Плотность электролита в аккумуляторе – важные данные

Падение плотности электролита в аккумуляторе автомобиля – одна из широко известных проблем, с которой нередко сталкиваются автовладельцы. Поэтому мы решили рассмотреть её в деталях. Наша сегодняшняя статья поможет вам узнать, как измерить плотность электролита и каким должен быть его уровень в АКБ.

Во многих случаях снижение плотности электролита связано с обыкновенным испарением раствора. Зачастую такое происходит после закипания жидкости в случае слишком длительной зарядки. Это одна из причин того, что аккумулятор начал быстро разряжаться.

Для того чтобы поддерживать в АКБ необходимое количество жидкости используется дистиллированная вода. Однако далеко не все понимают, что нужно также следить за плотностью электролита. Ведь выкипает не лишь вода, но и электролит. В итоге через определенный промежуток времени его плотность опускается до минимальных значений. Именно в таких случаях автомобилистам приходится узнавать, как повысить плотность аккумулятора.

Что же понадобится для восстановления работоспособности автомобильной АКБ?

Полезные рекомендации

• Определять плотность электролита рекомендуется при температуре воздуха около 20-22°С.
• Придерживайтесь правил безопасности во время использования кислоты (перчатки и очки не помешают точно).
• Поскольку плотность воды и электролита отличается, во время разведения последнего помните, что кислоту нужно добавлять в воду. В противном случае ожоги могут быть очень сильными («Химик, запомни как оду — льют кислоту в воду»).
• Предварительно подыщите подходящие емкости для замены и разведения электролита.
• Аккумулятор нельзя переворачивать вверх дном.
• После зарядки АКБ плотность электролита в нём возрастает.
• Упомянутые далее действия и показатели плотности электролита актуальны для кислотных аккумуляторов.

Инструменты и материалы

1. Ареометр (определяет плотность электролита).
2. Резиновая груша.
3. Мерная емкость.
4. Вода дистиллированная.
5. Кислота для аккумулятора.
6. Электролит.
7. Раствор соды пищевой.
8. Дрель.
9. Паяльник.

Как определить уровень электролита в аккумуляторе

В жаркое время вода испаряется гораздо быстрее, чем зимой. Поэтому уровень электролита в АКБ автомобиля рекомендуется регулярно проверять именно в теплый период года (идеальный вариант – ежемесячно). Если корпус аккумулятора изготовлен со слегка прозрачного пластика, можно визуально определить приблизительный уровень электролита в банках. Помочь также могут соответствующие метки на корпусе, с помощью которых можно установить, надо ли доливать дистиллированную воду.

Если же корпус далеко не прозрачный, придется открутить пробки и определить уровень с помощью тонкой трубки из стекла. Необходимо опустить трубку в заливное отверстие, чтобы она коснулась верхней сетки пластин, после чего закрыть верхнее её отверстие с помощью пальца и вытащить. Оптимальный уровень электролита аккумулятора должен составлять в пределах 10-15 миллиметров.

Плотность электролита в цифрах

Рекомендации по увеличению плотности электролита

• В первую очередь следует определить плотность электролита в разных банках аккумулятора. Многие автолюбители задают вопрос о том, какая должна быть плотность аккумулятора. В данном случае необходимо учитывать местные условия климата. Например, на севере страны данный показатель будет более высоким, по сравнению с югом. Оптимальной является плотность раствора в пределах 1.25-1.29. Показатели в разных банках не должны отличаться больше, чем на 0.01. Если результаты измерений показали, что плотность равна 1.18-1.20, необходимо просто добавить электролит, имеющий плотность 1.27.
• Выбираем одну из банок, из которой следует откачать максимальное количество прежнего раствора, воспользовавшись резиновой грушей. Не забудьте определить объем полученной жидкости.
• Добавляем новый электролит, причем его количество должно быть вдвое меньшим, чем количество слитого.
• Трясем и качаем АКБ в разные стороны, чтобы обеспечить перемешивание жидкостей.
• Определяем плотность. В случае необходимости добавляем вторую часть электролита. Осуществлять вышеупомянутые действия необходимо до того времени, пока плотность не будет подходящей.
• Далее доливаем требуемое количество дистиллированной воды.

Как поднять плотность в аккумуляторе – два варианта

1. Если плотность не достигает даже 1.18, необходимо использовать аккумуляторная кислота, поскольку она имеет гораздо более высокую плотность. Все нужно делать в такой же последовательности, как и в случае заливки нового электролита.
2. В некоторых случаях может понадобиться полная замена электролита. Для этого нужно воспользоваться резиновой грушей и откачать максимальное количество жидкости и полностью закрыть отверстия для вентиляции на банках АКБ. Аккумулятор надо положить на бок и просверлить отверстия, используя сверло на 3-5 миллиметров. Отверстия необходимо сделать в каждой банке. Затем выполняется промывка аккумулятора с помощью дистиллированной воды.
   В конце отверстия придется запаять, для чего применяют пластмассу, обладающую устойчивостью к воздействию кислоты.

Для этих целей прекрасно подойдут старые пробки банок аккумулятора.

На финальном этапе производим заливку нового электролита. Рекомендуется применять раствор, приготовленный своими силами. Его плотность должна быть немного выше той, которая рекомендована для ваших климатических условий.

Не забывайте, что наши советы о том, как поднять плотность электролита в аккумуляторе, не помогут вам в том случае, если АКБ сильно изношена. Поскольку в автомобильном аккумуляторе протекают определенные химические процессы, даже замена электролита не может обеспечить долгий срок эксплуатации АКБ, которым и отличается новый аккумулятор.

Иногда приходится просто покупать новый аккумулятор, о выборе которого по марке машины написано тут.

Предыдущая запись

Следующая запись

Способ определения плотности электролита свинцового аккумулятора

 

Использование: способ предназначен для определения плотности электролита свинцового аккумулятора. Сущность изобретения: при определении плотности учитывается отданная текущая емкость свинцового аккумулятора, коэффициент пропорциональности между приращением разрядной электрической емкости аккумулятора и приращением плотности электролита. Кроме того, учитывается уровень электролита, при ращение плотности электролита за счет самозаряда при 20 С. Текущую плотность электролита при разряде аккумулятора получают суммированием плотности электролига перед началом разряда и приращением плотности электролита за счет разряда и саморазряда аккумулятора. 1 табл. (Л С в верхней части бака СА, откуда берут некоторое количество электролита для осуществления измерений, могут отличаться от значений плотности электролита, находящегося внутри блока пластин СА, на +0,05 г/см3 в то время, как для практики требуется оценивать интегральную плотность электролита с большей точностью: — высокая трудоемкость, т.к. измерения осуществляются вручную. vi vi vj д Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ф)5 Н 01 М 10/42

ОП И САН И Е ИЗО БР ЕТЕ Н И Я!К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Ю )>

ГОСУДАРСТВ Е Н Н ОЕ ПАТЕ НТНО Е

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4903277/07 (22) 18.

01.91 (46) 23 ° 11.92. Бюл. t,» 43 (72) 10.П.Найденко, М.Д.Маслаков и Ю.В.Скачков (56) Притулюк В.А. Химические источники тока в авиации. M,: Воениздат, 1976, с. 28-29.

Дасоян M.A, Химические источники тока, Л.: Энергия, 1969, с, 82, 83, 569.

Справочник химика, М.-Л.: Химия, 1964, с. 594.

Справочник по электрохимии./Под ред. Сухотина А.M. Л.: Химия, 1981, с. 115, Р

Перельман В,И, Краткий справочник химика, M,: ГНТИ химической литературы, 1963, с. 405, Крайптон Т. Вторичные источники тока. M,: Мир, 1985, с, 175.

Устинов П.И, Стационарные аккумуляторные установки, M.: Энергия, 1970, с, 90.

Изобретение относится к технике измерения, конкретно к способам измерения плотности свинцовых аккумуляторов (CA).

Известен способ определения плотности электролита СА с помощью ареометра (!).

Основными недостатками данного способа являются:

— низкая достоверность измерения, т,к. значения плотности электролита

„„5U „„1777190A1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ

ЭЛЕКТРОЛИТА СВИНИОВОГО АККУМУЛЯТОРА (57) Использование: способ предназначен для определения плотности электролита свинцового аккумулятора. Сущность изобретения: при определении плотности учитывается отданная текущая емкость свинцового аккумулятора, коэффициент пропорциональности между приращением разрядной электрической емкости аккумулятора и приращением плотности электролита. Кроме того, учитывается уровень электролита, при ращение плотности электролита за счет о самозаряда при 20 С. Текущую плотность электролита при разряде аккумулятора получают суммированием плотности электролита перед началом разряда и приращением плотности электро. лита за счет разряда и саморазряда аккумулятора. 1 табл. в верхней части бака СА, откуда берут некоторое количество электролита для осуществления измерений, могут отличаться от значений плотности электролита, находящегося внутри &oка пластин СА, íà +0,05 г/смз в то время, как для практики требуется оценивать интегральную плотность электролита с большей точностью: — высокая трудоемкость, т,к. измерения осуществляются вручную, 1777190

Известен также способ определения плотности электролита при стоянке CA без тока, принятый в качестве прототипа, путем измерения установившегося значения ЭДС. E свинцового аккумулятора и определения плотности электролита по формуле (7):

d = E — 0,84 (г/смз) (1)

Пднако этот способ имеет методическую погрешность до 0,01 г/смз и не позволяет определять плотность электролита СА в процессе разряда, т,к, при разряде невозможно измерять

ЭДС, в то же время, контроль плотности электролита СА при разряде необходим, т,к. он позволяет оценивать состояние СА в процессе разряда, его остаточную емкость и выбирать оптимальный режим разряда.

Целью изобретения является повышение точности, а также измерение плотности электролита в процессе разряда. 25

Сущность .изобретения состоит в том, что в режиме стоянки аккумулятора без тока измеряют его установившуюся ЭДС, но в отличие от прототипа, с целью повышения точности, а также измерения плотности электролита в процессе разряда, предваритель» но определяют:

— зависимость установившейся ЭпС

СА от плотности электролита, напри» мер, при 25 С, используя известную аналитическую зависимость (2), которая обеспечивает большую точность определения плотности электролита по установившейся ЭЛС, чем это достига- 4 ется в прототипе при использовании эмпирической формулы;

— изменение активности серной кис» лоты и воды в водных растворах электролитов при изменении температуры 45 на 10С

— коэффициенты пропорциональности между приращением, разрядной емкости аккумулятора и приращениями плотности электролита, а также поправку к ним, учитывающую влияние уровня электролита в аккумуляторе на указанные коэффициенты пропорциональности, — приращение плотности электролита о за счет саморазряда при 20 С, При измерении плотности, электролита в режиме стоянки аккумулятора без то» ка дополнительно измеряют температуру электролита, и, используя известные температурный коэффициент Э,пС (2, с, 83) и изменения активной серной кислоты и воды в водных растворах электролитов при изменении температуры на 1 С, вычисляют ЭРС аккумулятора при 25 С, после чего, используя зависимость установившейся ЭДС от плотности электролита при 25ОС, определяют плотность электролита при

25 С, а в процессе разряда измеря» ют ток разряда, время разряда, тем» пературу электролита, вычисляют от» данную аккумулятором емкость, прира -. щение плотности электролита за счет .разряда аккумулятора, приращение плотности электролита за счет саморазряда при измеренной температуре, а текущую плотность электролита при разряде получают, суммируя плотность электролита перед началом разряда с приращениями плотности электролита за счет разряда и саморазряда.

Для определения плотности электролита предложенным способом предварительно определяют зависимость установившейся ЭлС свинцового ак» кумулятора от плотности электролита, например, при 25 С, используя известную аналитическую зависимость, кото рая обеспечивает большую точность определения плотности электролита по установившейся ЭЛС

E=2,041+0,0591 lg — — — — — ) (2) а PaSO

a H O — активность воды в водных растворах электро» литов °

Из формулы (2) не просматривается связь между ЭДС и плотностью элект» ролита СА, Однако, такая связь существует, поскольку активности а Нз80 и а Н О зависят от концентрации и температуры электролита.

Таблицы, отражающие эти зависимости, приведены, например,,в ; (3) и в (4), а концентрация и температура ,однозначно определяют плотность электролита. В (3) с, 522 приводится таблица, связывающая концентра» цию с плотностью электролита при

20 С, в (5) даются поправки плотности в зависимости от температуры, Указанные данные в совокупности позволяют определить зависимость плот0 6

f000 P

m = — — — — -/

M(f00-P) 5 1777!9 ности электролита от установившейся

ЭДС .СА при известной температуре, Ниже приводится таблица, в которой по результатам анализа данных (л.3, 4, 5, 6) определена зависимость установившейся ЭЯС CA от плотности рао створа серной кислоты при 25 С.

Указанные в таблице эксперимено тальные значения ЭЛС Еахсп при 25 С и концентрации в массовых процентах взяты из,(л.3, с. 81), При этомконцентрация в массовых процентах пересчитана на мольную концентрацию (моль/1000 г растворителя) по изве- 15 стной (л. 4, с. 494) формуле: где тп — малярная концентрация! 20

P — концентрация в массовых процентах1

М вЂ” молекулярный вес растворен-. ного вещества (Н ЯО ), выполнены расчеты и получены остальные данные таблицы. Если в таблице опустить первую строку, поскольку такие малые концентрации (плотности) в аккумуляторной практике не применяются, то погледний столбец указанной 30 таблицы показывает, что расчет плотности при стоянке CA без тока предложенным методом обеспечивает достаточно высокую точность, удовлетворяющую требованиям практики, 35

P предложенном способе предварительно определяют также. изменение активностей серной кислоты и воды в водных растворах электролитов при изменении температуры на 1 С. Это свя- 40 зано с предусмотренным в алгоритме, реализующем предложенный способ, пересчетом установившейся ЭДС с текущей

0 температуры на температуру 25 С. При разряде СА различными режимами от 45 одночасового до 75-часового плотность электролита d по окончании разряда изменяется в пределах от

1,210 до 1,029 г/смз при 25 С, что

— соответствует изменению молярной кон- 50 центрации m в пределах от 4,260 до

0,517 моль/1000 г, Как видно из (л.5.. с. 115) при концентрации 9,6

16 6 мас. 3, что соответствует m=1,08- .

2,03 моль/1000 г, активность а Н О ц; в растворе серной кислоты практически не зависит от температуры. В диапазоне концентраций m = 4,260

0,517 моль/1000 r, которые имеют место по окончании разряда CA различными режимами, наиболее явно зависимость активности а Н О от температуры про»

2 о является при концентрации 28,3 мас.4 или 4,02 моль/1000 г, Такая концентрация электролита возможна после раз» ряда СА 1-часовым режимом. Но и в этом случае изменение активности а Н О на 1 С составляет менее 0,001, 2. что дает основание пренебречь им.

Таким образом, при разработке алгоритмов, реализующего предложенный способ, определения плотности электролита СА, принято допущение, что активность а Н О при тех концентрациях (плотностях) электролита, которые имеют место после окончания разряда различными режимами, не зависит от температуры.

Активность серной кислоты а Н БО при увеличении температуры уменьшается при всех концентрациях (плотностях), которые в практике эксплуатации СА имеет электролит (л. 4, с.594).

Анализ изменения коэффициента активности у серной кислоты в функции температуры при тех концентрациях (плотностях) электролита, которые имеют место после разряда СА различными режимами, позволил установить, что для таких концентраций (плотнос» тей) при увеличении температуры на

1 С коэффициент активности серной кислоты уменьшается в 0,99 раз., Анализ изменения коэффициента активности серной кислоты в функции температуры в диапазоне концентраций (плотностей) электролита, которые имеют место в заряженном СА, позволил установить для таких концентраций (плотностей), что при увеличении температуры на 1 С уменьшается в о

0,98 раз.

Анализ изменения активности воды а Н О в функции температуры в диапазоне концентраций (плотностей) электролита, которые имеют место в заряженном СА позволил установить, что для таких концентраций (плотностей) при увеличении температуры на

1 С а Н О увеличивается в 0,9977раз.

Предложенный способ предусматривает также предварительное определение коэффициентов пропорциональности между приращениями разрядной емкости и приращениями плотности электролита.

Известно, что каждому ампер-часу количества электричества, отданному

С О где дд ñ

17771 о d сР если

1гв,1гР, к- к г о о

« К + t к-i., 2

t

Ip

6е

СА при разряде, соответствует расход

3,660 r серной кислоты и образование 0,672 г воды (л.2, с, 272-273), Однако получающееся при этом приращение плотности электролита, приведенное к одной температуре,, будет различаться в зависимости от начальной плотности электролита в момент начала разряда и его начального объема: чем больше начальная плотность электролита, тем меньше приращение плотности электролита.

Проведенные расчеты, например, для СА с площадью основания аккумуляторного бака внутри него, равной

2170 смг, с обьемом электролита 150 л, с измеряемым уровнем электролита над блоком пластин, равном 73 мм при 30 С, позволили получить следующие значе» ния коэффицяентов пропорциональности К: при d 25o 1 294, К = РР182 при 1,294 o d 25 f,246, К = 80833 при 1,246 > d 25 о. 1,208, К = 74615 25 при 1,208 ) d 25о 1,152, V = 89286: при 1,152 > д 25 = 1,089, К = 60625 при 1,089 ) d 25 K = 57059

На основе проведенных расчетов по-. лучено выражение для поправки P,ó÷è- 30 тывающей влияние высоты уровня электролита, как величины прямо пропорциональной обьему электролита на коэффициенты пропорциональности К указанных аккумуляторов: 35

P = (0 9982) 1 зо

rye h — высота уровня электролита, приведенная к температуре 30 С по из» 40 о вестной формуле:

h o = hg — 0,6(t- 30) мм, (6) где h — высота уровня электролита при температуре tС,, $5

t — измеренная температура, С.

Приращение плотности электролита за счет саморазряда определяется по результатам измерения плотности электролита в период стоянки СА без то- 5р ка, например, через каждые 24 ч и приводится к 20 С по формулам: о

2сг 4р 5 о о

d =gd — — — если t 730 С с. с о -20 о сР

20 ср 10

d =Ed с с t;-10 ср если 20 + с а 30 (á) о

tCf д5

d

d „, — плотность электролита о

У приведенная к 25 С, на конец предыдущих суток, — температура электролита на конец предыдущих суток.

Формулы (6) получены на основании (л,6, с. 175), где показано, что саморазряд СА после 20 С увеличива» о ется вдвое при каждом увеличении темо пературы на 10 С.

При определении плотности элект» ролита предложенным способом в период стоянки СА без тока измеряют установившуюся ЭДС, например, цифровым вольтметром, обеспечивающим измерение ЗДС, с четырьмя знаками после запятой, измеряют температуру электролита, например, с помощью термопреобразователя сопротивления, и, используя известный температурный коэффициент ЭДС,равный 0,00136 В/град (л.3, с. 83), а также предварительно полученные изменения активности серной кислоты и воды в водных растворах электролитов при изменении темпера» о туры на 1 С, вычисляют ЭРС аккумуляо тора при 25 С, после чего, используя предварительно полученную зависимость установившейся ЭДС от плотности электролита при 25 С (см, таблицу), определяют плотность электролита при

25 С, При определении плотности электролита в процессе разряда измеряют ток разряда, время разряда, температуру электролита, вычисляют отданную аккумулятором емкость по формулам:

СР IP ht, (7) приращение разрядной емкости, величина тока разряда, const — временной интервал измерения тока, 1777190

Л

C к (10) 30

1! у Cp d = d — > — у к

Š— 0,84, 35

5О ао (Мс

С,=КАС, (8) где С — отданная аккуиуляторои емP кость на текущий момент времени разряда. 5

Имея значения плотности электролита перед включением аккумулятора на разряд, выбирают в соответствии с нею коэффициент пропорциональности К, пересчитывают уровень электролита после последнего заряда, измеренный при температуре t на 30 С, по фор» муле (6), вычисляют поправку f5, учитывающую влияние уровня электролита в аккумуляторе на коэффициент пропор15 циональности К по формуле (5), вычисляют новое значение коэффициента

К пропорциональности К по фориуле

К =К (o) 20 вычисляют приращение плотности элек- тролита за счет разряда аккумулятора по формуле и текущую плотность электролита при

25 С по формуле: о где d — плотность электролита перед

1 началом разряда, измеренная при стоянке CA без тока.

Вычисляют приращение плотности электролита за счет саморазряда, для, чего предварительно вычисленное при-ращение плотности электролита за счет саморазряда при 20 С пересчитывают на текущую температуру по формулам: о йР t-20 о

Дс1 = ДЙ вЂ” — если t 730 С

С С

2оо t-10

Дй =Ad

10 если 20 (t

1о lgp0 о

Дс1с = hdс ecole t c 20 С вычисляют часовой саморазряд по формуле: после часа разряда опять вычисляют . 55 часовой саиоразряд для текущей температуры по формуле: о ц Лспо

q — °

24 (14) По данным часового разряда для начала и по окончании каждого часа разряда вычисляют по формуле средний самора зряд за час

q = (q +q )/2 (15) и через каждый час разряда q сумми» руют и с плотностью электролита, по-. лученной по фориуле (11), Проведенная опытная проверка способа показала, что он обеспечивает высокую точность определения плотности электролита при стоянке СА без тока и в процессе разряда.

Использование предложенного способа повышает точность определения плот-: ности электролита СА при стоянке без тока и в процессе разряда, упрощает осуществление контроля плотности электролита СА, создает предпосылки для его автоматизации с использованием вычислительной техники.

Формула изобретения

Способ определения плотности элек» тролита свинцового аккумулятора в режиме стоянки его без тока путеи из» иерения установившегося значения ЭпС и вычисления плотности электролита по формуле где d — плотность электролита при

+15 С, E — установившееся значение ЭРС свинцового аккумулятора, отличающийся . теи, что, с целью повышения точности, а также измерения плотности электролита в процессе разряда, предварительно определяют зависимость установившейся

ЭПС свинцового аккумулятора от плотности электролита при 25 С, изменение активности серноЙ кислоты и воды в водном растворе серной кислоо ты при изменении температуры на 1 С,. коэффициенты пропорциональности меж ду приращениями разрядной электрической емкости аккумулятора и приращениями плотности электролита, а также поправку к ним, учитывающую влияние уровня электролита на указанные коэффициенты пропорциональности, приращение плотности электролита за счет саиоразряда при 20 С, при определении плотности электролита измеряют установившуюся ЭДС ак11 1 кумулятора при стоянке его без тока, температуру электролита и, используя температурный коэффициент.3РО

0,00136 В/град и предварительно полученные изменения активностей серной кислоты и воды в водном растворе серной кислоты при изменении температуры на 1 С, вычисляют ЭДС аккумулятора при 25 С, после чего,используя зависимость установившейся

ЭДС от плотности электролита при

25 С, определяют плотность электро- лита при 25 С, а в процессе разряда измеряют ток разряда, время разряда, 777190 12 температуру электролита, вычисляют отданную аккумулятором электрическую емкость, приращение плотности электролита за счет разряда аккумулятора, приращение плотности электролита за счет саморазряда при измеренной (текущей) температуре, а текущую плотность электролита при разряде аккуму» лятора получают суммированием плотности электролита перед началом разряда и приращений плотности электролита за счет разряда и саморазряда аккумулятора, 15

1 р

r/сма при

25 С

P) г/сма при

29оС

М температура поправки плОТИОсти эмса

В

ЭДС расхождение с Е „ „, 2; моль/

1000 r раста. а Н,О

Ер ц у

В

ЭДС а l1 O 4 „,э;т+ при 25РС

1,281

7,61

0,00029 о,oo189

0,00903

0,06648

0,3086

1,2616

4, 5216

14,583

48,573

117,785

0,56

0,08

0,05

0,03

7519

0,01

0,01

0,06

0,02

0,04

0,09

0,04

Составитель И,Найденко

Редактор Т,Куркова Техред И,Моргентал Корректор й.Тупица

Заказ 11125 Тираж Подписное

ВНИИПЯ. Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

090502

0,1006

0 1999 о 5

0,997

2,000

2>9939

4,004

5,006

5,9956

7,0077

8,0000

1, 0016

i 0o5

1,0112

l, O5P7

1,1124

1,1606

1,2038

1,2425

1, 2773

1,3090

1 3381

0,0002

0,0002

0,0002

0,00027

0,00036 о,ooo51

0,00062

0300068

0,00071

0,00073 о,ооо74

0 00076

1,0006

1,004

1,01

1,028

1,057

1,!1

1,15Р, 1, 200

l,239

1,274

1,305

1,334

0,9981

0,9963

0,9928

0,9819

0,9618

0,9126 о,Р516

0,7799

0,7032

0,6259

0,5509

0,4814

1, 7977 l, 8321

1,8805

1«9192

1,9738

2,0149

2э0533

2,0888

2, 1218

2 156

2, 1822

1,76183

1, 79625

1,83122

l,88102

1,91à45

1 97099

2 01370

2ю05289.

2,08974

2, 12368

2,15504

      

Важность удельного веса

И почему мы просим об этом…

Наряду с вязкостью, удельный вес является отдельным, но не менее важным фактором в оптимизации миксера. Без учета этого измерения в конструкции смесителя ваши результаты не будут соответствовать спецификациям продукта.

Что такое удельный вес?

Термин «удельный вес» (SG) используется для определения веса или плотности жидкости по сравнению с плотностью равного объема воды при определенной температуре. Температура, используемая для измерения, обычно составляет 39.2 ^o F (4 ^o C), потому что эта температура позволяет воде принимать максимальную плотность.

В метрической системе вода имеет плотность 1 грамм/мл, поэтому плотность и SG численно равны. Если жидкость, которую вы сравниваете, имеет SG ниже 1 г/мл, она будет всплывать на поверхность воды. Если SG выше 1 г/мл, он утонет.

В имперской системе плотность воды составляет 8,345 фунта/галлон; однако значение SG продукта точно такое же, поскольку оно основано на соотношении.

Почему важен удельный вес

Когда дело доходит до настройки смесителя, важно знать удельный вес смешиваемых жидкостей, поскольку он влияет на крутящий момент и мощность, необходимые для правильного перемешивания жидкости.

В приложениях с более высоким удельным весом для получения желаемого результата потребуется больший крутящий момент. Если бы удельный вес не принимался во внимание и смеситель не был соответствующим образом оптимизирован, результаты были бы непредсказуемыми, и, вероятно, произошло бы повреждение и/или отказ двигателя.

Расчет удельного веса

Удельный вес жидкости можно выразить следующим образом:

 

Два широко используемых метода определения удельного веса жидкости:

1. стеклянный стержень со шкалой внутри и колбой на одном конце, утяжеленной ртутью или свинцом. При опускании в емкость с жидкостью калиброванная стеклянная ножка будет свободно плавать в жидкости. Используя точку, в которой поверхность жидкости касается штока, можно снять показания удельного веса непосредственно с весов.
2. Бутыль с удельным весом: Колба, предназначенная для хранения известного объема жидкости при определенной температуре (обычно 20°C). Бутыль взвешивают, наполняют жидкостью, удельный вес которой необходимо найти, и снова взвешивают. Разница в весе делится на вес равного объема воды, чтобы получить удельный вес жидкости.

Обычные жидкости и их удельный вес:

---

Комбинированные жидкости с различным удельным весом

При смешивании жидкостей разной плотности образуется новая жидкость со своим удельным весом. Переменными, которые следует учитывать, являются измерение удельного веса каждой жидкости и соотношение, при котором они смешиваются в смеси.

Давайте рассмотрим смесь электролита:

, если жидкость A (кислота) = SG 1,835 , жидкость B (вода) = SG 1. 000 , и вы смешиваете жидкости с соотношением 5,625, а вы смешиваете жидкости 5,625. :10 в баке, удельный вес смешанной жидкости будет рассчитываться следующим образом:

 

На основании этой формулы удельный вес новообразованной электролитной жидкости будет равен 1,270

Крайности смешивания имеют сильно разную плотность или включают твердую составляющую, они будут гораздо более устойчивы к смешиванию. Неправильная конструкция смесителя может привести к расслоению и осаждению в емкости для смешивания.

Суспензия твердых частиц и скорость осаждения

Удельный вес является важным фактором при проектировании смесителя для решения проблемы взвеси твердых частиц. При выборе размера смесителя для приложений, требующих суспензии твердых веществ, нам необходимо рассчитать скорость осаждения частиц. Компоненты, влияющие на скорость осаждения:

1. Размер частиц
2. Концентрация твердых веществ
3. Удельный вес твердого тела (примечание: отличается от удельного веса жидкости)

На основе приведенной выше информации и закона Стокса можно рассчитать скорость оседания твердого вещества. Скорость осаждения твердого вещества имеет решающее значение, поскольку она влияет на объем прокачки, необходимый для достижения соответствующего уровня суспензии, что влияет на конфигурацию смесителя.

Например, если размер частиц двух продуктов одинаков, а удельный вес твердых веществ разный, твердые вещества с более высоким удельным весом будут иметь более высокую скорость осаждения и, в свою очередь, потребуют смесителя большего размера для суспензии.

Качество суспензии

Уровень суспензии или качество суспензии, требуемый в приложении, обычно определяется тем, насколько однородным должен быть продукт. Подвеска достигается с помощью определенного количества силы жидкости или «накачки». Чем выше уровень накачки, тем выше интенсивность перемешивания. Интенсивность смешивания обычно классифицируется как легкая, средняя и интенсивная. По мере увеличения уровня накачки повышается и уровень однородности.

Давайте подробнее рассмотрим три уровня качества суспензии, которые могут быть достигнуты при смешивании:

	Off Bottom: Когда степень откачки достигает 2x скорости осаждения, твердые частицы поднимаются со дна и предотвращаются скопление осевшего слоя твердых частиц на дне резервуара. Это идеально, когда требуется откачка суспензии, но консистенция не важна.
	Умеренная однородность: Когда степень прокачки достигает 3x скорости осаждения, получается умеренная однородность продукта, подходящая для большинства применений.
	Верхний отбор: Когда степень прокачки достигает 6x скорости отстаивания, он задействует весь резервуар и обеспечивает постоянный верхний отбор. Это идеально в тех случаях, когда продукт вытягивается из верхней части резервуара или в системах с переливом.

Каждый уровень качества подвески зависит от сложных взаимодействий потока, создаваемого импеллером, турбулентности и твердой нагрузки. Хотя в твердо-жидкостных системах необходимо учитывать множество факторов, конфигурация смесителя для этого процесса всегда начинается с выбора крыльчатки.

Конфигурация смесителя

Правильная конструкция рабочего колеса имеет решающее значение для достижения и поддержания качества применения. Рабочие колеса, создающие осевой поток, создают кольцевую скорость (силу нагнетания вверх), необходимую для того, чтобы твердые частицы оставались во взвешенном состоянии.

Скорость потока в резервуаре должна быть больше, чем скорость осаждения твердых частиц, а достигнутый уровень кольцевой скорости будет определять качество суспензии, создаваемой в резервуаре.

Резюме

Как видите, расчет удельного веса каждой из ваших жидкостей для смешивания и сообщение их нашим инженерам по продажам позволяет выбрать конфигурацию смесителя, обеспечивающую отличные результаты смешивания.

Свяжитесь с Dynamix Agitators сегодня

Запросите бесплатное предложение, заполнив онлайн-форму или позвоните нам по телефону 604-670-6964 по всем другим вопросам о наших мешалках и миксерах.

электрохимия. Определение плотности энергии батареи с учетом анода и катода

спросил 2 года, 7 месяцев назад

Изменено 2 месяца назад

Просмотрено 522 раза

$\begingroup$

Всем привет, я использую курс Nanohub «Введение в материаловедение перезаряжаемых батарей», чтобы заняться самоподготовкой, пока не смогу вернуться в лабораторию. В одной из практических задач предлагается рассчитать плотность энергии данной аккумуляторной системы. Для первой проблемы он запрашивает это для металлического литиевого анода, катодной системы LiCoO2. Нас просят принять толщину электрода 100 микрометров и пористость 35%. Я предположил, что другие компоненты, такие как вяжущие вещества, не способствуют пористости. Когда я вычисляю значение, я не получаю ничего близкого к ответу, данному в решении, которое составляет 453,6 Дж/кг.

Я пытался рассчитать эту и другие проблемы несколькими способами с разными единицами измерения, но не получил правильного ответа. Формула, которую я использую:

Плотность энергии = (разность потенциалов между анодом и катодом) * заряд катода (емкость) * толщина электрода (это было указано в PS) * (1-пористость (это также было указано)) ниже изображение того, как выглядит предоставленная информация и возможные ответы

• электрохимия

$\endgroup$

$\begingroup$

Катод и анод имеют разную удельную емкость заряда. Эти емкости можно сделать равными, подобрав толщину электродов. Вопрос заключается в том, чтобы убедиться, что коэффициент емкости заряда равен единице, а значит, вам нужно будет найти, какая толщина анода должна быть у вас для соответствия емкостей (вам дают толщину катода 100 микрон)

Это уравнение для определения плотности энергии батареи: $$E=VC/м$$

$E$ — плотность энергии в Втч/кг, $V$ — номинальное напряжение в вольтах, $C$ — емкость в Ач и $m$ — масса в кг.