Ūdens īpatnējā elektriskā pretestība
Ūdens elektrodu apkures iekārtām parasti tiek piegādāts no dabīgiem avotiem. Ūdens piemērotību noteiktam tehnoloģiskam procesam nosaka tā fizikāli ķīmiskie parametri. Runājot par elektrodu apkures iekārtām, svarīgākie ūdens kvalitātes fizikālie rādītāji ir sāļums un tā sāļums elektriskā pretestība.
Sāļums, t.i. visu katjonu un anjonu kopējā koncentrācija 1 kg ūdens svārstās no 50 mg/kg līdz vairākiem gramiem uz kilogramu.
Elektrodu ierīču darbības režīms galvenokārt ir atkarīgs no ūdens īpašās elektriskās pretestības, kas jebkurā brīdī nosaka ierīces strāvu un jaudu. Dažādos gadalaikos un ģeogrāfiskajos apgabalos ūdens īpatnējā elektriskā pretestība ir atšķirīga un svārstās no 5 līdz 300 omiem. Speciālās laboratorijās šo pretestību nosaka pie ūdens temperatūras 293 K, izmantojot konduktometru (MM 34-04).
Praksē tiek izmantoti vienkāršāki, lai arī mazāk precīzi iestatījumi.Ūdens īpatnējās elektriskās pretestības tiešai mērīšanai var ieteikt ierīci, kas sastāv no elektriski izolējoša taisnstūra trauka, diviem plakaniem vara elektrodiem, kas piestiprināti pie tvertnes iekšējām gala sienām, divām ūdenī ievietotām stieples zondēm ar diametru 1 mm. zināmā attālumā no elektrodiem pa līniju, kas ir perpendikulāra to plaknēm. Maiņstrāvas tīkla spriegums tiek padots caur autotransformatoru uz elektrodiem. Eksperimenta laikā tiek noteikta ūdens temperatūra traukā, strāvas stiprums elektriskajā ķēdē un sprieguma kritums zondēs.
Ūdens īpatnējā elektriskā pretestība, Ohm-m, 293 K temperatūrā
kur U3 ir sprieguma kritums starp zondēm, V, Ae ir ūdens šķērsgriezuma laukums traukā, kas ir perpendikulārs spēka līnijām, m2, h3 ir attālums starp zondēm, m, I ir strāva elektrodu ķēdē A.
Vāju elektrolītu šķīdumu, tostarp dabīgā ūdens, īpatnējo elektrisko pretestību Ohm-m temperatūrā T apraksta ar temperatūras hiperbolisko funkciju.
Šeit ρ293 ir elektriskā pretestība 293 K temperatūrā, αt — elektriskās pretestības temperatūras koeficients, atspoguļojot relatīvo elektriskās pretestības samazināšanos, palielinoties temperatūrai par 1 K.
Bāzu un sāļu šķīdumiem αt = 0,02 … 0,035, skābēm αt = 0,01 … 0,016. Praktiskajos aprēķinos ρt nosaka ar vienkāršotu izteiksmi tā, ka αt = 0,025,
Elektriskie ūdens sildītājiparasti tie darbojas slēgtās siltumapgādes sistēmās bez ūdens noņemšanas, kas ļauj stabilizēt elektrisko pretestību, elektrisko strāvu un katla jaudu projektēšanas līmenī.Atšķirībā no katliem, tvaika katla stacionāras darbības laikā ūdens fiziskais stāvoklis mainās visā elektrodu sistēmas augstumā.
Sistēmas apakšējā zonā ūdens tiek uzkarsēts līdz 358 ... 368 K, vidū - līdz viršanas temperatūrai pie noteiktā spiediena katlā, veidojot tvaika burbuļus, un augšējā zonā tiek uzsildīts piesātināts tvaiks. intensīvi veidojas.
Šādas sarežģītas darba vides — tvaika-ūdens maisījuma — struktūras īpatnējā elektriskā pretestība ir atkarīga no temperatūras un sāļu koncentrācijas katla ūdenī, tvaika tilpuma satura, elektrodu sistēmas projektēšanas parametriem un citiem parametriem. Tvaika katlu aprēķināšanas praksē tvaika-ūdens maisījuma elektriskā pretestība tiek noteikta pēc eksperimentāliem datiem.
Elektrodu sistēmām ar koaksiāliem cilindriskiem elektrodiem, elektriskā pretestība, Ohm-m, tvaika-ūdens maisījums
kur ρt ir ūdens īpatnējā elektriskā pretestība viršanas temperatūrā, Ohm-m, β ir koeficients, kas ņem vērā iztvaikošanas ietekmi uz katla ūdens īpatnējo elektrisko pretestību, P ir tvaika elektrodu sistēmas jauda katls, W, dB ir iekšējā elektroda diametrs, m, h ir elektrodu sistēmas augstums, m, rθ ir iztvaikošanas siltums, J / kg, ρp ir tvaika blīvums noteiktā spiedienā, kg / m3 .
Ekranētai elektrodu sistēmai ar elektrodiem, kas atrodas 120 ° leņķī un katla ūdens termosifonu cirkulāciju, iztvaikošanas ietekmi uz ūdens elektrisko pretestību var ņemt vērā ar korekcijas koeficientu β = 1,25 ... 1,3