Měrný elektrický odpor vody
Voda je zpravidla dodávána do topných instalací elektrody z přírodních zdrojů. Vhodnost vody pro určitý technologický proces je dána jejími fyzikálními a chemickými parametry. Pokud jde o instalace elektrodového ohřevu, nejdůležitějšími fyzikálními ukazateli kvality vody jsou salinita a její salinita elektrický odpor.
Slanost, tzn. celková koncentrace všech kationtů a aniontů obsažených v 1 kg vody se pohybuje od 50 mg/kg do několika gramů na kilogram.
Režim činnosti elektrodových zařízení závisí především na specifickém elektrickém odporu vody, který v každém okamžiku určuje proud a výkon zařízení. Pro různá roční období a geografické oblasti je specifický elektrický odpor vody různý a pohybuje se od 5 do 300 ohmů. Ve speciálních laboratořích se tento odpor zjišťuje při teplotě vody 293 K pomocí konduktometru (MM 34-04).
V praxi se používají jednodušší, i když méně přesné nastavení.Pro přímé měření měrného elektrického odporu vody lze doporučit přístroj skládající se z elektricky izolující obdélníkové nádoby, dvou plochých měděných elektrod upevněných na vnitřních koncových stěnách nádoby, dvou drátěných sond o průměru 1 mm umístěných ve vodě ve známé vzdálenosti od elektrod podél přímky kolmé k jejich rovinám. Střídavé síťové napětí je přiváděno přes autotransformátor k elektrodám. Během experimentu se zjišťuje teplota vody v nádobě, proud v elektrickém obvodu a úbytek napětí na sondách.
Měrný elektrický odpor, Ohm-m, vody při teplotě 293 K
kde U3 je úbytek napětí mezi sondami, V, Ae je plocha průřezu vody v nádobě kolmá na siločáry, m2, h3 je vzdálenost mezi sondami, m, I je proud v elektrodovém obvodu, A.
Měrný elektrický odpor Ohm-m při teplotě T slabých roztoků elektrolytů včetně přírodní vody je popsán hyperbolickou funkcí teploty
Zde ρ293 je elektrický odpor při teplotě 293 K, αt — teplotní koeficient elektrického odporu, což odráží relativní pokles elektrického odporu se zvýšením teploty o 1 K.
Pro roztoky zásad a solí αt = 0,02 … 0,035, kyseliny αt = 0,01 … 0,016. V praktických výpočtech je ρt určeno zjednodušeným výrazem tak, že αt = 0,025,
Elektrické ohřívače vodypracují zpravidla v uzavřených systémech zásobování teplem bez odvodu vody, což umožňuje stabilizovat elektrický odpor, elektrický proud a výkon kotle na projektové úrovni.Na rozdíl od kotlů se fyzikální stav vody během stacionárního provozu parního kotle mění podél výšky elektrodového systému.
Ve spodní zóně systému se voda ohřívá na 358 ... 368 K, uprostřed - na bod varu při daném tlaku v kotli s tvorbou parních bublin a v horní zóně je nasycená pára intenzivně formován.
Měrný elektrický odpor takto složité struktury pracovního média — směsi páry a vody — závisí na teplotě a koncentraci solí v kotlové vodě, objemovém obsahu páry, konstrukčních parametrech elektrodového systému a dalších parametrech. V praxi výpočtu parních kotlů se elektrický odpor směsi pára-voda zjišťuje z experimentálních dat.
Pro elektrodové systémy s koaxiálními válcovými elektrodami, elektrický odpor, Ohm-m, směs pára-voda
kde ρt je měrný elektrický odpor vody při bodu varu, Ohm-m, β je koeficient, který zohledňuje vliv odpařování na měrný elektrický odpor kotlové vody, P je výkon elektrodového systému páry bojler, W, dB je průměr vnitřní elektrody, m, h je výška elektrodového systému, m, rθ je výparné teplo, J / kg, ρp je hustota páry při daném tlaku, kg / m3 .
U systému stíněných elektrod s elektrodami umístěnými pod úhlem 120° a termosifonovou cirkulací kotlové vody lze vliv odpařování na elektrický odpor vody zohlednit korekčním faktorem β = 1,25 ... 1,3