Грејање електрода течних медија

Начин загревања електроде која се користи за загревање жица ИИ мил: воде, млека, воћних и јагодичастих сокова, земље, бетона итд. Грејање електродама је распрострањено у електродним котловима, котловима за топлу воду и пару, као иу процесима пастеризације и стерилизације течних и влажних медија, топлотној обради хране.

Материјал се поставља између електрода и загрева електричном струјом која пролази кроз материјал од једне електроде до друге. Грејање електродама се сматра директним грејањем - овде материјал служи као медијум у коме се електрична енергија претвара у топлоту.

Грејање електрода је најједноставнији и најекономичнији начин загревања материјала; не захтева посебна напајања или грејаче од скупих легура.

Електроде доводе струју у медијум који се загрева, а саме се струјом практично не загревају. Електроде се израђују од недефицитарних материјала, најчешће метала, али могу бити и неметалне (графит, угљеник). Да бисте избегли електролизу, користите само наизменична струја.

Проводљивост влажних материјала одређена је садржајем воде, па ће се у наставку загревање електрода разматрати углавном за загревање воде, али дате зависности су применљиве и за загревање других влажних медија.

Загревање у електролиту

У машинској и ремонтној производњи користе загревање у електролиту... Метални производ (део) ставља се у електролитско купатило (5-10% раствор На2ЦО3 и др.) и повезује на негативни пол извора једносмерне струје. Као резултат електролизе, на катоди се ослобађа водоник, а на аноди кисеоник. Слој мехурића водоника који покрива део представља висок струјни отпор. Већина топлоте се ослобађа у њега, загревајући део. На аноди, која има много већу површину, густина струје је мала. Под одређеним условима, део се загрева електричним пражњењима која се јављају у слоју водоника. Гасни слој у исто време служи као топлотна изолација, спречавајући хлађење електролита дела.

Предност загревања у електролиту је значајна густина енергије (до 1 кВ / цм2), што обезбеђује високу брзину загревања. Међутим, то се постиже повећаном потрошњом енергије.

Електрични отпор жица ИИ мил

Проводници ИИ типа који се називају електролити... Укључују водене растворе киселина, база, соли, као и разне течне и влажне материје (млеко, влажна храна, земљиште).

Доступна је дестилована вода електрична отпорност око 104 ома к м и практично не проводи струју, а хемијски чиста вода је добар диелектрик. „Обична” вода садржи растворене соли и друга хемијска једињења чији се молекули у води дисоцирају на јоне, дајући јонску (електролитну) проводљивост.Специфични електрични отпор воде зависи од концентрације соли и може се приближно одредити емпиријском формулом

п20 = 8 к 10 / Ц,

где п20 — специфична отпорност воде на 200 Ц, Охм к м, Ц — укупна концентрација соли, мг/г

Атмосферска вода садржи не више од 50 мг / л растворених соли, речна вода - 500 - 600 мг / л, подземна вода - од 100 мг / л до неколико грама по литру. Најчешће вредности ефективног електричног отпора п20 за воду су у опсегу 10 — 30 Охм к м.

Електрични отпор проводника типа ИИ значајно зависи од температуре. Како се повећава, повећава се степен дисоцијације молекула соли на јоне и њихова покретљивост, услед чега се повећава проводљивост и смањује отпор. За било коју температуру Т пре почетка приметног испаравања, специфична електрична проводљивост воде, Охм к м -1, одређена је линеарном зависношћу

ит = и20 [1 + а (т-20)],

где је и20 — специфична проводљивост воде на температури од 20 о Ц, а — температурни коефицијент проводљивости једнак 0,025 — 0,035 о° Ц-1.

У инжењерским прорачунима, они обично користе отпор, а не проводљивост.

пт = 1/ит = п20 / [1 + а (т-20)] (1)

и његову упрошћену зависност п (т), узимајући а = 0,025 о° Ц-1.

Тада се водоотпорност одређује формулом

пт = 40 п20 / (т +20)

У температурном опсегу 20-100 ОС, водоотпорност се повећава 3-5 пута, а истовремено се мења снага коју троши мрежа.Ово је један од значајних недостатака загревања електрода, што доводи до прецењивања попречног пресека доводних жица и компликује прорачун инсталација за грејање електрода.

Специфични отпор воде подлеже зависности (1) тек пре почетка приметног испаравања, чији интензитет зависи од притиска и густине струје у електродама. Пара није проводник струје и стога се отпор воде повећава током испаравања. У прорачунима, ово се узима у обзир коефицијентом бв у зависности од притиска и густине струје:

десктоп пцм = стрв б = пв а е к Ј

где десктоп м — специфични отпор мешавине вода — пара, стрц — специфичан отпор воде без приметног испаравања, а — константа једнака 0,925 за воду, к — вредност у зависности од притиска у котлу (можете узети к = 1,5 ), Ј — густина струје на електродама, А / цм2.

При нормалном притиску, ефекат испаравања је ефикасан на температурама изнад 75 °Ц. За парне котлове коефицијент б достиже вредност од 1,5.

Електродни системи и њихови параметри

Електродни систем — скуп електрода, повезаних на одређени начин једна са другом и са мрежом за напајање, дизајниран за снабдевање струјом загрејаног окружења.

Параметри електродних система су: број фаза, облик, величина, број и материјал електрода, растојање између њих, електрични круг везе («звезда», «трокут», мешовита веза итд.).

Приликом прорачуна електродних система одређују се њихови геометријски параметри који обезбеђују ослобађање дате снаге у загрејаној средини и искључују могућност абнормалних режима.

Снабдевање трофазног система електрода у вези са звездама:

П = У2л / Рф = 3Уф / Ре

Снабдевање трофазног система електрода са делта везом:

П = 3У2л / Ре

При датом напону Ул систем електрода снаге П је одређен фазним отпором Рф, који је отпор грејног тела затвореног између електрода које формирају фазу. Облик и величина тела зависи од облика, величине и удаљености између електрода. За најједноставнији систем електрода са равним електродама свака б, висина х и растојање између њих:

Рф = пл / С = пл / (бх)

где, л, б, х — геометријски параметри раван-паралелног система.

За сложене системе, зависност Ре од геометријских параметара не изгледа тако лако изразити. У општем случају, може се представити као Рф = с к ρ, где је ц коефицијент одређен геометријским параметрима система електрода (може се одредити из референци).

Димензије електрода за обезбеђивање потребне вредности Рф, могу се израчунати ако је познат аналитички опис електричног поља између електрода, као и зависност п од фактора који га одређују (температура, притисак итд.).

Геометријски коефицијент електродног система налази се као к = Ре х / ρ

Снага било ког трофазног електродног система може се представити као П = 3У2х / (ρ к)

Поред тога, важно је осигурати поузданост система електрода, искључити оштећење производа и електрични квар између електрода. Ови услови су испуњени ограничењем јачине поља у међуелектродном простору, густином струје на електродама и правилним избором материјала електроде.

Дозвољена јачина електричног поља у међуелектродном простору ограничена је захтевом да се спречи електрични квар између електрода и поремети рад инсталација. Дозвољени напон Еадд поља се бирају према диелектричној чврстоћи Епр поља се бирају према диелектричној чврстоћи Епр материјала, узимајући у обзир фактор сигурности: Едоп = Епр / (1,5 … 2)

Едон вредност одређује растојање између електрода:

л = У / Едоп = У / (Јадд ρТ),

где је Јадд — дозвољена густина струје на електродама, ρт је отпор воде на радној температури.

Према искуству дизајна и рада електродних бојлера, вредност Едона се узима у опсегу (125 ... 250) к 102 В / м, минимална вредност одговара отпору воде на температури од 20 О. На мање од 20 Охм к м, максимум је отпор воде на температури од 20 ОЦ већи од 100 Охм к м.

Дозвољена густина струје је ограничена због могућности контаминације загрејане средине штетним продуктима електролизе на електродама и разлагања воде на водоник и кисеоник, који у смеши формирају експлозиван гас.

Дозвољена густина струје одређује се формулом:

Јадд = Едоп / ρТ,

где је ρт водоотпорност на крајњој температури.

Максимална густина струје:

Јмак = кн АзТ / Ц,

где је кн = 1,1 ... 1,4 - коефицијент који узима у обзир неједнакост густине струје на површини електроде, Азт је јачина радне струје која тече из електроде на коначној температури, Ц је површина активна површина електроде.

У свим случајевима мора бити испуњен следећи услов:

ЏаНС адд

Материјали електрода морају бити електрохемијски неутрални (инертни) у односу на загрејану средину. Неприхватљиво је направити електроде од алуминијума или поцинкованог челика. Најбољи материјали за електроде су титанијум, нерђајући челик, електрични графит, графитизовани челици. Приликом загревања воде за технолошке потребе користи се обичан (црни) угљенични челик. Таква вода није погодна за пиће.

Подешавање снаге електродног система могуће променом У и Р вредности... Најчешће се при подешавању снаге електродних система прибегава промени радне висине електрода (површине ​​активне површине електрода) увођењем диелектричних екрана између електрода или променом геометријског коефицијента електродног система (одређено у упутствима у зависности од дијаграма електродних система).