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滾鍍的溶液更新與排氣是如何進行的?

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滾鍍的溶液更新與排氣是如何進行的?

滾鍍開始後,滾筒內的溶液濃度會隨著鍍層的不斷沉積而逐漸降低,同時,滾筒外的新鮮溶液會通過壁板上的小孔與滾筒內的溶液不停地交換,以補充陰極反應造成的消耗,此即滾鍍的溶液更新過程。並且,陰極反應產生的氫氣也會通過壁板上的小孔不停地排出筒外,此即滾鍍的排氣過程。此兩個過程,在整個滾鍍過程中“生命悠關”。因為滾筒內的溶液濃度降低後,若不能及時更新,陰極反應所需要的“食糧”將無以為繼,則滾鍍的“生命進程”也難以維係。而陰極反應產生的氫氣若不能及時排出筒外,則會以氣泡形式對壁板上的小孔造成堵塞,從而對滾筒內的溶液更新產生不利影響。這就好比生命體的新陳代謝,生命體的新陳代謝若不正常,則無健康可言。那麽,滾鍍時滾筒內的溶液更新與排氣過程是如何進行的呢?

下麵以六角形滾筒處於下圖位置時為例,闡述滾鍍的溶液更新與排氣過程是如何進行的。




圖1 滾筒內溶液體積隨滾筒位置的變化過程示意圖

滾鍍的溶液更新與排氣過程與滾鍍過程中滾筒內溶液體積的不斷變化密切相關,而滾筒內溶液的體積隨滾筒位置的變化而變化。圖1所示為滾筒從一個角[圖1(a)]變化到另一個角[圖1(c)]時,滾筒內溶液體積隨滾筒位置變化的過程示意圖,在此過程中滾鍍的溶液更新與排氣過程可分解成兩個步驟來闡述。

(1) 圖1(a)→圖1(b) 圖1(a)時滾筒內溶液的體積最小,當向圖1(b)旋轉時,滾筒內溶液的體積逐漸增大,到達圖1(b)位置時,滾筒內溶液的體積達到最大。在此過程中,進入筒內的新鮮溶液多於排出筒外的溶液,同時,陰極反應產生的氫氣受到筒內溶液體積增大帶來的壓力而被動排放一次。

(2) 圖1(b)→圖1(c) 當向圖1(c)旋轉時,滾筒內溶液的體積又逐漸減小,到達圖1(c)位置時,滾筒內溶液的體積又變成最小。在此過程中,進入筒內的新鮮溶液少於排出筒外的溶液,同時,陰極反應產生的氫氣自然排出。

這樣的話,滾筒每從一個角變化到另一個角,滾筒內溶液的體積就變化一個周期,則滾筒就進行一次“呼吸吐納”——即滾筒內的溶液更新與排氣過程進行一次循環。滾筒每旋轉一周,這樣的“呼吸吐納”就進行六次,如此周而複始,滾筒內的溶液更新與排氣過程貫穿於整個滾鍍過程的始末。

根據以上分析,滾鍍時如果滾筒全部浸沒在液麵以下,滾筒在轉動過程中,滾筒內的溶液體積不會有任何變化,則會產生兩個問題:(1)滾筒內的溶液更新不會有明顯變化;(2)滾鍍的排氣過程作用減弱。排氣作用減弱,是因為陰極反應產生的氫氣缺少受壓被動排出的作用,且陰極反應產生的氫氣需要先從滾筒孔中衝出,然後才能透過液麵散發到空氣中。而氫氣在溶液中是以氣泡形式存在的,氫氣泡要在溶液中穿過滾筒孔決非易事,尤其壁板上開圓孔時對氫氣泡的阻力更大。這樣的話,因為陰極反應產生的氫氣是連續不斷的,如果在排氣過程中受阻,將大量聚集在壁板內部滾筒孔的周圍,從而阻礙滾筒內的溶液更新。這種情況在使用電流效率較低的溶液如堿性鍍鋅,且圓孔孔徑較小時尤為突出。所以,成版人抖音污平常見到的全浸式滾筒並非把滾筒全部浸沒,而總是有一部分要露出液麵的。


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