水的電阻率
通常,水從自然資源供應到電極的加熱裝置。水對某一工藝過程的適宜性是由其物理和化學參數決定的。就電極加熱裝置而言,水質最重要的物理指標是鹽度及其鹽度 電阻.
鹽度,即1公斤水中所含的所有陽離子和陰離子的總濃度從50毫克/公斤到幾克/公斤不等。
電極裝置的工作方式主要取決於水的比電阻,它隨時決定著裝置的電流和功率。對於不同的季節和地理區域,水的電阻率是不同的,範圍從 5 到 300 歐姆。在特殊實驗室中,該電阻是在 293 K 的水溫下使用電導計 (MM 34-04) 測定的。
在實踐中,使用了更簡單但不太精確的設置。為了直接測量水的比電阻,可以推荐一種裝置,該裝置包括一個電絕緣矩形容器、兩個固定在容器內端壁上的扁平銅電極、兩個置於水中的直徑為 1 毫米的導線探頭沿垂直於電極平面的直線距電極已知距離。交流電源電壓通過自耦變壓器饋送到電極。在實驗過程中,確定容器中水的溫度、電路中的電流和探針兩端的電壓降。
水在 293 K 溫度下的比電阻,Ohm-m
其中U3為探頭間電壓降,V、Ae為容器中水垂直於力線的截面積,m2、h3為探頭間距離,m、I為電流在電極電路中,A.
電解質弱溶液(包括天然水)在溫度 T 下的比電阻 Ohm-m 由溫度的雙曲線函數描述
這裡 ρ293 是 293 K 溫度下的電阻,αt — 電阻溫度係數,反映了電阻隨溫度升高 1 K 而相對降低。
對於鹼和鹽的溶液 αt = 0.02 … 0.035,酸 αt = 0.01 … 0.016。在實際計算中,ρt 由簡化表達式確定,使得 αt = 0.025,
電熱水器通常,它們在沒有排水的封閉供熱系統中工作,這使得可以將電阻、電流和鍋爐功率穩定在設計水平。與鍋爐不同,蒸汽鍋爐在靜止運行期間水的物理狀態會沿著電極系統的高度發生變化。
在系統的下部區域,水被加熱到 358 ... 368 K,在中間 - 在鍋爐中的給定壓力下加熱到沸點,並形成蒸汽氣泡,在上部區域,飽和蒸汽是密集形成。
工作介質——汽水混合物——這種結構複雜的比電阻取決於鍋爐水中鹽分的溫度和濃度、蒸汽的體積含量、電極系統的設計參數等參數。在計算蒸汽鍋爐的實踐中,汽水混合物的電阻是根據實驗數據確定的。
對於具有同軸圓柱形電極、電阻、Ohm-m、蒸汽-水混合物的電極系統
式中ρt為沸點水的比電阻,Ohm-m,β為考慮蒸發對鍋爐水比電阻影響的係數,P為蒸汽電極系統的功率鍋爐,W,dB為內電極直徑,m,h為電極系統高度,m,rθ為汽化熱,J/kg,ρp為給定壓力下的蒸汽密度,kg/m3 .
對於電極位於 120° 角和鍋爐水熱虹吸循環的屏蔽電極系統,蒸發對水電阻的影響可以通過修正係數 β = 1.25 ... 1.3 來考慮