तरल मीडिया का इलेक्ट्रोड हीटिंग

हीटिंग तारों II मिल के लिए उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रोड को गर्म करने की विधि: पानी, दूध, फल और बेरी के रस, मिट्टी, कंक्रीट, आदि। इलेक्ट्रोड बॉयलर, गर्म पानी और भाप के लिए बॉयलर, साथ ही तरल और गीले मीडिया के पाश्चुरीकरण और नसबंदी की प्रक्रियाओं में, फ़ीड के गर्मी उपचार में इलेक्ट्रोड हीटिंग व्यापक है।

सामग्री को इलेक्ट्रोड के बीच रखा जाता है और सामग्री के माध्यम से एक इलेक्ट्रोड से दूसरे तक विद्युत प्रवाह से गर्म किया जाता है। इलेक्ट्रोड ताप को प्रत्यक्ष ताप माना जाता है - यहाँ, सामग्री एक माध्यम के रूप में कार्य करती है जिसमें विद्युत ऊर्जा को ऊष्मा में परिवर्तित किया जाता है।

इलेक्ट्रोड हीटिंग सामग्री को गर्म करने का सबसे सरल और सबसे किफायती तरीका है; इसके लिए विशेष बिजली की आपूर्ति या महंगे मिश्र धातुओं से बने हीटरों की आवश्यकता नहीं होती है।

इलेक्ट्रोड गर्म होने के लिए माध्यम को करंट की आपूर्ति करते हैं, और वे स्वयं व्यावहारिक रूप से करंट से गर्म नहीं होते हैं। इलेक्ट्रोड गैर-कमी वाली सामग्री से बने होते हैं, जो अक्सर धातु होते हैं, लेकिन वे गैर-धातु (ग्रेफाइट, कार्बन) भी हो सकते हैं। इलेक्ट्रोलिसिस से बचने के लिए ही इस्तेमाल करें प्रत्यावर्ती धारा.

गीली सामग्री की चालकता पानी की सामग्री द्वारा निर्धारित की जाती है, इसलिए, निम्नलिखित में, इलेक्ट्रोड हीटिंग को मुख्य रूप से पानी गर्म करने के लिए माना जाएगा, लेकिन दी गई निर्भरता अन्य गीले मीडिया को गर्म करने के लिए भी लागू होती है।

इलेक्ट्रोलाइट में गर्म करना

मैकेनिकल इंजीनियरिंग और मरम्मत उत्पादन में, वे एक इलेक्ट्रोलाइट में हीटिंग का उपयोग करते हैं... धातु उत्पाद (भाग) को इलेक्ट्रोलाइट स्नान (5-10% समाधान Na2CO3 और अन्य) में रखा जाता है और प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत के नकारात्मक ध्रुव से जुड़ा होता है। इलेक्ट्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, कैथोड पर हाइड्रोजन और एनोड पर ऑक्सीजन जारी किया जाता है। भाग को कवर करने वाली हाइड्रोजन बुलबुले की परत एक उच्च वर्तमान प्रतिरोध का प्रतिनिधित्व करती है। अधिकांश ऊष्मा इसमें छोड़ी जाती है, जिससे भाग गर्म होता है। एनोड पर, जिसका सतह क्षेत्र बहुत बड़ा है, वर्तमान घनत्व कम है। कुछ शर्तों के तहत, हाइड्रोजन परत में होने वाले विद्युत निर्वहन से भाग गर्म होता है। एक ही समय में गैस की परत थर्मल इन्सुलेशन के रूप में कार्य करती है, जो कि भाग के इलेक्ट्रोलाइट को ठंडा होने से रोकती है।

इलेक्ट्रोलाइट में हीटिंग का लाभ एक महत्वपूर्ण ऊर्जा घनत्व (1 kW / cm2 तक) है, जो उच्च ताप दर प्रदान करता है। हालाँकि, यह बिजली की खपत में वृद्धि के माध्यम से प्राप्त किया जाता है।

तारों का विद्युत प्रतिरोध II मील

कंडक्टर II प्रकार कहा जाता है इलेक्ट्रोलाइट्स... इनमें एसिड, क्षार, लवण के साथ-साथ विभिन्न तरल और नमी युक्त सामग्री (दूध, गीला चारा, मिट्टी) के जलीय घोल शामिल हैं।

आसुत जल उपलब्ध है विद्युतीय प्रतिरोध लगभग 104 ओम x मीटर और व्यावहारिक रूप से बिजली का संचालन नहीं करता है, और रासायनिक रूप से शुद्ध पानी एक अच्छा ढांकता हुआ है। "साधारण" पानी में घुले हुए लवण और अन्य रासायनिक यौगिक होते हैं जिनके अणु आयनिक (इलेक्ट्रोलाइट) चालकता देते हुए पानी में आयनों में अलग हो जाते हैं।पानी का विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध लवण की एकाग्रता पर निर्भर करता है और अनुभवजन्य सूत्र द्वारा लगभग निर्धारित किया जा सकता है

पी20 = 8 x 10 / सी,

जहाँ p20 — 200 C पर पानी का विशिष्ट प्रतिरोध, ओम x m, C — लवण की कुल सांद्रता, mg / g

वायुमंडलीय पानी में 50 मिलीग्राम / लीटर से अधिक भंग लवण नहीं होते हैं, नदी का पानी - 500 - 600 मिलीग्राम / लीटर, भूजल - 100 मिलीग्राम / लीटर से कई ग्राम प्रति लीटर। पानी के लिए प्रभावी विद्युत प्रतिरोध p20 के लिए सबसे आम मूल्य 10 - 30 ओम x m की सीमा में हैं।

टाइप II कंडक्टर का विद्युत प्रतिरोध तापमान पर महत्वपूर्ण रूप से निर्भर करता है। जैसे-जैसे यह बढ़ता है, नमक के अणुओं के आयनों में पृथक्करण की डिग्री और उनकी गतिशीलता बढ़ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप चालकता बढ़ जाती है और प्रतिरोध कम हो जाता है। ध्यान देने योग्य वाष्पीकरण की शुरुआत से पहले किसी भी तापमान टी के लिए, पानी की विशिष्ट विद्युत चालकता, ओहम एक्स एम -1, रैखिक निर्भरता द्वारा निर्धारित की जाती है

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

जहाँ y20 - 20 o C के तापमान पर पानी की विशिष्ट चालकता, a - 0.025 - 0.035 o ° C-1 के बराबर चालकता का तापमान गुणांक।

इंजीनियरिंग गणनाओं में, वे आमतौर पर चालकता के बजाय प्रतिरोध का उपयोग करते हैं।

पीटी = 1/वाईटी = पी20 / [1 + ए (टी-20)] (1)

और इसकी सरलीकृत निर्भरता p (t), a = 0.025 o° C-1 लेकर।

फिर जल प्रतिरोध सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

पीटी = 40 पी20 / (टी +20)

तापमान रेंज 20-100 ओएस में, पानी का प्रतिरोध 3-5 गुना बढ़ जाता है, उसी समय नेटवर्क द्वारा खपत की गई बिजली को बदल देता है।यह इलेक्ट्रोड हीटिंग के महत्वपूर्ण नुकसानों में से एक है, जो आपूर्ति तारों के क्रॉस-सेक्शन के एक overestimation की ओर जाता है और इलेक्ट्रोड हीटिंग प्रतिष्ठानों की गणना को जटिल बनाता है।

ध्यान देने योग्य वाष्पीकरण की शुरुआत से पहले पानी का विशिष्ट प्रतिरोध निर्भरता (1) का पालन करता है, जिसकी तीव्रता इलेक्ट्रोड में दबाव और वर्तमान घनत्व पर निर्भर करती है। भाप धारा की सुचालक नहीं है और इसलिए वाष्पीकरण के दौरान पानी का प्रतिरोध बढ़ जाता है। गणना में, यह दबाव और वर्तमान घनत्व के आधार पर गुणांक bv द्वारा ध्यान में रखा जाता है:

डेस्कटॉप पीसीएम = एसटीवी बी = पीवी ए ई के जे

जहां डेस्कटॉप एम - मिश्रण पानी का विशिष्ट प्रतिरोध - भाप, एसआरटी - ध्यान देने योग्य वाष्पीकरण के बिना पानी का विशिष्ट प्रतिरोध, ए - पानी के लिए 0.925 के बराबर स्थिर, बॉयलर में दबाव के आधार पर के - मान (आप के = 1.5 ले सकते हैं) ), जे - इलेक्ट्रोड पर वर्तमान घनत्व, ए / सेमी 2।

सामान्य दबाव में, वाष्पीकरण प्रभाव 75 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर प्रभावी होता है। स्टीम बॉयलरों के लिए, गुणांक b 1.5 के मान तक पहुँच जाता है।

इलेक्ट्रोड सिस्टम और उनके पैरामीटर

इलेक्ट्रोड सिस्टम - इलेक्ट्रोड का एक सेट, एक दूसरे से और बिजली आपूर्ति नेटवर्क से एक निश्चित तरीके से जुड़ा हुआ है, जिसे गर्म वातावरण में करंट की आपूर्ति के लिए डिज़ाइन किया गया है।

इलेक्ट्रोड सिस्टम के पैरामीटर हैं: चरणों की संख्या, आकार, आकार, संख्या और इलेक्ट्रोड की सामग्री, उनके बीच की दूरी, विद्युत सर्किट कनेक्शन ("स्टार", "डेल्टा", मिश्रित कनेक्शन, आदि)।

इलेक्ट्रोड सिस्टम की गणना करते समय, उनके ज्यामितीय पैरामीटर निर्धारित किए जाते हैं, जो गर्म वातावरण में दी गई शक्ति की रिहाई सुनिश्चित करते हैं और असामान्य मोड की संभावना को बाहर करते हैं।

एक स्टार कनेक्शन में तीन-चरण इलेक्ट्रोड सिस्टम की आपूर्ति:

पी = यू2एल / आरएफ = 3यूएफ / रे

डेल्टा कनेक्शन के साथ तीन-चरण इलेक्ट्रोड सिस्टम की आपूर्ति:

पी = 3यू2एल / रे

किसी दिए गए वोल्टेज पर उल पावर इलेक्ट्रोड सिस्टम P को चरण प्रतिरोध Rf द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो चरण बनाने वाले इलेक्ट्रोड के बीच बंद हीटिंग बॉडी का प्रतिरोध है। शरीर का आकार और आकार इलेक्ट्रोड के बीच आकार, आकार और दूरी पर निर्भर करता है। फ्लैट इलेक्ट्रोड के साथ सबसे सरल इलेक्ट्रोड सिस्टम के लिए प्रत्येक बी, ऊंचाई एच और उनके बीच की दूरी:

आरएफ = पीएल / एस = पीएल / (बीएच)

जहां, एल, बी, एच - समतल-समानांतर प्रणाली के ज्यामितीय पैरामीटर।

जटिल प्रणालियों के लिए, ज्यामितीय मापदंडों पर Re की निर्भरता व्यक्त करना इतना आसान नहीं लगता। सामान्य स्थिति में, इसे Rf = s x ρ के रूप में दर्शाया जा सकता है, जहाँ c इलेक्ट्रोड सिस्टम के ज्यामितीय मापदंडों द्वारा निर्धारित गुणांक है (संदर्भ पुस्तकों से निर्धारित किया जा सकता है)।

आवश्यक मूल्य आरएफ सुनिश्चित करने के लिए इलेक्ट्रोड के आयाम की गणना की जा सकती है यदि इलेक्ट्रोड के बीच विद्युत क्षेत्र का विश्लेषणात्मक विवरण ज्ञात हो, साथ ही इसे निर्धारित करने वाले कारकों (तापमान, दबाव, आदि) पर निर्भरता पी।

इलेक्ट्रोड सिस्टम का ज्यामितीय गुणांक k = Re h / ρ के रूप में पाया जाता है

किसी भी तीन-चरण इलेक्ट्रोड प्रणाली की शक्ति को P = 3U2h / (ρ k) के रूप में दर्शाया जा सकता है

इसके अलावा, इलेक्ट्रोड के बीच उत्पाद क्षति और विद्युत टूटने को बाहर करने के लिए इलेक्ट्रोड सिस्टम की विश्वसनीयता सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है। इन स्थितियों को इंटरइलेक्ट्रोड स्पेस में क्षेत्र की ताकत, इलेक्ट्रोड पर वर्तमान घनत्व और इलेक्ट्रोड सामग्री के सही विकल्प को सीमित करके पूरा किया जाता है।

इंटरइलेक्ट्रोड स्पेस में विद्युत क्षेत्र की अनुमेय शक्ति इलेक्ट्रोड के बीच विद्युत टूटने को रोकने और प्रतिष्ठानों के संचालन को बाधित करने की आवश्यकता से सीमित है। अनुमेय तनाव Eadd क्षेत्रों को ढांकता हुआ ताकत Epr के अनुसार चुना जाता है, फ़ील्ड्स को सामग्री के ढांकता हुआ ताकत Epr के अनुसार चुना जाता है, सुरक्षा कारक को ध्यान में रखते हुए: Edop = Epr / (1.5 … 2)

एडोन मान इलेक्ट्रोड के बीच की दूरी निर्धारित करता है:

एल = यू / एडोप = यू / (जड ρT),

जहां जेड - इलेक्ट्रोड पर अनुमेय वर्तमान घनत्व, ρt ऑपरेटिंग तापमान पर पानी का प्रतिरोध है।

इलेक्ट्रोड वॉटर हीटर के डिजाइन और संचालन के अनुभव के अनुसार, एडॉन का मान (125 ... 250) x 102 W / m की सीमा में लिया जाता है, न्यूनतम मूल्य 20 के तापमान पर पानी के प्रतिरोध से मेल खाता है। 20 ओम x मीटर से कम पर, अधिकतम 20 ओसी के तापमान पर पानी का प्रतिरोध 100 ओम x मीटर से अधिक है।

इलेक्ट्रोड पर इलेक्ट्रोलिसिस के हानिकारक उत्पादों और हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में पानी के अपघटन के साथ गर्म वातावरण के संदूषण की संभावना के कारण अनुमेय वर्तमान घनत्व सीमित है, जो मिश्रण में एक विस्फोटक गैस बनाते हैं।

अनुमेय वर्तमान घनत्व सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

जद्द = ईदोप / ρT,

जहां ρt अंतिम तापमान पर जल प्रतिरोध है।

अधिकतम वर्तमान घनत्व:

Jmax = kn AzT / C,

जहां, केएन = 1.1 ... 1.4 - इलेक्ट्रोड की सतह पर वर्तमान घनत्व की असमानता को ध्यान में रखते हुए एक गुणांक, एज़ट अंतिम तापमान पर इलेक्ट्रोड से बहने वाले कामकाजी प्रवाह की ताकत है, सी क्षेत्र है इलेक्ट्रोड की सक्रिय सतह।

सभी मामलों में, निम्नलिखित शर्त पूरी होनी चाहिए:

जान जोड़ें

गर्म वातावरण के संबंध में इलेक्ट्रोड सामग्री विद्युत रूप से तटस्थ (निष्क्रिय) होनी चाहिए। एल्यूमीनियम या जस्ती स्टील से इलेक्ट्रोड बनाना अस्वीकार्य है। इलेक्ट्रोड के लिए सबसे अच्छी सामग्री टाइटेनियम, स्टेनलेस स्टील, इलेक्ट्रिक ग्रेफाइट, ग्रेफाइटाइज्ड स्टील्स हैं। तकनीकी जरूरतों के लिए पानी गर्म करते समय साधारण (काले) कार्बन स्टील का उपयोग किया जाता है। ऐसा पानी पीने लायक नहीं होता है।

यू और आर मूल्यों को बदलकर इलेक्ट्रोड सिस्टम की शक्ति को समायोजित करना संभव है। इलेक्ट्रोड की सतह) इलेक्ट्रोड के बीच ढांकता हुआ स्क्रीन पेश करके या इलेक्ट्रोड सिस्टम के ज्यामितीय गुणांक को बदलकर (इलेक्ट्रोड सिस्टम के आरेखों के आधार पर संदर्भ पुस्तकों द्वारा निर्धारित)।