Resistencia eléctrica específica del agua.
Como regla general, el agua se suministra a las instalaciones de calefacción del electrodo de fuentes naturales. La idoneidad del agua para un determinado proceso tecnológico está determinada por sus parámetros físicos y químicos. En términos de instalaciones de calentamiento por electrodos, los indicadores físicos más importantes de la calidad del agua son la salinidad y su salinidad. resistencia eléctrica.
La salinidad, es decir la concentración total de todos los cationes y aniones contenidos en 1 kg de agua varía de 50 mg/kg a varios gramos por kilogramo.
El modo de funcionamiento de los dispositivos de electrodos depende principalmente de la resistencia eléctrica específica del agua, que en cualquier momento determina la corriente y la potencia del dispositivo. Para diferentes estaciones y áreas geográficas, la resistencia eléctrica específica del agua es diferente y oscila entre 5 y 300 ohmios. En laboratorios especiales, esta resistencia se determina a una temperatura del agua de 293 K utilizando un conductómetro (MM 34-04).
En la práctica, se utilizan ajustes más simples, aunque menos precisos.Para la medición directa de la resistencia eléctrica específica del agua, es posible recomendar un dispositivo que consta de un recipiente rectangular eléctricamente aislante, dos electrodos planos de cobre fijados en las paredes del extremo interno del recipiente, dos sondas de alambre de 1 mm de diámetro colocadas en agua a una distancia conocida de los electrodos a lo largo de una línea perpendicular a sus planos. El voltaje de la red de CA se alimenta a través de un autotransformador a los electrodos. Durante el experimento, se determinan la temperatura del agua en el recipiente, la corriente en el circuito eléctrico y la caída de voltaje a través de las sondas.
Resistencia eléctrica específica, Ohm-m, del agua a una temperatura de 293 K
donde U3 es la caída de voltaje entre las sondas, V, Ae es el área de la sección transversal del agua en el recipiente perpendicular a las líneas de fuerza, m2, h3 es la distancia entre las sondas, m, I es la corriente en el circuito del electrodo, A.
La resistencia eléctrica específica, Ohm-m, a la temperatura T de soluciones débiles de electrolitos, incluida el agua natural, se describe mediante una función hiperbólica de temperatura
Aquí ρ293 es la resistencia eléctrica a una temperatura de 293 K, αt — coeficiente de temperatura de la resistencia eléctrica, que refleja la disminución relativa de la resistencia eléctrica con un aumento de temperatura de 1 K.
Para soluciones de bases y sales αt = 0,02 … 0,035, ácidos αt = 0,01 … 0,016. En cálculos prácticos, ρt se determina mediante una expresión simplificada tal que αt = 0.025,
Calentadores de agua eléctricospor regla general, funcionan en sistemas cerrados de suministro de calor sin extracción de agua, lo que permite estabilizar la resistencia eléctrica, la corriente eléctrica y la potencia de la caldera en el nivel de diseño.A diferencia de las calderas, el estado físico del agua durante el funcionamiento estacionario de una caldera de vapor cambia a lo largo de la altura del sistema de electrodos.
En la zona inferior del sistema, el agua se calienta a 358 ... 368 K, en el medio, al punto de ebullición a una presión dada en la caldera con la formación de burbujas de vapor, y en la zona superior, el vapor saturado es formado intensamente.
La resistencia eléctrica específica de una estructura tan compleja del medio de trabajo, una mezcla de agua y vapor, depende de la temperatura y la concentración de sales en el agua de la caldera, el contenido volumétrico de vapor, los parámetros de diseño del sistema de electrodos y otros parámetros. En la práctica de calcular calderas de vapor, la resistencia eléctrica de la mezcla de vapor y agua se determina a partir de datos experimentales.
Para sistemas de electrodos con electrodos cilíndricos coaxiales, resistencia eléctrica, Ohm-m, mezcla vapor-agua
donde ρt es la resistencia eléctrica específica del agua en el punto de ebullición, Ohm-m, β es un coeficiente que tiene en cuenta el efecto de la evaporación sobre la resistencia eléctrica específica del agua de la caldera, P es la potencia del sistema de electrodos del vapor caldera, W, dB es el diámetro del electrodo interno, m, h es la altura del sistema de electrodos, m, rθ es el calor de vaporización, J / kg, ρp es la densidad del vapor a una presión dada, kg / m3 .
Para un sistema de electrodos blindados con electrodos ubicados en un ángulo de 120 ° y circulación termosifón del agua de la caldera, el efecto de la evaporación en la resistencia eléctrica del agua se puede tener en cuenta mediante el factor de corrección β = 1.25 ... 1.3