(1)金属的比热
让我们来探讨下使用水的湿法表面处理工序中的热收支。在如下所示的电镀工序中,让我们去除复杂的内容做简化思考。
电镀处理条件为室温20℃、碱性脱脂浴温55℃、电解脱脂浴温55℃、镀镍浴温60℃、水洗温度20℃、酸洗浴温20℃,处理对象金属:黄铜材质,处理量:3000Kg/天。
让我们来思考下这一工序中的热量移动,对3,000kg温度为20℃的黄铜材质进行碱性脱脂所消耗的热量如下式所示。
加热1=金属的比热×处理量Kg×加热温差=0.385×3000×(55-20)=40,425KJ/日
在下一步的水洗中,这些热量会被全部冷却。由于电解脱脂也是55℃,所以所需热量加热2为40,425KJ/日。在镀镍工序中,
加热3=0.385×3000×(60-20)=46,200KJ/日。
这些热量需求总和为40,425 + 40,425 + 46,200 = 127,050 KJ/日,而这些热量全部会随着冷却水的温度升高而被排出。由此可以看出,表面处理工序中排放的废水中,不仅仅包含水这种物质,还包含称之为热能的能量。
【表1】中是各种金属的比热。这是将1kg金属加热或冷却1℃所需要的热能,镁和铝的数值较大,而铜、金、银的数值较小。将这些值与水进行比较,可以看出水加热和冷却的难度有多大。
该值不同于热导率,它是用于表示金属传递热量的难易程度。
【表1】金属的比热(KJ/Kg・k)0〜100℃的平均值
金属 | 比热 | 金属 | 比热 |
锌 | 0.393 | 铜 | 0.377 |
铝 | 0.921 | 黄铜 | 0.385 |
锑 | 0.209 | 白铜 | 0.394 |
铁 | 0.461 | 镁 | 1.047 |
钢铁 | 0.481 | 镍 | 0.460 |
款 | 0.130 | 锡 | 0.234 |
银 | 0.213 | 铂 | 0.134 |
铅 | 0.130 | 水 | 4.186 |