通常设计一个电熔窑所需的功率，都是参考现有电熔窑的有关数据。在确定了电熔窑所需的功率之后，下一个问题就是如何确定变压器的二次电压。由电功率公式：Ｐ＝可知V=。计算中与玻璃液的电阻有关。电极间玻璃液电阻与玻璃液的电导率、电极形状及电熔窑的几何尺寸有密切关系。影响玻璃液电阻的因素有：玻璃的成分、玻璃液的温度、电极的型号、电极的插入方式、电极尺寸、电极间距、电极与侧墙之间的距离等。另外，电极间的电压分布亦影响到电极间玻璃液的电阻（这主要是因为电极间的电压分布影响到玻璃液的局部液流的缘故）。如使用的是简单的、平衡的电压分布（如单相供电、平行电极），则液流是简单的。当采用多相供电、多根电极、不平衡供电时，液流的分布与电极间电压分布有密切关系。通常确定玻璃液电阻的方法有：物理模拟法和数学模拟法（可参阅玻璃1992.No.5电极间玻璃液电阻的计算）。

    在同样结构的电熔窑中，电阻大的玻璃比电阻小的玻璃在同样功率时其电压要高。例如，生产95料产品时的电阻要比同样结构、同样温度下生产钠钙玻璃产品时高5～10倍，如果投入功率亦相等时，前者的电极电压就应比后者高倍。这种情况表明，为了使输电设备的电压电流和电极间电阻匹配，就必须准确地确定玻璃液电阻。

    玻璃电熔窑中电极间等效电阻的确定直接关系到变压器二次侧的参数，其设计值和实际值的误差将决定阻抗匹配的优劣，有把握的设计和无把握的设计将在很大程度上影响输电设备的投资。

1.2.1 欧姆定律的应用

    电极间玻璃液的电阻可使用电阻计算公式即：R=r. 式中，R为电极间电阻（Ω），L为电极间距（cm），S则为玻璃液深和电极的导电宽度的乘积（cm２），r为玻璃液电阻率（Ω.cm）。两个电极之间的实际电阻很难计算，因为电极表面的电流密度分布不均匀(受温度和对流影响)，两电极之间的电力线又不是简单的立体几何形状(呈橄榄形)，因而至今未找到既简便又精确的计算方法，一般只作近似计算。电极间电阻由于电场的互相干涉而呈可变值，不同于一般的固态电阻。

上一节讲述了电阻率的确定方法，一旦有了电阻率曲线，推测出玻璃的操作温度范围，就可以确定玻璃的电阻范围。  

    由上式中可知，在电阻率r固定的情况下，变量即为L和S，与电极形状及电熔窑的结构有关。当电极位置确定后，电路电阻长度L只是一个简单的测量问题。通电截面S是通过电流的有效截面。在一简单的、两个电极的单相体系中，有效的电流通过面积并不是窑长乘以池深。有效电路的宽度是实际电熔窑长的某个分数。如图1.2.1。

    由于建立的电阻公式是基于极为特定的条件下的，并且，对大多数设计都是不适用的。确定电熔窑的电阻有四种办法可供选择：①估计；②有超特性的变压器；③有经验公式去套特定的设计；④发展模拟技术去预测每一特定设计。显然，后者是与经验紧密相联的，是最好的探索途径。

    大多数情况下，电熔窑电阻的设计值和实际值有较大差别，有时差值会高达100%，因此，电熔窑用的隔离变压器的电压和电流都应有较大适应范围，这就意味着变压器容量的扩大。一般变压器的储备容量在兼顾到阻抗匹配和停电等特殊情况时约为额定容量50%～100%。

1.2.2 板状电极间玻璃液电阻的计算

   一般情况下，电极在玻璃液中导电不遵循简单的欧姆定律。这是由于在大多数状态下，电极截面总是小于导电玻璃液的截面，电极之间的电力线不再是均匀平行分布的，而有畸变。如图1.2.2所示。其实际电阻必然大于电极板截面B×H下的阻值(B指板状电极的宽度)。这个阻值的不一致是由于电极在电熔窑布置中产生的。为此引入一个几何修正系数K1 、K2 ，则一对板状电极间电阻可由下式表征：R=K1.K2.R，其中R。=r×，S=B×H。R0—两电极工作面之间的玻璃液的体积电阻。通过模拟试验找出玻璃液体积电阻与熔化池大小、形状、电极位置的关系。以各方向不导电的墙为界限的两个平行平面电极之间的玻璃液的电阻，按下式计算：R。=r×，K1—考虑熔化池的形状对电阻的影响系数，板状电极装在池底上即h2=0，如图1.2.2所示，电极宽等于池宽。K2-电极离开池底(h2≠0)对电阻的影响系数。电极装在池底上时K2=1。

    模拟研究系数K1与电极高度(h电/H)、电极距离(L/H)三者之间的关系。研究表明电阻几何系数受电极高度影响较大，受电极距离影响较小。当电极距离大于3.5H时，这种因素对K1的影响很小。同时还研究了系数K2与电极下部边缘离池底的间距(h2H)、电极的高度(h电/H)三者之间的关系。在h电/H=0.1～0.8范围内，有以下经验公式：K1=h电/H+0.145(H/L)0.5，   

    K2=1-0.0455(H/h电)(h2/H)0.325，电极离开侧墙时，电阻减少不大。电极同侧墙之间的间隙等于（0.5～1）H时，对所有尺寸的板状电极电阻减少4%～7%。

3.两支平行棒电极间的电阻

    如图1.2.3，两支水平棒状电极之间的电阻公式可写为：R=K1K2，K1—玻璃液的温度不均匀系数1.05～1.1，K2—与电极布置有关的修正系数1.3～1.4，这就是棒状电极间的对数公式，L为电极插入深度，b代表电极间距，r是电极半径，因为电熔窑内很少只用两支电极，所以上式的实用性不大。实用电极的插入深度一般不大于玻璃液深的2/3，电极端部上的玻璃液亦参与导电，所以实际值应低于计算值。

1.2.4　两列平行放置的棒电极的电阻

    如图1.2.4所示，图中电极电力线是互相排斥的，电极背面的电力线较弱。所以在计算电阻时，可将一列电极近似等效为一块钼板。等效后的两块板间的导电长度即是两列电极的间距。

    图1.2.4是由池底垂直插入的电极，电极上端部发出的电力线力图占据尽可能大的空间，无论是热顶还是冷顶电熔窑，电极间处于软化点以上的热玻璃都要参与导电。所以导电高度就是液深，对于冷顶式电熔窑则是从生料层与热玻璃的交界面算起。图1.2.4所示的导电宽度则是整个电熔窑长而不是外侧两支电极的距离。因此R=，    R—电极间电阻(Ω)，ρ—电阻率(Ω·cm)，L—两列电极间距(cm)，H—热玻璃液深(cm)，W—图1.2.4中的电熔窑长(cm)。

    在上式中，电阻率计算的温度取电力线网络部分玻璃液的平均温度。平均温度选取一是根据已有的经验，二是应掌握炉内玻璃液纵向温度分布。在计算电阻时应注意：①导电高度H ：当取H为整个液深时其设计电阻会有偏小倾向。②导电宽度W：当取W为整个窑宽时，使得设计电阻有偏小倾向。③ρ的取值：实用场合所反映的电阻率与实验值(或资料值)可相差30%以上，并且多数情况是实验值偏大。

    从多次使用电熔化和电加热的情况看，是实际电阻值常比设计值偏小。于是对式 R=ρ×，被修正为下式：R=K×ρ×。 上式中K为修正系数，约在0.5～0.8之间。

1.2.5　两支相对放置的棒电极的电阻

   图1.2.5是两支水平电极(主视图)，电极的电力线较多集中于端部。由于电极间距一般较电极插入深度大很多，而电极又视为等位体，所以电极根部是要参与导电的。在用式R=K×ρ×计算电阻时，导电长度L习惯取窑炉的宽度。

1.2.6　三相电极的电阻计算

    图1.2.6是常用对称分布的三角形连接负载的三支棒电极，每两支电极间的电阻为：R=，L为电极插入深度，b代表电极间距，d是电极直径。在实际应用中，对于复杂的电极排列来说，宜采用模拟试验来确定更为妥当。

    有关的详细内容可参阅J.Stanek编著的<<Electric Melting of Glass>>有关章节。 

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