Pag-init ng electrode ng likidong media

Paraan para sa pagpainit ng isang elektrod na ginagamit para sa pagpainit ng mga wire II mil: tubig, gatas, prutas at berry juice, lupa, kongkreto, atbp. Ang pag-init ng elektrod ay laganap sa mga boiler ng elektrod, mga boiler para sa mainit na tubig at singaw, pati na rin sa mga proseso ng pasteurization at isterilisasyon ng likido at basa na media, paggamot ng init ng feed.

Ang materyal ay inilalagay sa pagitan ng mga electrodes at pinainit ng isang electric current na dumadaan sa materyal mula sa isang elektrod patungo sa isa pa. Ang pag-init ng electrode ay itinuturing na direktang pag-init-dito, ang materyal ay nagsisilbing isang daluyan kung saan ang enerhiyang elektrikal ay na-convert sa init.

Ang pag-init ng elektrod ay ang pinakasimpleng at pinaka-ekonomiko na paraan upang magpainit ng mga materyales; hindi ito nangangailangan ng mga espesyal na supply ng kuryente o mga pampainit na gawa sa mga mamahaling haluang metal.

Ang mga electrodes ay nagbibigay ng kasalukuyang sa daluyan upang mapainit, at sila mismo ay halos hindi pinainit ng kasalukuyang. Ang mga electrodes ay gawa sa mga hindi kulang na materyales, kadalasang mga metal, ngunit maaari rin silang maging non-metallic (graphite, carbon). Upang maiwasan ang electrolysis, gamitin lamang alternating current.

Ang kondaktibiti ng mga basang materyales ay tinutukoy ng nilalaman ng tubig, samakatuwid, sa mga sumusunod, ang electrode heating ay isasaalang-alang pangunahin para sa pagpainit ng tubig, ngunit ang mga ibinigay na dependencies ay naaangkop din para sa pagpainit ng iba pang wet media.

Pag-init sa isang electrolyte

Sa mechanical engineering at repair production, gumagamit sila ng heating sa isang electrolyte... Ang produktong metal (bahagi) ay inilalagay sa isang electrolyte bath (5-10% solution Na2CO3 at iba pa) at konektado sa negatibong poste ng direktang kasalukuyang pinagmulan. Bilang resulta ng electrolysis, ang hydrogen ay inilabas sa cathode at oxygen sa anode. Ang layer ng mga bula ng hydrogen na sumasaklaw sa bahagi ay kumakatawan sa isang mataas na kasalukuyang pagtutol. Karamihan sa init ay inilabas dito, pinainit ang bahagi. Sa anode, na may mas malaking lugar sa ibabaw, mababa ang kasalukuyang density. Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang bahagi ay pinainit ng mga paglabas ng kuryente na nangyayari sa layer ng hydrogen. Ang gas layer sa parehong oras ay nagsisilbing thermal insulation, na pumipigil sa electrolyte ng bahagi mula sa paglamig.

Ang bentahe ng pag-init sa electrolyte ay isang makabuluhang density ng enerhiya (hanggang sa 1 kW / cm2), na nagbibigay ng mataas na rate ng pag-init. Gayunpaman, ito ay nakakamit sa pamamagitan ng pagtaas ng pagkonsumo ng kuryente.

Electrical resistance ng mga wire II mil

Uri ng konduktor II na tinatawag na electrolytes... Kabilang sa mga ito ang mga may tubig na solusyon ng mga acid, base, asin, pati na rin ang iba't ibang likido at mga materyales na naglalaman ng moisture (gatas, wet feed, lupa).

Available ang distilled water paglaban sa kuryente tungkol sa 104 ohm x m at halos hindi nagsasagawa ng kuryente, at ang chemically pure na tubig ay isang magandang dielectric. Ang "ordinaryong" tubig ay naglalaman ng mga dissolved salt at iba pang kemikal na compound na ang mga molecule ay naghihiwalay sa tubig sa mga ions, na nagbibigay ng ionic (electrolyte) conductivity.Ang tiyak na de-koryenteng paglaban ng tubig ay nakasalalay sa konsentrasyon ng mga asing-gamot at maaaring humigit-kumulang na tinutukoy ng empirical formula

p20 = 8 x 10 / C,

kung saan p20 — tiyak na paglaban ng tubig sa 200 C, Ohm x m, C — kabuuang konsentrasyon ng mga asing-gamot, mg / g

Ang tubig sa atmospera ay naglalaman ng hindi hihigit sa 50 mg/l ng dissolved salts, tubig ng ilog - 500 - 600 mg/l, tubig sa lupa - mula 100 mg/l hanggang ilang gramo bawat litro. Ang pinakakaraniwang halaga para sa epektibong electrical resistance p20 para sa tubig ay nasa hanay na 10 — 30 Ohm x m.

Ang paglaban ng elektrikal ng mga konduktor ng uri II ay nakasalalay nang malaki sa temperatura. Habang tumataas ito, ang antas ng dissociation ng mga molekula ng asin sa mga ions at ang kanilang kadaliang mapakilos ay tumataas, bilang isang resulta kung saan tumataas ang kondaktibiti at bumababa ang paglaban. Para sa anumang temperatura T bago ang simula ng kapansin-pansing pagsingaw, ang tiyak na electrical conductivity ng tubig, Ohm x m -1, ay tinutukoy ng linear dependence

yt = y20 [1 + a (t-20)],

kung saan y20 — tiyak na kondaktibiti ng tubig sa temperatura na 20 o C, a — temperatura koepisyent ng kondaktibiti katumbas ng 0.025 — 0.035 o° C-1.

Sa mga kalkulasyon ng engineering, kadalasang ginagamit nila ang resistensya kaysa sa conductivity.

pt = 1/yt = p20 / [1 + a (t-20)] (1)

at ang pinasimpleng pagdepende nito p (t), na kumukuha ng a = 0.025 o° C-1.

Pagkatapos ang paglaban ng tubig ay tinutukoy ng formula

pt = 40 p20 / (t +20)

Sa hanay ng temperatura 20 — 100 OS, ang paglaban ng tubig ay tumataas ng 3 — 5 beses, sa parehong oras ay nagbabago ang kapangyarihan na natupok ng network.Ito ay isa sa mga makabuluhang disadvantages ng electrode heating, na humahantong sa isang overestimation ng cross-section ng mga supply wire at kumplikado ang pagkalkula ng mga pag-install ng electrode heating.

Ang tiyak na paglaban ng tubig ay sumusunod sa pag-asa (1) bago lamang magsimula ang kapansin-pansing pagsingaw, ang intensity nito ay nakasalalay sa presyon at kasalukuyang density sa mga electrodes. Ang singaw ay hindi isang konduktor ng kasalukuyang at samakatuwid ang paglaban ng tubig ay tumataas sa panahon ng pagsingaw. Sa mga kalkulasyon, ito ay isinasaalang-alang ng koepisyent bv depende sa presyon at kasalukuyang density:

desktop pcm = strv b = pv a e k J

kung saan ang desktop m — tiyak na paglaban ng pinaghalong tubig — singaw, strc — tiyak na paglaban ng tubig nang walang kapansin-pansing pagsingaw, a — isang pare-parehong katumbas ng 0.925 para sa tubig, k — halaga depende sa presyon sa boiler (maaari kang kumuha ng k = 1.5 ), J - kasalukuyang density sa mga electrodes, A / cm2.

Sa normal na presyon, ang epekto ng evaporation ay epektibo sa mga temperaturang higit sa 75 °C. Para sa mga steam boiler, ang coefficient b ay umabot sa halagang 1.5.

Electrode system at ang kanilang mga parameter

Electrode system — isang hanay ng mga electrodes, na konektado sa isang tiyak na paraan sa isa't isa at sa power supply network, na idinisenyo upang magbigay ng kasalukuyang sa pinainit na kapaligiran.

Ang mga parameter ng mga sistema ng elektrod ay: bilang ng mga phase, hugis, laki, bilang at materyal ng mga electrodes, distansya sa pagitan nila, de-koryenteng circuit mga koneksyon («star», «delta», halo-halong koneksyon, atbp.).

Kapag kinakalkula ang mga sistema ng elektrod, ang kanilang mga geometric na parameter ay tinutukoy, na tinitiyak ang paglabas ng isang naibigay na kapangyarihan sa pinainit na kapaligiran at hindi kasama ang posibilidad ng mga abnormal na mode.

Pagbibigay ng three-phase electrode system sa isang star connection:

P = U2l / Rf = 3Uf / Re

Pagbibigay ng three-phase electrode system na may koneksyon sa delta:

P = 3U2l / Re

Sa isang ibinigay na boltahe Ul power electrode system P ay tinutukoy ng phase resistance Rf, na kung saan ay ang paglaban ng heating body na sarado sa pagitan ng mga electrodes na bumubuo sa phase. Ang hugis at sukat ng katawan ay depende sa hugis, sukat at distansya sa pagitan ng mga electrodes. Para sa pinakasimpleng electrode system na may flat electrodes bawat b, taas h at ang distansya sa pagitan ng mga ito:

Rf = pl / S = pl / (bh)

kung saan, l, b, h - geometric na mga parameter ng plane-parallel system.

Para sa mga kumplikadong sistema, ang pag-asa ng Re sa mga geometrical na parameter ay tila hindi madaling ipahayag. Sa pangkalahatang kaso, maaari itong kinakatawan bilang Rf = s x ρ, kung saan ang c ay isang koepisyent na tinutukoy ng mga geometrical na parameter ng electrode system (maaaring matukoy mula sa mga reference na libro).

Ang mga sukat ng mga electrodes upang matiyak ang kinakailangang halaga Rf, ay maaaring kalkulahin kung ang analytical na paglalarawan ng electric field sa pagitan ng mga electrodes ay kilala, pati na rin ang pagtitiwala p sa mga kadahilanan na tumutukoy dito (temperatura, presyon, atbp.).

Ang geometric coefficient ng electrode system ay matatagpuan bilang k = Re h / ρ

Ang kapangyarihan ng anumang three-phase electrode system ay maaaring katawanin bilang P = 3U2h / (ρ k)

Bilang karagdagan, mahalagang tiyakin ang pagiging maaasahan ng sistema ng elektrod, upang ibukod ang pagkasira ng produkto at pagkasira ng kuryente sa pagitan ng mga electrodes. Ang mga kundisyong ito ay natutugunan sa pamamagitan ng paglilimita sa lakas ng field sa interelectrode space, ang kasalukuyang density sa mga electrodes at ang tamang pagpili ng materyal na elektrod.

Ang pinahihintulutang lakas ng electric field sa interelectrode space ay limitado sa pamamagitan ng pangangailangan upang maiwasan ang pagkasira ng kuryente sa pagitan ng mga electrodes at makagambala sa pagpapatakbo ng mga pag-install. Pinahihintulutang stress Eadd ang mga field ay pinili ayon sa dielectric strength Epr ang mga field ay pinili ayon sa dielectric strength Epr ng materyal, na isinasaalang-alang ang safety factor: Edop = Epr / (1.5 … 2)

Tinutukoy ng halaga ng Edon ang distansya sa pagitan ng mga electrodes:

l = U / Edop = U / (Jadd ρT),

kung saan ang Jadd - pinahihintulutang kasalukuyang density sa mga electrodes, ρt ay ang paglaban ng tubig sa operating temperatura.

Ayon sa karanasan ng disenyo at pagpapatakbo ng mga electrode water heater, ang halaga ng Edon ay kinuha sa hanay (125 ... 250) x 102 W / m, ang pinakamababang halaga ay tumutugma sa paglaban ng tubig sa temperatura na 20 О. Sa mas mababa sa 20 Ohm x m, ang maximum ay ang paglaban ng tubig sa temperatura na 20 OC higit sa 100 Ohm x m.

Ang pinahihintulutang kasalukuyang density ay limitado dahil sa posibilidad ng kontaminasyon ng pinainit na kapaligiran na may mga nakakapinsalang produkto ng electrolysis sa mga electrodes at agnas ng tubig sa hydrogen at oxygen, na bumubuo ng isang sumasabog na gas sa pinaghalong.

Ang pinahihintulutang kasalukuyang density ay tinutukoy ng formula:

Jadd = Edop / ρT,

kung saan ang ρt ay ang paglaban ng tubig sa huling temperatura.

Pinakamataas na kasalukuyang density:

Jmax = kn AzT / C,

kung saan, kn = 1.1 ... 1.4 — isang koepisyent na isinasaalang-alang ang hindi pantay ng kasalukuyang density sa ibabaw ng elektrod, ang Azt ay ang lakas ng gumaganang kasalukuyang dumadaloy mula sa elektrod sa huling temperatura, ang C ay ang lugar ng ang aktibong ibabaw ng elektrod.

Sa lahat ng kaso, ang sumusunod na kondisyon ay dapat matugunan:

dagdag ni ДжаNS

Ang mga materyales ng electrode ay dapat na electrochemically neutral (inert) na may paggalang sa pinainit na kapaligiran. Hindi katanggap-tanggap na gumawa ng mga electrodes mula sa aluminyo o galvanized na bakal. Ang pinakamahusay na mga materyales para sa mga electrodes ay titanium, hindi kinakalawang na asero, electric graphite, graphitized steels. Kapag nagpainit ng tubig para sa mga teknolohikal na pangangailangan, ginagamit ang ordinaryong (itim) na carbon steel. Ang ganitong tubig ay hindi angkop para sa pag-inom.

Ang pagsasaayos ng kapangyarihan ng sistema ng elektrod ay posible sa pamamagitan ng pagbabago ng mga halaga ng U at R... Kadalasan, kapag inaayos ang kapangyarihan ng mga sistema ng elektrod, ginagamit nila ang pagbabago sa taas ng gumagana ng mga electrodes (ang lugar ng ​​aktibong ibabaw ng mga electrodes) sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga dielectric na screen sa pagitan ng mga electrodes o pagpapalit ng geometric coefficient ng electrode system (tinutukoy ng mga reference na libro depende sa mga diagram ng mga electrode system).