Аппараты магнитной обработки воды.

Поскольку в приборах этого типа часто используется принцип воздействия постоянным магнитным полем, следует рассмотреть данный вид водообработки.

Принцип действия аппаратов магнитной обработки воды основан на комплексном многофакторном воздействии магнитного поля, генерируемого постоянными магнитами или электромагнитами на растворённые в воде гидратированные катионы металлов и структуру гидратов и водных ассоциатов, что в конечном результате сказывается на изменениях структуры воды и гидратированных ионов, физико-химических свойствах и поведении растворённых неорганических солей [11]. При воздействии на воду магнитного поля в ней изменяются скорости химических реакций за счет протекания конкурирующих реакций растворения и осаждения растворенных солей, происходит образование и распад коллоидных комплексов, улучшается электрохимическая коагуляция с последующей седиментацией и кристаллизацией солей. Также имеются достоверные данные, указывающие на бактерицидное действие магнитного поля [12]. Эти эффекты в совокупности приводят к изменению плотности обрабатываемой воды, поверхностного натяжения, вязкости, значения рН и физико-химических параметров протекающих в воде процессов, в т. ч. растворения и кристаллизации растворенных в воде неорганических солей. В результате содержащиеся в воде магниевые и кальциевые соли теряют способность формироваться в виде плотного отложения - вместо карбоната кальция СаСО₃ образуется более щадящая мелкокристаллическая полиморфная форма СаСО₃, по структуре напоминающая арагонит, который или совсем не выделяется из воды, поскольку рост кристаллов останавливается на стадии микрокристаллов, или выделяется в виде тонкодисперсной взвеси, скапливающейся в грязевиках или отстойниках. Также имеются сведения о влиянии магнитной водообработки на уменьшение концентрации в воде кислорода и углекислого газа, что объясняется возникновением метастабильных клатратных структур катионов металлов по типу гексааквакомплекса [Са(Н₂О₆)]²⁺.

Магнитная обработка воды широко внедряется во многих отраслях промышленности, сельском хозяйстве и медицине, а также в водообработке для умягчения воды и устранения накипи – в виде образующихся на внутренних стенках труб паровых котлов, теплообменников и других теплообменных аппаратов твёрдых отложений гидрокарбонатных (углекислые соли Са(НСО₃)₂ и Mg(НСО₃)₂ при нагреве воды разлагающиеся на СаСО₃ и Mg(OH)₂ с выделением СО₂, сульфатных (CaSO₄, MgSO₄), хлоридных (MgSO₄, MgCl₂) и в меньшей мере силикатных солей кальция, магния и железа. Ускорение процесса кристаллизации накипеобразующих солей в воде при магнитной обработке, приводит к значительному уменьшению концентраций растворённых в воде ионов Ca²⁺ и Mg²⁺ за счет процесса кристаллизации и уменьшения размеров кристаллов, осаждающихся из нагреваемой воды.

Выпускаемые отечественной промышленностью устройства магнитной обработки воды подразделяются на работающие на электромагнитах (соленоид с ферромагнетиком) аппараты магнитной обработки воды (АМО) и использующие постоянные магниты (магнитотвердые ферриты бария с феррита и редкоземельных магнитных материалов) гидромагнитные системы (ГМС), магнитные преобразователи (гидромультиполи) (МПВ, MWS, ММТ) и активаторы воды серий АМП, МПАВ, МВС, КЕМА бытового и промышленного назначения. Большинство из них схожи по конструкции и принципу действия (рис. 5 и рис. 6). Монтируются к трубопроводу эти аппараты с помощью резьбового или фланцевого соединения. ГМС выгодно отличаются от магнитных устройств на основе электромагнитов и магнитотвердых ферритов, поскольку при их эксплуатации отсутствуют проблемы, связанные с потреблением электроэнергии и с ремонтом при электрическом пробое обмоток электромагнита. Эти аппараты могут быть установлены как в промышленных, так и в бытовых условиях: в магистралях, подающих воду в водопроводные сети, бойлерах, проточных водонагревателях, паровых и водяных котлах, системах водонагрева различного технологического оборудования (компрессорные станции, электрические машины, термическое оборудование и др.). Хотя ГМС рассчитаны на расход воды от 0,08 до 1100 м³/час, соответственно на трубопроводы диаметром 15-325 мм, однако есть опыт создания магнитных аппаратов для ТЭЦ с размерами трубопровода 4000-2000 мм. Также в последнее время разработаны аппараты импульсного магнитного поля, распространение которого в пространстве характеризуется частотной модуляцией и импульсами с интервалами в микросекунды, способные генерировать сильные с индукцией 5-100 Тл и сверхсильные магнитные поля с индукцией более 100 Тл. Для этого используются главным образом геликоидальные соленоиды, изготовленные из прочных сплавов стали и бронзы. При получении сверхсильных постоянных магнитных полей с большей индукцией используются сверхпроводящие электромагниты.

Слева сиды аппаратов для магнитной обработки воды (ГМС) на постоянных магнитах с фланцевыми (вверху) и резьбовыми (внизу) соединениями.

Справатаппарат магнитной обработки воды на электромагнитах АМО-25УХЛ.

Табл. 1. Технические характеристики отечественных аппаратов магнитной обработки воды на постоянных магнитах.

Табл. 3. Технические характеристики отечественных аппаратов магнитной обработки воды на электромагнитах.

Заключение

В настоящее время в России и за рубежом существует множество производителей турбулизаторов (структуризаторов) воды. И хотя в настоящее время доказано воздействие турбулентности и внешнего магнитного поля на изменение физико-химических свойств воды (рН, поверхностное натяжение) и структуру гидратированных ионов и примесей, широкого практического применения этот метод пока не получил.

Использование технологии магнитной обработки движущейся в турбулентном потоке воды обуславливает эффективность конструированных приборов. Положительные характеристики данного способа водообработки – уменьшение поверхностного напряжения воды; изменение значения рН, сокращение времени водообработки, улучшение вкусовых качеств обрабатываемой воды, более длительные сроки сохранения воды. Справедливую критику вызывает цитирование разработчиками этих приборов таких ненаучных терминов, как энергетические свойства воды и информационный обмен с эталонной водой.

Литература:

1. Maheshwary S., Patel N., Sathyamurthy N., Kulkarni A.D., Gadre S.R. Structure and Stability of Water Clusters (H₂O)_n, n=8-20: An Ab Initio Investigation // J. Phys. Chem. A., 2001, V. 105, p. 10525-10537.

2. Choi T.H., Jordan K.D. Application of the SCC-DFTB Method to H⁺(H₂O)₆, H⁺(H₂O)₂₁, and H⁺(H₂O)₂₂ // J. Phys. Chem. B, 2010, V. 114, p. 6932-6936.

3. Tokmachev A.M., Tchougreeff A.L., Dronskowski R. Hydrogen-Bond Networks in Water Clusters (H₂O)₂₀: An Exhaustive Quantum-Chemical // European Journal of Chemical Physics And Physical Chemistry, 2010, V. 11(2), p. 384–388.

4. Эмото М. Тайные послания воды. София. 2007. с. 95.

5. Татаринов Ю.П., Мякин С.В., Казакова Н.К. Спектрофотометрическое исследование бесконтактного энергоинформационного воздействия на жидкости // Сознание и физическая реальность, 1998, Т. 3, № 1, p. 57-61.

6. Немухин А.В. Многообразие кластеров // Российский химический журнал, 1996, Т. 40, № 2, C. 48-56.

7. Зенин С.В., Тяглов Б.В. Природа гидрофобного взаимодействия. Возникновение ориентационных полей в водных растворах // Журнал физической химии, 1994, Т. 68, № 3, р. 500-503.

8. Мосин О. В., Игнатов И., Структура воды и физическая реальность // Сознание и физическая реальность, 2011, Т. 10, № 6, с. 16-32.

9. Зенин С.В., Тяглов Б.В. Гидрофобная модель структуры ассоциатов молекул воды // Журнал физической химии, 1994, T. 68, № 4, p. 636-641.

10. В. Шаубергер. Энергия воды. пер. с англ. Л. Новиковой, М: Яуза, Эксмо. 2007. 320с.

11. Мосин О.В. Магнитные системы обработки воды. Основные перспективы и направления // Сантехника, 2011, № 1, c. 21-25.

12. Соловьева Г. Р. Перспективы применения магнитной обработки воды в медицине, В сб.: Вопросы теории и практики магнитной обработки воды и водных систем, Москва, 1974, с. 112.

Автор: к.х.н., доц. О.В. Мосин

Источник: Мосин О.В. Турбулизаторы воды // Сантехника Отопление Кондиционирование СОК. 2013. № 12. С. 56-63.