Полный расход реагентов может быть измерен непо­средственно расходомерами на входе газов в ЭХГ. Одна­ко погрешности расходомеров довольно велики, и более точным оказывается расчет, в ходе которого суммируют расходы на реакцию, продувку, утечки и перетекание реагентов в противоположные газовые полости и в меж - электродпый зазор.

Расход и потребление реагентов на реакцию. Основ­ную долю полного расхода реагентов составляет расход на реакцию. Средний расход реагентов G,- и суммарное их потребление на реакцию G. x за промежуток време­ни Ат можно определить двумя способами.

і Используй законы Фарадея, получаем ^

? ' ц - '

(10-7)

Ті

где Ат=Т2—ть р—молекулярная масса реагента; I — ток в ЭХГ; F — число Фарадея; г,-— множитель химиче­ского эквивалента; п— число последовательных ТЭ или групп, содержащих параллельные ТЭ; і — индекс вида реагента (например, водород или кислород); т — время.

ПотребленйФ реагента равно

Он

Средний удельный расход реагентов на реакцию g,, представляющий собой отношение потребленной в реак­ции за время Ат массы реагента к выработанной за то Ьке время электроэнергии, определяют по формуле

_ 1ЧП С J№_ gi~ Z;F Дг J U(x) • *1

Пример зависимости g or мощности показан па рис. 10.40. На рис. 10.41, хотя по оси абсцисс отложена удельная мощность, удельный расход рассчитан с уче­том полной мощности секции ЭХГ.

На показанных графиках дан общий расход обоих реагентов.

Мгновенный расход реагента или расход при ft6cf6- янном токе нагрузки определяется выражением

П __ НчИ /

z£F

Практически в расчетах принимают на каждом из промежутков времени Лт/ ток нагрузки // и напряже­ние U; неизменными и пользуются соответственно фор­мулами

где Q — количество электричества, А-ч.

Другой метод определения потребления реагентов на реакцию связан с измерением количества продуктов реакции. Поясним его на примере водородно-кислородно­го ЭХГ, где продуктом реакции является вода,

2Н2+02=2Н20.

Как видно из уравнения реакции (10.14), масса во­ды, которую легко измерить, точно равна сумме масс потребленных реагентов.

С помощью уравнения реакции легко выделить до­лю каждого реагента. Средний расход реагента

(10.15)

где G — расход воды; индексом «к» обозначен противо положный реагент; /.

где М — число молей реагента (коэффициент уравнения реакции). -

Потребление реагента за время Ат

При использовании этого метода определения расхо­да реагентов на реакцию и их потребления необходимо учитывать изменение объема электролита за время Ат, если в ЭХГ применяется водный раствор щелочи или кислоты. При достаточно больших Ат, когда количество воды, связанное с изменением объема электролита, АУВ мало по сравнению с объемом выработанной воды VB

АУв<Ув,

погрешностью, вызванной изменением объема электро­лита, можно пренебречь. В противном случае нужно вы­бирать моменты ті и Т2 так, чтобы объем электролита в ЭХГ был в эти моменты одинаков

К,=К2

где у и С — плотность и концентрация электролита.

Расход газов на продувку. Расход газов на продув­ку Gni может быть измерен газовым счетчиком. Более точно измерение выполняется объемным методом. Со­гласно одному из этих методов продувочный газ на вре­мя измерения направляют в герметичный сосуд извест­ного объема V, снабженный манометром, и измеряют приращение давления Ар в сосуде за время продувки. Расчет выполняют по формуле

G„, = pT (10.18)

где Г —температура ТЭ в ЭХГ; Ат — длительность изме­рения при непрерывной продувке или период продувок при периодических продувках; р —- плотность продувоч­ных газов; «*» указывает на то, что параметр взят при стандартных условиях.

Натекание реагентов в межэлектродный зазор, пере­текание в противоположные газовые полости. Когда на­текающий газ выводится в компенсационный сосуд элек­тролита, измерение количества натекающего газа выпол - 422

няется аналогично измерению расхода реагентов на про­дувку. Поскольку натекает смесь газов, вычисления удобнее выполнять в объемных единицах либо для полу­чения результата в массовых единицах дополнительно производить количественный анализ состава смеси нате­кающих газов.

Если уровень электролита в компенсационном сосуде переменный при работе под нагрузкой, следует измере­ние выполнять при холостом ходе или учитывать изме­нение объема, связанное с изменением уровня. Обычно количество натекающего газа составляет 0,1—1 % по­требления на реакцию.

Перетекание реагентов в противоположные газовые полости не поддается измерению на работающем ЭХГ и может быть лишь оценено теоретически или на основе специальных экспериментов. По порядку значений оно близко к количеству натекающего в межэлектродный за­зор газа.

Утечки реагентов в окружающую среду через неплот­ности в трубопроводах и в арматуре в ЭХГ нормируются очень жестко и при нормальной работе пренебрежимо малы — порядка 0,0001—0,001% потребления на реак­цию.