התנגדות חשמלית ספציפית של מים

ככלל, מים מסופקים למתקני החימום של האלקטרודה ממקורות טבעיים. התאמת המים לתהליך טכנולוגי מסוים נקבעת לפי הפרמטרים הפיזיקליים והכימיים שלהם. מבחינת מתקני חימום אלקטרודות, המדדים הפיזיים החשובים ביותר לאיכות המים הם מליחות ומליחותם התנגדות חשמלית.

המליחות, כלומר. הריכוז הכולל של כל הקטיונים והאניונים הכלולים ב-1 ק"ג מים נע בין 50 מ"ג/ק"ג לכמה גרמים לק"ג.

אופן הפעולה של מכשירי האלקטרודה תלוי בעיקר בהתנגדות החשמלית הספציפית של המים, אשר קובעת בכל עת את הזרם והכוח של המכשיר. לעונות שונות ואזורים גיאוגרפיים שונים, ההתנגדות החשמלית הספציפית של מים שונה ונעה בין 5 ל-300 אוהם. במעבדות מיוחדות, התנגדות זו נקבעת בטמפרטורת מים של 293 K באמצעות מוליך (MM 34-04).

בפועל, נעשה שימוש בהגדרות פשוטות יותר, אם כי פחות מדויקות.למדידה ישירה של ההתנגדות החשמלית הספציפית של המים, ניתן להמליץ ​​על מכשיר המורכב מכלי מלבני מבודד חשמלי, שתי אלקטרודות נחושת שטוחות הקבועות על דפנות הקצה הפנימיות של הכלי, שני בדיקות תיל בקוטר 1 מ"מ המונחות במים. במרחק ידוע מהאלקטרודות לאורך קו מאונך למישוריהם. מתח רשת ה-AC מוזן דרך שנאי אוטומטי אל האלקטרודות. במהלך הניסוי נקבעים טמפרטורת המים בכלי, הזרם במעגל החשמלי וירידת המתח על פני הבדיקות.

התנגדות חשמלית ספציפית, אוהם-מ, של מים בטמפרטורה של 293 K

כאשר U3 הוא מפל המתח בין הגשושים, V, Ae הוא שטח החתך של המים בכלי בניצב לקווי הכוח, m2, h3 הוא המרחק בין הגשושים, m, I הוא הזרם במעגל האלקטרודות, א.

ההתנגדות החשמלית הספציפית, Ohm-m, בטמפרטורה T של תמיסות חלשות של אלקטרוליטים, כולל מים טבעיים, מתוארת על ידי פונקציה היפרבולית של הטמפרטורה

כאן ρ293 היא ההתנגדות החשמלית בטמפרטורה של 293 K, αt - מקדם טמפרטורה של התנגדות חשמלית, המשקף את הירידה היחסית בהתנגדות החשמלית עם עלייה של 1 K בטמפרטורה.

עבור תמיסות של בסיסים ומלחים αt = 0.02 … 0.035, חומצות αt = 0.01 … 0.016. בחישובים מעשיים, ρt נקבע על ידי ביטוי מפושט כך ש-αt = 0.025,

מחממי מים חשמלייםככלל, הם עובדים במערכות אספקת חום סגורות ללא סילוק מים, מה שמאפשר לייצב את ההתנגדות החשמלית, הזרם החשמלי וכוח הדוד ברמת התכנון.בניגוד לדודים, המצב הפיזי של המים במהלך פעולה נייחת של דוד קיטור משתנה לאורך גובה מערכת האלקטרודות.

באזור התחתון של המערכת, המים מחוממים ל-358 ... 368 K, באמצע - לנקודת הרתיחה בלחץ נתון בדוד עם היווצרות בועות קיטור, ובאזור העליון, קיטור רווי הוא נוצר בצורה אינטנסיבית.

ההתנגדות החשמלית הספציפית של מבנה מורכב כזה של מדיום העבודה - תערובת קיטור ומים - תלויה בטמפרטורה ובריכוז המלחים במי הדוד, בתכולת הנפח של הקיטור, בפרמטרי התכנון של מערכת האלקטרודות ובפרמטרים אחרים. בתרגול של חישוב דודי קיטור, ההתנגדות החשמלית של תערובת הקיטור-מי נקבעת מנתוני ניסוי.

למערכות אלקטרודות עם אלקטרודות גליליות קואקסיאליות, התנגדות חשמלית, Ohm-m, תערובת קיטור-מים

כאשר ρt הוא ההתנגדות החשמלית הספציפית של מים בנקודת הרתיחה, Ohm-m, β הוא מקדם שלוקח בחשבון את השפעת האידוי על ההתנגדות החשמלית הספציפית של מי הדוד, P הוא הספק של מערכת האלקטרודות של הקיטור דוד, W, dB הוא קוטר האלקטרודה הפנימית, m, h הוא גובה מערכת האלקטרודות, m, rθ הוא חום האידוי, J/kg, ρp הוא צפיפות האדים בלחץ נתון, kg/m3 .

עבור מערכת אלקטרודות מסוככות עם אלקטרודות הממוקמות בזווית של 120 מעלות וסחרור תרמוסיפוני של מי הדוד, ניתן לקחת בחשבון את השפעת האידוי על ההתנגדות החשמלית של המים על ידי מקדם התיקון β = 1.25 ... 1.3