مائع میڈیا کی الیکٹروڈ ہیٹنگ

الیکٹروڈ کو گرم کرنے کا طریقہ جو کہ تاروں کو گرم کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے II مل: پانی، دودھ، پھل اور بیری کے جوس، مٹی، کنکریٹ وغیرہ۔ الیکٹروڈ ہیٹنگ الیکٹروڈ بوائیلرز، گرم پانی اور بھاپ کے لیے بوائلرز کے ساتھ ساتھ مائع اور گیلے میڈیا کی پاسچرائزیشن اور جراثیم کشی کے عمل میں، فیڈ کی گرمی کے علاج میں وسیع پیمانے پر ہوتی ہے۔

مواد کو الیکٹروڈ کے درمیان رکھا جاتا ہے اور ایک الیکٹروڈ سے دوسرے الیکٹروڈ تک مواد سے گزرتے ہوئے برقی رو کے ذریعے گرم کیا جاتا ہے۔ الیکٹروڈ ہیٹنگ کو براہ راست حرارتی سمجھا جاتا ہے - یہاں، مواد ایک میڈیم کے طور پر کام کرتا ہے جس میں برقی توانائی کو حرارت میں تبدیل کیا جاتا ہے۔

الیکٹروڈ ہیٹنگ مواد کو گرم کرنے کا سب سے آسان اور اقتصادی طریقہ ہے۔ اسے خاص پاور سپلائیز یا مہنگے مرکب سے بنے ہیٹر کی ضرورت نہیں ہے۔

الیکٹروڈ درمیانے درجے کو گرم کرنے کے لیے کرنٹ فراہم کرتے ہیں، اور وہ خود عملی طور پر کرنٹ سے گرم نہیں ہوتے ہیں۔ الیکٹروڈ غیر کمی والے مواد سے بنے ہیں، اکثر دھاتیں، لیکن وہ غیر دھاتی (گریفائٹ، کاربن) بھی ہو سکتے ہیں۔ الیکٹرولیسس سے بچنے کے لیے، صرف استعمال کریں۔ متبادل کرنٹ.

گیلے مواد کی چالکتا کا تعین پانی کے مواد سے ہوتا ہے، اس لیے، درج ذیل میں، الیکٹروڈ ہیٹنگ کو بنیادی طور پر پانی کو گرم کرنے کے لیے سمجھا جائے گا، لیکن دی گئی انحصار دیگر گیلے میڈیا کو گرم کرنے کے لیے بھی لاگو ہوتی ہے۔

الیکٹرولائٹ میں گرم کرنا

مکینیکل انجینئرنگ اور مرمت کی پیداوار میں، وہ الیکٹرولائٹ میں ہیٹنگ کا استعمال کرتے ہیں... دھاتی مصنوعات (حصہ) کو الیکٹرولائٹ غسل میں رکھا جاتا ہے (5-10% محلول Na2CO3 اور دیگر) اور براہ راست کرنٹ سورس کے منفی قطب سے منسلک ہوتا ہے۔ الیکٹرولیسس کے نتیجے میں، ہائیڈروجن کیتھوڈ پر اور آکسیجن اینوڈ پر جاری ہوتی ہے۔ ہائیڈروجن کے بلبلوں کی پرت جو اس حصے کو ڈھانپتی ہے وہ کرنٹ کی اعلی مزاحمت کی نمائندگی کرتی ہے۔ زیادہ تر گرمی اس میں خارج ہوتی ہے، اس حصے کو گرم کرتی ہے۔ انوڈ پر، جس کی سطح کا رقبہ بہت بڑا ہے، موجودہ کثافت کم ہے۔ بعض حالات میں، اس حصے کو ہائیڈروجن کی تہہ میں ہونے والے برقی مادہ سے گرم کیا جاتا ہے۔ ایک ہی وقت میں گیس کی تہہ تھرمل موصلیت کا کام کرتی ہے، اس حصے کے الیکٹرولائٹ کو ٹھنڈا ہونے سے روکتی ہے۔

الیکٹرولائٹ میں ہیٹنگ کا فائدہ ایک اہم توانائی کی کثافت (1 کلو واٹ / سینٹی میٹر 2 تک) ہے، جو ایک اعلی حرارتی شرح فراہم کرتا ہے۔ تاہم، یہ بڑھتی ہوئی بجلی کی کھپت کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے.

تاروں کی برقی مزاحمت II ملی

کنڈکٹرز II قسم جسے الیکٹرولائٹس کہتے ہیں... ان میں تیزاب، بیس، نمکیات کے ساتھ ساتھ مختلف مائع اور نمی والے مواد (دودھ، گیلی خوراک، مٹی) کا پانی شامل ہوتا ہے۔

آست پانی دستیاب ہے۔ برقی مزاحمت تقریباً 104 اوہم x m اور عملی طور پر بجلی نہیں چلاتا، اور کیمیائی طور پر خالص پانی ایک اچھا ڈائی الیکٹرک ہے۔ "عام" پانی میں تحلیل شدہ نمکیات اور دیگر کیمیائی مرکبات ہوتے ہیں جن کے مالیکیول پانی میں الگ ہو کر آئنوں میں بدل جاتے ہیں، جس سے آئنک (الیکٹرولائٹ) چالکتا ہوتا ہے۔پانی کی مخصوص برقی مزاحمت کا انحصار نمکیات کے ارتکاز پر ہوتا ہے اور اس کا اندازہ تجرباتی فارمولے سے لگایا جا سکتا ہے۔

p20 = 8 x 10 / C،

جہاں p20 — 200 C پر پانی کی مخصوص مزاحمت، Ohm x m، C — نمکیات کا کل ارتکاز، mg/g

فضا کے پانی میں 50 ملی گرام/l سے زیادہ تحلیل شدہ نمکیات، دریا کا پانی — 500 — 600 mg/l، زمینی — 100 mg/l سے لے کر کئی گرام فی لیٹر تک نہیں ہوتا ہے۔ پانی کے لیے موثر برقی مزاحمت p20 کی سب سے عام قدریں 10 - 30 Ohm x m کی حد میں ہیں۔

قسم II کنڈکٹرز کی برقی مزاحمت درجہ حرارت پر نمایاں طور پر منحصر ہے۔ جیسے جیسے یہ بڑھتا ہے، نمک کے مالیکیولز کے آئنوں میں تقسیم ہونے کی ڈگری اور ان کی نقل و حرکت میں اضافہ ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں چالکتا بڑھ جاتی ہے اور مزاحمت کم ہوتی ہے۔ نمایاں بخارات کے آغاز سے پہلے کسی بھی درجہ حرارت T کے لیے، پانی کی مخصوص برقی چالکتا، Ohm x m -1، کا تعین لکیری انحصار سے ہوتا ہے۔

yt = y20 [1 + a (t-20)]،

جہاں y20 — 20 o C کے درجہ حرارت پر پانی کی مخصوص چالکتا، a — چالکتا کا درجہ حرارت گتانک 0.025 — 0.035 o° C-1 کے برابر ہے۔

انجینئرنگ کے حسابات میں، وہ عام طور پر چالکتا کے بجائے مزاحمت کا استعمال کرتے ہیں۔

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

اور اس کا آسان انحصار p (t)، a = 0.025 o° C-1 لے رہا ہے۔

پھر پانی کی مزاحمت کا تعین فارمولے سے کیا جاتا ہے۔

pt = 40 p20 / (t +20)

درجہ حرارت کی حد 20 - 100 OS میں، پانی کی مزاحمت 3 - 5 گنا بڑھ جاتی ہے، اسی وقت نیٹ ورک کے ذریعہ استعمال ہونے والی طاقت کو تبدیل کرتا ہے۔یہ الیکٹروڈ ہیٹنگ کے اہم نقصانات میں سے ایک ہے، جس کی وجہ سے سپلائی تاروں کے کراس سیکشن کا زیادہ اندازہ ہوتا ہے اور الیکٹروڈ ہیٹنگ کی تنصیبات کے حساب کتاب کو پیچیدہ بناتا ہے۔

پانی کی مخصوص مزاحمت انحصار کو مانتی ہے (1) صرف نمایاں بخارات شروع ہونے سے پہلے، جس کی شدت الیکٹروڈز میں دباؤ اور موجودہ کثافت پر منحصر ہے۔ بھاپ کرنٹ کا موصل نہیں ہے اس لیے بخارات کے دوران پانی کی مزاحمت بڑھ جاتی ہے۔ حسابات میں، دباؤ اور موجودہ کثافت کے لحاظ سے گتانک bv کے ذریعہ اس کو مدنظر رکھا جاتا ہے:

ڈیسک ٹاپ pcm = strv b = pv a e k J

جہاں ڈیسک ٹاپ m — مرکب پانی کی مخصوص مزاحمت — بھاپ، strc — نمایاں بخارات کے بغیر پانی کی مخصوص مزاحمت، a — پانی کے لیے 0.925 کے برابر، k — قدر بوائلر میں دباؤ کے لحاظ سے (آپ k = 1.5 لے سکتے ہیں ) J — الیکٹروڈز پر موجودہ کثافت، A/cm2۔

عام دباؤ پر، بخارات کا اثر 75 ° C سے زیادہ درجہ حرارت پر موثر ہوتا ہے۔ بھاپ بوائلرز کے لیے، گتانک b 1.5 کی قدر تک پہنچ جاتا ہے۔

الیکٹروڈ سسٹم اور ان کے پیرامیٹرز

الیکٹروڈ سسٹم - الیکٹروڈ کا ایک سیٹ، ایک دوسرے سے اور پاور سپلائی نیٹ ورک سے ایک خاص طریقے سے جڑا ہوا ہے، جو گرم ماحول کو کرنٹ کی فراہمی کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔

الیکٹروڈ سسٹم کے پیرامیٹرز ہیں: مراحل کی تعداد، شکل، سائز، تعداد اور الیکٹروڈ کا مواد، ان کے درمیان فاصلہ، برقی سرکٹ کنکشن ("سٹار"، "ڈیلٹا"، مخلوط کنکشن، وغیرہ)۔

الیکٹروڈ سسٹم کا حساب لگاتے وقت، ان کے جیومیٹرک پیرامیٹرز کا تعین کیا جاتا ہے، جو گرم ماحول میں دی گئی طاقت کی رہائی کو یقینی بناتے ہیں اور غیر معمولی طریقوں کے امکان کو خارج کرتے ہیں۔

اسٹار کنکشن میں تھری فیز الیکٹروڈ سسٹم کی فراہمی:

P = U2l / Rf = 3Uf / Re

ڈیلٹا کنکشن کے ساتھ تھری فیز الیکٹروڈ سسٹم کی فراہمی:

P = 3U2l / Re

ایک دیے گئے وولٹیج پر Ul پاور الیکٹروڈ سسٹم P کا تعین فیز ریزسٹنس Rf سے ہوتا ہے، جو کہ الیکٹروڈز کے درمیان بند حرارتی باڈی کی مزاحمت ہے جو فیز بناتے ہیں۔ جسم کی شکل اور سائز الیکٹروڈ کے درمیان شکل، سائز اور فاصلے پر منحصر ہے. فلیٹ الیکٹروڈ کے ساتھ آسان ترین الیکٹروڈ سسٹم کے لیے ہر b، اونچائی h اور ان کے درمیان فاصلہ:

Rf = pl / S = pl / (bh)

جہاں، l، b، h — ہوائی جہاز کے متوازی نظام کے ہندسی پیرامیٹر۔

پیچیدہ نظاموں کے لیے، جیومیٹریکل پیرامیٹرز پر Re کا انحصار اتنا آسان نہیں لگتا کہ بیان کیا جائے۔ عام صورت میں، اسے Rf = s x ρ کے طور پر ظاہر کیا جا سکتا ہے، جہاں c ایک عدد ہے جو الیکٹروڈ سسٹم کے جیومیٹریکل پیرامیٹرز سے طے ہوتا ہے (حوالہ کی کتابوں سے اس کا تعین کیا جا سکتا ہے)۔

مطلوبہ قدر Rf کو یقینی بنانے کے لیے الیکٹروڈ کے طول و عرض کا حساب لگایا جا سکتا ہے اگر الیکٹروڈز کے درمیان برقی میدان کی تجزیاتی تفصیل معلوم ہو، ساتھ ہی اس کا تعین کرنے والے عوامل (درجہ حرارت، دباؤ، وغیرہ) پر انحصار پی۔

الیکٹروڈ سسٹم کا جیومیٹرک گتانک k = Re h / ρ کے طور پر پایا جاتا ہے۔

کسی بھی تھری فیز الیکٹروڈ سسٹم کی طاقت کو P = 3U2h / (ρ k) کے طور پر دکھایا جا سکتا ہے۔

اس کے علاوہ، الیکٹروڈ سسٹم کی وشوسنییتا کو یقینی بنانا، مصنوعات کے نقصان اور الیکٹروڈ کے درمیان برقی خرابی کو خارج کرنے کے لیے ضروری ہے۔ یہ شرائط انٹر الیکٹروڈ اسپیس میں فیلڈ کی طاقت، الیکٹروڈز پر موجودہ کثافت اور الیکٹروڈ مواد کے صحیح انتخاب کو محدود کرکے پوری کی جاتی ہیں۔

الیکٹروڈ کے درمیان برقی خرابی کو روکنے اور تنصیبات کے کام میں خلل ڈالنے کے لیے انٹر الیکٹروڈ اسپیس میں الیکٹرک فیلڈ کی قابل اجازت طاقت محدود ہے۔ قابل اجازت تناؤ شامل کریں فیلڈز کا انتخاب ڈائی الیکٹرک طاقت Epr کے مطابق کیا جاتا ہے فیلڈز کو مواد کی ڈائی الیکٹرک طاقت Epr کے مطابق منتخب کیا جاتا ہے، حفاظتی عنصر کو مدنظر رکھتے ہوئے: Edop = Epr / (1.5 … 2)

ایڈون قدر الیکٹروڈ کے درمیان فاصلے کا تعین کرتی ہے:

l = U / Edop = U / (Jadd ρT)،

جہاں Jadd - الیکٹروڈز پر کرنٹ کی قابل اجازت کثافت، ρt آپریٹنگ درجہ حرارت پر پانی کی مزاحمت ہے۔

الیکٹروڈ واٹر ہیٹر کے ڈیزائن اور آپریشن کے تجربے کے مطابق، ایڈون کی قدر رینج (125 ... 250) x 102 W/m میں لی جاتی ہے، کم از کم قیمت 20 درجہ حرارت پر پانی کی مزاحمت کے مساوی ہے۔ О. 20 Ohm x m سے کم پر، 20 OC کے درجہ حرارت پر 100 Ohm x m سے زیادہ پانی کی مزاحمت زیادہ سے زیادہ ہے۔

قابل اجازت موجودہ کثافت محدود ہے کیونکہ گرم ماحول کو الیکٹروڈز پر الیکٹرولیسس کی نقصان دہ مصنوعات سے آلودہ کرنے اور پانی کے ہائیڈروجن اور آکسیجن میں گل جانے کے امکان کی وجہ سے، جو مرکب میں ایک دھماکہ خیز گیس بنتی ہے۔

قابل اجازت موجودہ کثافت کا تعین فارمولے سے کیا جاتا ہے:

جد = ایڈاپ / ρT،

جہاں ρt آخری درجہ حرارت پر پانی کی مزاحمت ہے۔

زیادہ سے زیادہ موجودہ کثافت:

Jmax = kn AzT/C،

جہاں، kn = 1.1 ... 1.4 — الیکٹروڈ کی سطح پر موجودہ کثافت کی ناہمواری کو مدنظر رکھتے ہوئے ایک گتانک، Azt حتمی درجہ حرارت پر الیکٹروڈ سے بہنے والے ورکنگ کرنٹ کی طاقت ہے، C کا رقبہ ہے الیکٹروڈ کی فعال سطح۔

تمام معاملات میں، مندرجہ ذیل شرائط کو پورا کرنا ضروری ہے:

جان شامل کریں۔

الیکٹروڈ مواد کو گرم ماحول کے حوالے سے الیکٹرو کیمیکل طور پر غیر جانبدار (غیر فعال) ہونا چاہیے۔ ایلومینیم یا جستی سٹیل سے الیکٹروڈ بنانا ناقابل قبول ہے۔ الیکٹروڈ کے لیے بہترین مواد ٹائٹینیم، سٹینلیس سٹیل، الیکٹرک گریفائٹ، گرافیٹائزڈ سٹیل ہیں۔ تکنیکی ضروریات کے لیے پانی کو گرم کرتے وقت، عام (سیاہ) کاربن اسٹیل استعمال کیا جاتا ہے۔ ایسا پانی پینے کے لیے موزوں نہیں ہے۔

U اور R اقدار کو تبدیل کرکے الیکٹروڈ سسٹم کی طاقت کو ایڈجسٹ کرنا ممکن ہے... اکثر، الیکٹروڈ سسٹم کی طاقت کو ایڈجسٹ کرتے وقت، وہ الیکٹروڈ کی ورکنگ اونچائی کو تبدیل کرنے کا سہارا لیتے ہیں (فعال کا رقبہ الیکٹروڈس کی سطح) الیکٹروڈ کے درمیان ڈائی الیکٹرک اسکرینوں کو متعارف کروا کر یا الیکٹروڈ سسٹم کے جیومیٹرک گتانک کو تبدیل کرکے (الیکٹروڈ سسٹم کے خاکوں کے لحاظ سے حوالہ جاتی کتابوں کے ذریعہ طے کیا جاتا ہے)۔