Обработка сильными электрическими полями (электронно-ионная технология), страница 21

Использование физико-химического действия магнитного поля

Наиболее изучено физико-химическое действие магнитного поля на водные системы, в частности магнитная обработка воды с целью уменьшения образования накипи.

При магнитной обработке вода пропускается через зазор магнита. После прохождения воды через магнитное поле соли жёсткости в основном теряют способность кристаллизоваться на рабочей поверхности теплообменного аппарата и выпадают в виде взвешенных частиц (шлама), легко уносимых потоком воды и улавливаемых в дальнейшем шламоотделителем. Та накипь, которая все же отлагается на стенках аппарата, имеет более рыхлую структуру и значительно меньшую толщину, чем накипь, образующаяся из необработанной воды, и поэтому легко очищается.

Рис. 18.2. Аппарат для магнитной обработкиводыПМУ-1:

1 — нижняя крышка; 2  —  гайка; 3 — полюсные наконечники; 4 — постоянный магнит; 5 — чугунный стакан (магнитопровод); 6 — прокладка; 7 — отверстие в дне стакана; 8 — верхняя крышка.

По истечении определенного времени вода теряет приобретенные свойства, и её способность к накипеобразованию становится такой же, как и у необработанной воды. Поэтому время между магнитной обработкой воды и её поступлением в теплообменный аппарат должно быть не более 1...4 ч.

Магнитная обработка воды  с целью уменьшения накипеобразования эффективна лишь тогда, когда концентрация растворённой в ней свободной двуокиси углерода СО₂ меньше так называемой равновесной концентрации. В этом случае вода перенасыщается по карбонату кальция СаСО₃ (основному накипеобразователю) и становится склонной к образованию его кристаллов. Поэтому эффект противонакипной магнитной обработки воды зависит от времени года. Летом обработка более эффективна, чем зимой, так как потребление СО₂ растениями зимой сокращается.             

Рядом экспериментальных исследований установлено, что противонакипный эффект магнитной обработки связан с наличием в воде ферромагнитных примесей (оксидов железа и их гидратов), частички которых в магнитном поле, по-видимому, слипаются и служат затравочными центрами кристаллизации солей жёсткости непосредственно в объёме воды, а не на теплообменных поверхностях.

Для магнитной обработки воды предложено более семидесяти различных конструкций аппаратов. Некоторые из них выпускают серийно [32]. Наиболее часто используют аппараты с постоянными магнитами, например аппараты ПМУ. Аппарат ПМУ-1 (рис. 18.2) состоит из трех — пяти однотипных, последовательно соединённых чугунных секций. Кольцевой зазор между постоянными магнитами и корпусом составляет 2,5 мм, напряжённость магнитного поля — 88...143 кА/м, скорость воды — 1...2 м/с, объёмный расход воды — 2...7 м³/ ч.

Область возможного применения магнитной обработки воды в сельском хозяйстве не ограничивается, однако, борьбой с накипеобразованием. Результаты некоторых исследований свидетельствуют о том, что магнитная обработка воды способна давать положительный эффект при орошении посевов (урожайность различных сельскохозяйственных культур повышается на 6...40%), предпосевном замачивании семян (урожайность сахарной свеклы и риса повышается на 7...16%), рассолении почв (расход промывной воды сокращается на 30...50 %, вымывание солей увеличивается в 1,2...2 раза) и т. д.

Общепринятой теории, которая строго объясняла бы механизм воздействия активированной в магнитном поле воды на различные объекты, ещё не создано. Это затрудняет объяснение нестабильности получаемых результатов и расчёт конструкций применяемых аппаратов. Отсутствие теоретического обоснования магнитной обработки водных систем сдерживает её широкое применение в сельском хозяйстве ещё и потому, что сама возможность изменения физико-химических свойств воды после пребывания в магнитном поле ставится некоторыми учёными — представителями фундаментальных наук — под сомнение исходя из соображений именно теоретического характера [32].