻力损失总和。下面表8—18按流速为0．8m／s算出钢管每10m长度的摩擦力损失粗略值供参考，用于铅管、钛管和聚四氟乙烯塑料管时摩擦阻力值可稍小一些。

按流速为0．8m／s算出钢管每10m长度的摩擦力损失粗略值

流速0．8m／s，弯曲半径为3倍管子直径的弯管，每一个90。弯管的局部阻力可按0．118kPa估算。自来水或冷却水一般压力为196～392kPa。当用铅锑合金冷却管时，管壁
厚度可按表8一l9中数值选用。

用铅锑合金冷却管时的管壁厚度