Особенности нагрева воды и водных растворов переменным электрическим током

В производстве деталей летательных аппаратов используются электрохимические и химические процессы с применением рабочих жидкостей повышенной температуры. Для нагрева жидкостей используют горячую воду, пар, при этом энергозатраты значительны из-за больших объёмов ванн и повышенной теплоёмкости воды и водных растворов. Затраты энергии можно снизить применением прямого нагрева. Об этом свидетельствуют работы, проводимые в Кубанском государственном аграрном университете и в Дальневосточном государственном техническом университете. Представлен обзор работ, проводимых в СибГАУ по исследованию прямого нагрева воды и водных растворов переменным электрическим током при электрическом напряжении, меньшем напряжения разложения жидкостей. В результате экспериментального исследования установлено, что при малых удельных мощностях генерируемая тепловая энергия превышает затраченную электрическую, вводимую в нагреваемую жидкость. Определены физические и химические явления и оценён их вклад в тепловыделение, который позволяет повысить эффективность преобразования электрической энергии в тепловую энергию. Показана экспериментальная установка для нагрева воды и водных растворов переменным током промышленной частоты. Описана методика проведения опытов и даны выражения для расчётов затраченной удельной электрической энергии и полученной удельной тепловой энергии. Подтверждена особенность нагрева воды при малой удельной мощности и отсутствии газообразования на поверхностях электродов. Установлена зависимость эффективности преобразования электрической энергии в тепловую от отношения объёма нагреваемой жидкости к площади поверхности границы раздела фаз «жидкость-воздух». Обозначены области применения исследуемого метода нагрева, который позволит сократить энергозатраты при генерации тепла из электрической энергии, используя водонагреватели прямого действия.