Špecifický elektrický odpor vody
Voda sa spravidla dodáva do vykurovacích zariadení elektródy z prírodných zdrojov. O vhodnosti vody pre určitý technologický proces rozhodujú jej fyzikálne a chemické parametre. Pokiaľ ide o inštalácie elektródového ohrevu, najdôležitejšími fyzikálnymi ukazovateľmi kvality vody sú slanosť a jej slanosť elektrický odpor.
Slanosť, t.j. celková koncentrácia všetkých katiónov a aniónov obsiahnutých v 1 kg vody sa pohybuje od 50 mg/kg do niekoľkých gramov na kilogram.
Spôsob činnosti elektródových zariadení závisí hlavne od špecifického elektrického odporu vody, ktorý kedykoľvek určuje prúd a výkon zariadenia. Pre rôzne ročné obdobia a geografické oblasti je špecifický elektrický odpor vody odlišný a pohybuje sa od 5 do 300 ohmov. V špeciálnych laboratóriách sa tento odpor zisťuje pri teplote vody 293 K pomocou konduktometra (MM 34-04).
V praxi sa používajú jednoduchšie, aj keď menej presné nastavenia.Pre priame meranie merného elektrického odporu vody je možné odporučiť prístroj pozostávajúci z elektricky izolujúcej obdĺžnikovej nádoby, dvoch plochých medených elektród upevnených na vnútorných koncových stenách nádoby, dvoch drôtených sond s priemerom 1 mm umiestnených vo vode v známej vzdialenosti od elektród pozdĺž priamky kolmej na ich roviny. Striedavé sieťové napätie sa privádza cez autotransformátor k elektródam. Počas experimentu sa zisťuje teplota vody v nádobe, prúd v elektrickom obvode a úbytok napätia na sondách.
Špecifický elektrický odpor, Ohm-m, vody pri teplote 293 K
kde U3 je úbytok napätia medzi sondami, V, Ae je plocha prierezu vody v nádobe kolmá na siločiary, m2, h3 je vzdialenosť medzi sondami, m, I je prúd v elektródovom obvode, A.
Špecifický elektrický odpor Ohm-m pri teplote T slabých roztokov elektrolytov vrátane prírodnej vody je opísaný hyperbolickou funkciou teploty
Tu je ρ293 elektrický odpor pri teplote 293 K, αt — teplotný koeficient elektrického odporu, čo odráža relatívny pokles elektrického odporu so zvýšením teploty o 1 K.
Pre roztoky zásad a solí αt = 0,02 … 0,035, kyseliny αt = 0,01 … 0,016. V praktických výpočtoch sa ρt určí zjednodušeným výrazom tak, že αt = 0,025,
Elektrické ohrievače vodyspravidla pracujú v uzavretých systémoch zásobovania teplom bez odvodu vody, čo umožňuje stabilizovať elektrický odpor, elektrický prúd a výkon kotla na projektovej úrovni.Na rozdiel od kotlov sa fyzikálny stav vody počas stacionárnej prevádzky parného kotla mení pozdĺž výšky elektródového systému.
V spodnej zóne systému sa voda ohrieva na 358 ... 368 K, v strede - na bod varu pri danom tlaku v kotle s tvorbou parných bublín a v hornej zóne je nasýtená para intenzívne formované.
Merný elektrický odpor takejto zložitej štruktúry pracovného média — zmesi pary a vody — závisí od teploty a koncentrácie solí v kotlovej vode, objemového obsahu pary, konštrukčných parametrov elektródového systému a ďalších parametrov. V praxi výpočtu parných kotlov sa elektrický odpor zmesi pary a vody určuje z experimentálnych údajov.
Pre elektródové systémy s koaxiálnymi valcovými elektródami, elektrický odpor, Ohm-m, zmes pary a vody
kde ρt je špecifický elektrický odpor vody pri bode varu, Ohm-m, β je koeficient, ktorý zohľadňuje vplyv vyparovania na špecifický elektrický odpor kotlovej vody, P je výkon elektródového systému pary bojler, W, dB je priemer vnútornej elektródy, m, h je výška elektródového systému, m, rθ je teplo vyparovania, J / kg, ρp je hustota pary pri danom tlaku, kg / m3 .
Pre systém tienených elektród s elektródami umiestnenými pod uhlom 120° a termosifónovou cirkuláciou kotlovej vody možno vplyv vyparovania na elektrický odpor vody zohľadniť korekčným faktorom β = 1,25 ... 1,3