水的电阻率
通常,水从自然资源供应到电极的加热装置。水对某一工艺过程的适宜性是由其物理和化学参数决定的。就电极加热装置而言,水质最重要的物理指标是盐度及其盐度 电阻.
盐度,即1公斤水中所含的所有阳离子和阴离子的总浓度从50毫克/公斤到几克/公斤不等。
电极装置的工作方式主要取决于水的比电阻,它随时决定着装置的电流和功率。对于不同的季节和地理区域,水的电阻率是不同的,范围从 5 到 300 欧姆。在特殊实验室中,该电阻是在 293 K 的水温下使用电导计 (MM 34-04) 测定的。
在实践中,使用了更简单但不太精确的设置。为了直接测量水的比电阻,可以推荐一种装置,该装置包括一个电绝缘矩形容器、两个固定在容器内端壁上的扁平铜电极、两个置于水中的直径为 1 毫米的导线探头沿垂直于电极平面的直线距电极已知距离。交流电源电压通过自耦变压器馈送到电极。在实验过程中,确定容器中水的温度、电路中的电流和探针两端的电压降。
水在 293 K 温度下的比电阻,Ohm-m
其中U3为探头间电压降,V、Ae为容器中水垂直于力线的截面积,m2、h3为探头间距离,m、I为电流在电极电路中,A.
电解质弱溶液(包括天然水)在温度 T 下的比电阻 Ohm-m 由温度的双曲线函数描述
这里 ρ293 是 293 K 温度下的电阻,αt — 电阻温度系数,反映了电阻随温度升高 1 K 而相对降低。
对于碱和盐的溶液 αt = 0.02 … 0.035,酸 αt = 0.01 … 0.016。在实际计算中,ρt 由简化表达式确定,使得 αt = 0.025,
电热水器通常,它们在没有排水的封闭供热系统中工作,这使得可以将电阻、电流和锅炉功率稳定在设计水平。与锅炉不同,蒸汽锅炉在静止运行期间水的物理状态会沿着电极系统的高度发生变化。
在系统的下部区域,水被加热到 358 ... 368 K,在中间 - 在锅炉中的给定压力下加热到沸点,并形成蒸汽气泡,在上部区域,饱和蒸汽是密集形成。
工作介质——汽水混合物——这种结构复杂的比电阻取决于锅炉水中盐分的温度和浓度、蒸汽的体积含量、电极系统的设计参数等参数。在计算蒸汽锅炉的实践中,汽水混合物的电阻由实验数据确定。
对于具有同轴圆柱形电极、电阻、Ohm-m、蒸汽-水混合物的电极系统
式中ρt为沸点水的比电阻,Ohm-m,β为考虑蒸发对锅炉水比电阻影响的系数,P为蒸汽电极系统的功率锅炉,W,dB为内电极直径,m,h为电极系统高度,m,rθ为汽化热,J/kg,ρp为给定压力下的蒸汽密度,kg/m3 .
对于电极位于 120° 角和锅炉水热虹吸循环的屏蔽电极系统,蒸发对水电阻的影响可以通过修正系数 β = 1.25 ... 1.3 来考虑