| CATEGORII DOCUMENTE |
| Aeronautica | Comunicatii | Electronica electricitate | Merceologie | Tehnica mecanica |
Acumulatoare
a) Descriere-functionare. Acumulatoarele electrice sunt surse de energie electrica care fac parte din categoria elementelor galvanice secundare.
Un element de acumulator este format dintr-un vas continand electrolit, in care se gasesc doi electrozi sub forma de placi, unul negativ si altul pozitiv. Electrolitul este constituit dintr-o solutie apoasa de acid sulfuric.
Conectarea in serie sau in paralel, prin legaturi sudate sau insurubate, a mai mult elemente de acumulatoare da nastere unei bateriii de acumulatoare. Polii terminali ai unei astfel de baterii se numesc borne.
Se construiesc acumulatoare cu placi de plumb si acumulatoare alcaline (Fe-Ni, Cd-Ni, Zn-Ag).
La acumulatoarele cu plumb, placile sunt din plumb spongios, in alveolele carora se depune ca masa activa o pasta de oxizi de plumb (la polul pozitiv se depune Pb3O4, iar la cel negativ PbO).
Daca bornele acumulatorului se leaga la o sursa de curent continuu, in acumulator se produce electroliza acidului sulfuric din electrolit.
La polul pozitiv al acumulatorului se duc anionii SO4, care oxideaza Pb3O4 in PbO2, iar polul negativ cationii de H+, care neutralizeaza si apoi reduc PbO in Pb.
Prin trecerea curentului continuuu prin acumulator placa pozitiva se acopera cu un strat de bioxid de plumb, iar cea negativa cu un strat de plumb spongios. Pe timpul acestui proces care se numeste incarcarea acumulatorului, concentratia de acid sulfuric in electrolit se mareste. Energia electrica folosita pentru incarcare se transforma in energie chimica.
Pe timpul folosirii ca generator electric, acumulatorul se descarca. In interiorul lui se produce o reactie chimica care consta in disocierea acidului sulfuric in ioni de hidrogen si ioni de SO4. Ionii de hidrogen se duc la placa pozitiva si reduc Pb2 in Pb3O4, iar ionii de SO4 se indreapta catre placa negativa oxidand plumbul in PbO.
Fenomenul se numeste descarcarea acumulatorului, in timpul careia energia chimica se transforma in energie electrica.
La descarcare pe ambele placi ale acumulatorului se formeaza sulfat de plumb (SO4Pb), iar densitatea electrolitului se micsoreaza, deci se produce o dubla sulfatare.
Reactiile chimice si electrochimice reversibile din cursul incarcarii si descarcarii se explica teoria dublei sulfatari, astfel:
PbO2 + 2 H2SO4 + Pb ↔ 2 PbSo4 + 2 H2O
La acumulatoarele alcaline electrolitul este format dintr-o solutie apoasa de potasa caustica.
Constructia acumulatoarelor alcaline este similara cu cea a acumulatoarelor cu plumb. Metalele folosite pentru placi sunt: Ni, Fe, Cd, Ag si Zn.
Functionarea acumulatoarelor alcaline are la baza aceleasi fenomene care se petrec la acumulatoarele cu placi de plumb. Materia activa a placilor pozitive, de exemplu, pentru elementele Fe-Ni este hidroxidul de nichel aflat sub forma Ni (OH)3, cand acumulatorul este incarcat si Ni (OH)2 dupa descarcare.
La incarcare electrodul pozitiv se oxideaza, iar cel negativ se reduce: la descarcare fenomenul se produce in sens invers. Transformarile electrochimice care au loc la acumulatoarele alcaline sunt mai complexe ca cele cu plumb.
La elementul cu nichel si fier reactia care are loc este:
descarcare
2 Ni (OH)3 + KOH + Fe ↔ 2 Ni (OH)2 + KOH + Fe (OH)2
incarcare
La elementul cu nichel si cadmiu:
descarcare
2 Ni (OH)3 + KOH + Cd ↔ 2 Ni (OH)2 + KOH + Cd (OH)2
incarcare
b) Pericolul de explozie pe timpul incarcarii acumulatoarelor.
Pericolul de explozie apare la terminarea reactiilor chimice si electrochimice de incarcare.
La terminarea incarcarii acumulatorului, curentul de incarcare produce disocierea apei din electrolit in hidrogen si oxigen.
Cantitatea de hidrogen degajata pe timpul electrolizei apei din electrolit este influentata de valoarea curentului de incarcare. La o incarcare cu curent mic caderea de tensiune este redusa si fenomenele ce se desfasoara progresiv, in schimb la un curent mare, tensiunea creste rapid ca urmare a cresterii caderii de tensiune.
Pe timpul incarcarii acumulatoarelor alcaline (Fe-Ni, Cd-Ni si Zn-Ag) se produc, in principiu aceleasi fenomene ca si la acumulatoarele acide, deci au loc si degajari de hidrogen.
Pentru incarcarea acumulatoarelor se folosesc mai multe metode, unele din ele urmarind intensificarea regimului de incarcare, ceea ce are ca urmare si cresterea cantitatii de hidrogen degajata.
In regim normal de incarcare, cantitatea de hidrogen degajata din acumulator se poate calcula cu formula:
H2 = K1 ∙ Q ∙ a ∙ K2 ∙ 10 -3 in m3/h,
γ
in care
K1 este un coeficient care depinde de cresterea capacitatii fata de cea nominala;
Q - capacitatea nominala a acumulatorului in Ah;
a - cantitatea de hidrogen care se degaja din acumulator pentru fiecare Ah si este egala cu 0,0376 g (0,42 l);
K2 - coeficient care pentru o incarcare normala (primele 6 - 7 ore) se ia egal cu 0,34 si pentru una intensificata cu 1;
γ - greutatea specifica a hidrogenului egala cu 8,98 ∙ 10-3 g/cm.
Valoarea lui K1 este data de relatia:
K1 = Iinc ∙ tinc
Q
in care,
Iinc - este curentul de incarcare in A;
tinc - timpul de incarcare in h.
Calculul cantitatii de hidrogen degajat in cazul cand la incarcare se gasesc loturi diferite (un lot la incarcare normala si altul la incarcare intensificata) se face cu formula:
n
V = 0,0357 K c r Σ Qn ∙ nn ∙ 10-3 in m3/h
H 1
in care,
Kcr este coeficientul de crestere a cantitatii de hidrogen degajat in incapere pe timpul incarcarii si care se determina in functie de numarul acumulatoarelor aflate in incapere (normala si intensificata), si are in principiu valoarea de la 1,2 la 1,8;
Qn ∙ nn - produsul dintre capacitatea si numarul elementelor fiecarei baterii care se incarca.
Calculul cantitatii de hidrogen degajat este necesar la proiectarea si asigurarea unei ventilatii corespunzatoare inlaturarii pericolului de explozie.
|
Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare |
Vizualizari: 1449
Importanta: 
Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved
