Определение гидродинамических параметров ЭХО

Для обеспечения стабильности съёма металла с заготовки необходимо иметь скорость потока электролита, достаточную для выноса из межэлектродиого промежутка отходов обработки. Скорость электролита определяем по формуле

м/с, (5.19)

где k = 4,64 - безразмерный коэффициент;

v - кинематическая вязкость электролита в пределах диффузионного слоя ( мм/с);

- длина участка заготовки, на котором происходит анодное растворение в направлении течения электролита;

- коэффициент выхода по току;

- электрохимический эквивалент;

- удельная электропроводимость электролита;

- плотность электролита вместе с продуктами обработки (она превышает плотность электролитов и принимается кг/м³);

D - коэффициент диффузии, изменяющийся в зависимости от концентрации электролита и его температуры, м²/с (характеризует диффузионный слой, приэлектродный, в котором концентрация переменна);

- массовая концентрация продуктов обработки на аноде ( = 0,92...0,97);

- массовая концентрация продуктов обработки в электролите на входе в межэлектродный зазор, зависящий от степени очистки элемента ( = 0,02...0,005);

s - межэлектродный зазор.

Если длина участка обработки по направлению потока электролита достаточно велика (), то после определения скорости элемента по формуле 5.9 делают проверочный расчёт, учитывающий нагрев электролита, по следующей формуле

[м/с], (5.20)

где J - плотность тока, А/м², ;

- средняя плотность электролита;

С - удельная теплоёмкость электролита;

- разность температур на выходе из зазора () и на входе в него().

Окончательно рабочую скорость электролита определяют из условия

. (5.21)

Для прокачки электролита и выноса продуктов обработки из межэлектродного промежутка применяют специальные насосы (например, центробежные). Для подбора промышленного насоса необходимо рассчитывать его напор и подачу.

Подачу насоса определим из выражения

[м³/с], (5.22)

где - коэффициент, учитывающий степень изнашиваемости насоса ( = 1,5...2,0);

- площадь поперечного сечения межэлектродного промежутка.

Для нахождения напора насоса (Н) необходимо знать перепады давления ( и ) на входе в межэлектродный промежуток и на выходе из него, для перемещения электролита и газообразных продуктов обработки. Кроме того, следует учесть местные потери (), путевые потери (), противодавления на выходе () и дополнительный напор () для перемещения электролита от насоса к заготовке и вдоль неё.

, (5.23)

где - плотность жидкости;

g - ускорение свободного падения.

Перепад давления находим через среднюю скорость электролита

Па, (5.24)

где - динамическая вязкость, кг/(с×м)

s - величина зазора.

Перепад давления, необходимый для выноса газообразных продуктов обработки (водорода), находим по формуле

Па, (5.25)

где - противодавление на выходе электролита из зазора, создаваемая для устранения разрыва струи ( кПа);

- коэффициент, увеличивающий в соотношении между объёмом твёрдых и газообразных продуктов обработки ( = 0,11...0,12);

J - плотность тока , А/м²;

S - площадь обрабатываемой поверхности.

Путевые потери зависят от конструкции трубопроводов, их длины, скорости и вязкости электролита и рассчитываются для конкретных условий.

Местные потери напора рассчитывают по значениям коэффициентов местных сопротивлений трубопровода и скорости жидкости

. (5.26)

Дополнительный напор зависит от высоты расположения насоса относительно обрабатываемой заготовки () и положения заготовки при обработке ():

. (5.27

В таблице 5.2 приведены значения скоростей и напоров электролита, рекомендуемые для различных схем ЭХО.

Таблица 5.2-Значения скоростей и напоров электролита

№	Схема обработки	Скорость электролита , м/с	Противодавление , Па	Напор насоса Н, м
	Обработка неподвижным электродом-инструментом	12…20	(0,2…0,5)×10⁵	30…80
	Прошивание: мелких полостей крупных полостей	6…10 10…16	(1…1,5)×10⁵ (0,5…0,8)×10⁵	100…150 30…80
	Точение	10…15	(0,1…0,5)×10⁵	30…50
	Протягивание	9…18	(0,2…1,5)×10⁵	40…80
	Разрезание: диском электродом-проволокой	10…12 6…18	— —	— —
	Шлифование	12…15	(0,2…0,5)×10⁵	30…80