ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Некоторые теоретические представления о механизме действия магнитного поля при обработке воды из "Обработка воды магнитным полем в теплоэнергетике " S humann полагает, что магнитное поле может влиять на зародыши кристаллов карбоната и сульфата кальция, находящиеся в некоторых случаях в обрабатываемой воде. В результате уменьшается их способность прикипать к поверхности нагрева. [c.11] Однако следует заметить, что изменение плотности и вязкости воды наблюдалось крайне незначительное — в пределах ошибки опыта. В классических трудах О. Я. Самойлова по структуре воды такой зависимости между разрывом водородных связей и увеличением вязкости воды не установлено, а трудами китайских исследователей (Маши-лян, Чен-Цзин-вей) отмечается, что магнитное ноле влияет на плотность воды только в присутствии электролитов. [c.13] Киргинцев и В. М, Соколов (ИОНХ, Сибирское отделение АН СССР) считают, что разница в термодинамическом состоянии воды, не обработанной и обработанной магнитным полем, настолько мала, что она не может служить причиной изменения равновесных свойств ее (плотности, оптических свойств, теплоемкости и др.). В подтверждение этого авторы приводят следующие данные при воздействии на одни г-моль воды магнитным полем напряженностью в-Ю и 8 10 а м произведенная работа составляет крайне ничтожную величину, а именно 10 и 10 кшл соответственно. Поэтому приобретение водой особых свойств при действии магнитного поля авторы связывают с железом, обычно пристутствующим в большем или меньшем количестве в каждой природной воде. Наблюдаемое при магнитной обработке увеличение pH воды и снижение кислорода объясняется ими влиянием железа. [c.13] Душкин и др. объясняют роль магнитного поля коагуляцией органических и минеральных коллоидов за счет дегидратации двойного электрического слоя ионов и снижения дзета-потенциала, что в свою очередь нарушает агрегативную устойчивость коллоидов и ускоряет их слипание . Такой же точки зрения придерживается и О. Taddei. [c.14] Положительная роль магнитного поля при умягчении воды известковым или известково-содовым способом по данным А. И. Шахова и др. обусловливается, с одной стороны, увеличением центров кристаллизации, а с другой — явлением, известным под названием старение шлама , связанным с процессом перекристаллизации. Мельчайшие частицы карбоната кальция, образовавшиеся под влиянием магнитного поля в присутствии аналогичных по составу, но более крупных и образовавшихся ранее, в отстойнике будут способствовать их росту. Это обусловливает более совершенное осветление воды и меньшую остаточную жесткость, что повышает к. п. д. отстойников с зашламлением. [c.14] Таким образом, соображения и гипотезы различных авторов в основном базируются на поляризующем действии магнитного поля на ионы и молекулы воды. За время контакта воды с магнитным полем, по мнению авторов, в водном растворе (независимо от состояния системы—равновесная или неравновесная) должны произойти изменения, обусловливающие в дальнейшем выделение твердой фазы в форме рыхлых осадков (шлама) вместо накипи. Между тем время сохранения свойств, приобретаемых природной водой, находящейся в состоянии равновесия при прохождении ее через магнитное поле, не превышает 10 сек, поэтому полученные изменения следует объяснить ошибками опытов, так как в большей части они были не воспроизводимы. [c.15] В основе процесса накипеобразования лежит явление выделения твердой фазы из пересыщенных растворов. Поэтому влияние магнитного поля в отношении предотвращения накипеобразования следует рассматривать как фактор, влияющий на процесс кристаллизации накипеобразователей. [c.17] Состояние пересыщения — характерная черта всех процессов кристаллизации. [c.18] Иия АВ С представляет данный процесс, осуществляемый при постоянной температуре. Переход через кривую пересыщения в лабильную зону происходит редко, так как поверхность испарения обычно в большей степени пересыщена, чем основная масса раствора. Кристаллы, образующиеся на этой поверхности, в конце концов попадают в раствор и затравляют его, прежде чем в основной массе раствора достигаются условия, Представленные точкой С. На практике часто происходит сочетание охлаждения и испарения. Такой процесс представлен линией АВ С . [c.19] Существуют пересыщенные растворы, которые в этом состоянии могут находиться неопределенно долгое время. Однако простое механическое перемешивание или введение затравки могут вызвать почти мгновенную кристаллизацию. Во всех случаях кристаллизации из пересыщенных растворов наблюдается скрытый (латентный) период. За это время твердая фаза не обнаруживается простыми оптическими средствами (например, эффектом Тиндаля). Очевидно, требуется определенное время для того, чтобы ионы, окруженные гидратными оболочками, не просто столкнулись, а сблизились в определенной взаимной ориентации, позволяющей им образовать энергетически выгодную упорядоченную микрообласть, из которой и образуются микрозародыши новой фазы. Таким образом, пересыщение еще не является достаточным условием для начала кристаллизации. Наряду с ним необходимо, чтобы в растворе находилось некоторое количество мельчайших твердых частиц, известных под названием центров кристаллизации, затравок или зародышей. Образование центров кристаллизации может начаться самопроизвольно или их можно вызвать искусственным путем. [c.19] Пересыщение природной воды по карбонату кальция связано с определенной концентрацией в воде свободной углекислоты. [c.22] Поскольку концентрация угольной кислоты НзСОз составляет незначительную долю от концентрации всей свободной углекислоты в воде и существует она только в равновесии с последней, то константы диссоциации угольной кислоты относят к общей их концентрации, т. е. [c.23] Из формул (1-5)—(1-7) можно найти значение, которое будет определять равновесное состояние системы и обозначаться (равновесная углекислота). [c.23] Решая (1-11) относительно С °, получаем концентрацию свободной углекислоты в воде, соответствуюш,ую равновесной углекислоте (уюль(л) в момент равновесия с твердым карбонатом кальция. [c.24] Такая концентрация С0 ° способна удержать в равновесии воду с карбонатной жесткостью около 0,9 мг-экв л (при = 25 С). Во многих природных водах карбонатная жесткость в большей или меньшей степени превышает указанную величину, так как концентрация СО , от которой зависит величина карбонатной жесткости, в силу разных причин может составлять различную величину (3—20 мг л). В естественных условиях между концентрациями углекислоты в воде и в атмосфере устанавливается определенное равновесие, сопровождающееся выделением углекислого газа из воды в атмосферу. Однако скорость выделения газа хотя и невелика, так как процесс диффузионный, но она все же больше скорости разложения бикарбоната кальция, сопровождающегося выделением карбоната кальция. Поэтому вода может быть нестабильна, т. е. способна выделять карбонат кальция в твердой фазе. [c.25] Вернуться к основной статье