Ειδική ηλεκτρική αντίσταση του νερού
Κατά κανόνα, το νερό τροφοδοτείται στις εγκαταστάσεις θέρμανσης του ηλεκτροδίου από φυσικές πηγές. Η καταλληλότητα του νερού για μια συγκεκριμένη τεχνολογική διαδικασία καθορίζεται από τις φυσικές και χημικές του παραμέτρους. Όσον αφορά τις εγκαταστάσεις θέρμανσης ηλεκτροδίων, οι πιο σημαντικοί φυσικοί δείκτες ποιότητας του νερού είναι η αλατότητα και η αλατότητά του ηλεκτρική αντίσταση.
Η αλατότητα, δηλ. η συνολική συγκέντρωση όλων των κατιόντων και των ανιόντων που περιέχονται σε 1 kg νερού κυμαίνεται από 50 mg/kg έως αρκετά γραμμάρια ανά κιλό.
Ο τρόπος λειτουργίας των συσκευών ηλεκτροδίου εξαρτάται κυρίως από την ειδική ηλεκτρική αντίσταση του νερού, η οποία καθορίζει ανά πάσα στιγμή το ρεύμα και την ισχύ της συσκευής. Για διαφορετικές εποχές και γεωγραφικές περιοχές, η ειδική ηλεκτρική αντίσταση του νερού είναι διαφορετική και κυμαίνεται από 5 έως 300 ohms. Σε ειδικά εργαστήρια, η αντίσταση αυτή προσδιορίζεται σε θερμοκρασία νερού 293 K χρησιμοποιώντας αγωγόμετρο (MM 34-04).
Στην πράξη, χρησιμοποιούνται απλούστερες, αν και λιγότερο ακριβείς, ρυθμίσεις.Για την άμεση μέτρηση της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης του νερού, είναι δυνατό να προταθεί μια συσκευή που αποτελείται από ένα ηλεκτρικά μονωτικό ορθογώνιο δοχείο, δύο επίπεδα χάλκινα ηλεκτρόδια στερεωμένα στα εσωτερικά ακραία τοιχώματα του δοχείου, δύο συρμάτινους αισθητήρες διαμέτρου 1 mm τοποθετημένοι σε νερό σε γνωστή απόσταση από τα ηλεκτρόδια κατά μήκος μιας γραμμής κάθετης στα επίπεδά τους. Η τάση δικτύου AC τροφοδοτείται μέσω ενός αυτομετασχηματιστή στα ηλεκτρόδια. Κατά τη διάρκεια του πειράματος, προσδιορίζεται η θερμοκρασία του νερού στο δοχείο, το ρεύμα στο ηλεκτρικό κύκλωμα και η πτώση τάσης στους ανιχνευτές.
Ειδική ηλεκτρική αντίσταση, Ohm-m, νερού σε θερμοκρασία 293 K
όπου U3 είναι η πτώση τάσης μεταξύ των ανιχνευτών, V, Ae είναι η περιοχή διατομής του νερού στο δοχείο κάθετα στις γραμμές δύναμης, m2, h3 είναι η απόσταση μεταξύ των ανιχνευτών, m, I είναι το ρεύμα στο κύκλωμα ηλεκτροδίου, Α.
Η ειδική ηλεκτρική αντίσταση, Ohm-m, σε θερμοκρασία T ασθενών διαλυμάτων ηλεκτρολυτών, συμπεριλαμβανομένου του φυσικού νερού, περιγράφεται από μια υπερβολική συνάρτηση της θερμοκρασίας
Εδώ ρ293 είναι η ηλεκτρική αντίσταση σε θερμοκρασία 293 K, αt — συντελεστής θερμοκρασίας ηλεκτρικής αντίστασης, αντανακλώντας τη σχετική μείωση της ηλεκτρικής αντίστασης με αύξηση της θερμοκρασίας κατά 1 Κ.
Για διαλύματα βάσεων και αλάτων αt = 0,02 … 0,035, οξέα αt = 0,01 … 0,016. Σε πρακτικούς υπολογισμούς, το ρt προσδιορίζεται από μια απλοποιημένη έκφραση έτσι ώστε αt = 0,025,
Ηλεκτρικοί θερμοσίφωνεςΚατά κανόνα, λειτουργούν σε κλειστά συστήματα παροχής θερμότητας χωρίς αφαίρεση νερού, γεγονός που καθιστά δυνατή τη σταθεροποίηση της ηλεκτρικής αντίστασης, του ηλεκτρικού ρεύματος και της ισχύος του λέβητα σε επίπεδο σχεδιασμού.Σε αντίθεση με τους λέβητες, η φυσική κατάσταση του νερού κατά τη σταθερή λειτουργία ενός λέβητα ατμού αλλάζει κατά το ύψος του συστήματος ηλεκτροδίων.
Στην κάτω ζώνη του συστήματος, το νερό θερμαίνεται στους 358 ... 368 K, στη μέση - στο σημείο βρασμού σε μια δεδομένη πίεση στο λέβητα με το σχηματισμό φυσαλίδων ατμού και στην επάνω ζώνη, ο κορεσμένος ατμός είναι διαμορφώνεται εντατικά.
Η ειδική ηλεκτρική αντίσταση μιας τέτοιας πολύπλοκης δομής του μέσου εργασίας - μείγματος ατμού-νερού - εξαρτάται από τη θερμοκρασία και τη συγκέντρωση των αλάτων στο νερό του λέβητα, την περιεκτικότητα σε όγκο ατμού, τις παραμέτρους σχεδιασμού του συστήματος ηλεκτροδίων και άλλες παραμέτρους. Στην πρακτική του υπολογισμού των λεβήτων ατμού, η ηλεκτρική αντίσταση του μίγματος ατμού-νερού προσδιορίζεται από πειραματικά δεδομένα.
Για συστήματα ηλεκτροδίων με ομοαξονικά κυλινδρικά ηλεκτρόδια, ηλεκτρική αντίσταση, Ohm-m, μίγμα ατμού-νερού
όπου ρt είναι η ειδική ηλεκτρική αντίσταση του νερού στο σημείο βρασμού, Ohm-m, β είναι ένας συντελεστής που λαμβάνει υπόψη την επίδραση της εξάτμισης στην ειδική ηλεκτρική αντίσταση του νερού του λέβητα, P είναι η ισχύς του συστήματος ηλεκτροδίων του ατμού λέβητας, W, dB είναι η διάμετρος του εσωτερικού ηλεκτροδίου, m, h είναι το ύψος του συστήματος ηλεκτροδίων, m, rθ είναι η θερμότητα εξάτμισης, J / kg, ρp είναι η πυκνότητα ατμού σε μια δεδομένη πίεση, kg / m3 .
Για ένα θωρακισμένο σύστημα ηλεκτροδίων με ηλεκτρόδια τοποθετημένα σε γωνία 120 ° και κυκλοφορία θερμοσίφωνου του νερού του λέβητα, η επίδραση της εξάτμισης στην ηλεκτρική αντίσταση του νερού μπορεί να ληφθεί υπόψη με τον συντελεστή διόρθωσης β = 1,25 ... 1,3