ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Рабочая модель механизма магнитной активации из "Безреагентные методы обработки воды в энергоустановках Изд.2 " Излагаемая ниже методика расчета магнитных аппаратов базируется на предположении о доминирующей роли дрейфа ионов относительно водного потока в поперечном магнитном поле. Основу этой гипотезы составляют следующие экспериментальные положения. [c.67] На движущуюся воду эффективно воздействует как постоянное, так и переменное магнитное поле, а на покоящуюся— только поле, меняющееся во времени. Увеличение пути водного потока вдоль силовых линий, например по оси соленоида, не оказывает воздействия на воду — необходимо пересечение магнитного поля водным потоком. Такая специфика воздействия указывает на то, что основой магнитной активации является индуцированное электрическое поле. [c.67] Физико-химические эффекты воздействия магнитного поля (рост опалесценции, рост осмотических коэффициентов и капиллярной проницаемости, уменьшение вязкости, изменение скорости и константы равновесия обратимых химических реакций, снижение порогов коагуляции и др.) наиболее ярко проявляются в достаточно концентрированных ионных растворах, находящихся вблизи состояния насыщения. Тогда естественно предположить, что точкой приложения электрических сил, индуцированных магнитным полем, являются заряженные частицы — ионы или ион-радикалы, а доминирующей силой является сила Лоренца, вызывающая перемещение катионов и анионов навстречу друг другу. [c.67] Тогда в результате магнитного воздействия среднее расстояние между ближайшими противоионами уменьшается, что равносильно повышению локальной концентрации раствора, и может привести к заметному смеш,еник его химического равновесия. [c.68] В поперечном магнитном поле sin p=I, поэтому далее для простоты векторные символы опущены. Отметим, что в традиционных конструкциях магнитных аппаратов инд 1 в/м. [c.68] В среднем можно принять, что расстояние между ближайшими противоионами уменьшается в 2 раза, что соответствует повышению локальной концентрации раствора примерно тоже в 2 раза. [c.69] Для одно-одновалентной системы ионов Скр=10 моль/кг, а для двух-двухвалентной системы типа Са + и СОз kp = 5-10 S моль/кг. [c.70] В отличие от теории Гоша, считавшего весь ионный раствор одним квазикристаллом, в предлагаемой модели статистически упорядоченное расположение ионов требуется на ансамблях, содержащих всего 10 —10 ионов, т. е. в областях размером менее 50-10 м. [c.71] Расчет показывает, что обш,ая энергия связи ионов в таком кластере составляет около 0,7 эВ, отсюда следует, что время его существования может достигать 10 с. Если рассматривать тепловое движение молекул воды как основной фактор, препятствующий стабилизации упорядоченности в расположении ионов, то поведение кластеров радикальным образом должно отличаться от поведения твердых микроскопических частиц (например, броуновское движение), поскольку они не имеют твердой границы раздела фаз и фактически являются прозрачными для молекул воды. При тепловых соударениях ионов с молекулами воды кластер ведет себя как единое целое, с массой, в тысячи раз большей молекулы воды. Поэтому тепловые флуктуации положения узлов ионной квазирешетки практически отсутствуют, что является стабилизирующим фактором, способствующим фиксации взаимного расположения ионов. [c.71] Поскольку в электрическом поле противоионы движутся в разные стороны, удобно рассматривать ионный кластер в виде двух отдельных подрешеток из катионов и анионов. В равновесном состоянии (при отсутствии внешних электромагнитных полей) узлы обеих подрешеток максимально удалены друг от друга, среднее расстояние между ними по всем направлениям одинаково. В рабочем зазоре магнитного аппарата подрешетки взаимно смещаются, образуя дипольную структуру и в оптимальном случае (при фокусировке по всем координатным осям) узлы подрешеток можно совместить. Локальная концентрация противоионов, привязанных к узлам своих подрешеток, в этом случае будет максимальна. [c.71] Рассмотрим, откуда берется энергия на магнитную активацию воды. Можно назвать три возможных энергоисточника магнитное поле аппарата, гидравлический напор жидкости и тепловую энергию окружающей среды. Плотность магнитной энергии, сконцентрированной в активной зоне аппарата, составляющая около 10 кДж/м явно недостаточна для активации ионов. Более того, поскольку вода и растворенные в ней примеси немагнитны, то магнитная энергия при активации не расходуется, подобно тому, как при работе динамомашины не размагничиваются установленные в ней магниты. [c.72] Плотность кинетической энергии подного потока, получаемая за счет потери гидравлического напора жидкости в магнитных аппаратах, тоже около 10 кДж/м и не решает поставленной задачи, хотя частично используется на преодоление вязкого трения при дрейфе ионов. Необходимую для обработки энергию может дать лишь термостат. [c.73] Вернуться к основной статье