Омагниченная вода: правда и вымысел

Статья из книги "Омагниченная вода: правда и вымысел" Сокольский Ю. М. Л.: Химия, 1990.


Магнитную обработку чаще всего применяют для уменьшения отложений накипи в трубопроводах. Когда в технологии используют омагниченную воду, то чистые трубы долго остаются чистыми, либо на них откладывается тонкий слой осадка, который имеет пористую структуру и поэтому легко поддается механической очистке. Более того, первоначальные отложения в трубах, как правило, становятся тоньше. Шлифы со срезов таких инкрустаций показывают, что происходит процесс растворения осадков.

Магнитная обработка трубопроводов находит широкое распространение как в нашей стране, так и за рубежом (в США, Англии, Японии) — в первую очередь в теплоэнергетических установках, где инкрустированные солями стенки ухудшают показатели теплопередачи. Подсчитано, например, что при наличии слоя накипи толщиной 1 мм во всех котлах, находящихся в промышленной эксплуатации в СССР, перерасход топлива составит 200 млн. руб. в год. Магнитная обработка воды является одним из способов (наряду с химическим и механическим), позволяющим уменьшить толщину накипи, сократить число чисток оборудования (т. е. увеличить межремонтный пробег). Если тепловые потери котла малы, то нагрузку на него можно увеличить. Есть сообщения, что среднюю нагрузку удавалось повышать на 80 %.

Борьба с отложениями солей в трубопроводах необходима в системах охлаждения турбин, дизелей и компрессоров. Накипь приводит к снижению вакуума и потерям мощности установки. Расход воды для целей охлаждения обычно велик, для получения положительного эффекта достаточно обрабатывать магнитным полем небольшую часть (5—10%) всего объема воды. Магнитную обработку подпиточной охлаждающей воды применяют в химической промышленности (в производствах органического синтеза, аммиака, азотной кислоты), на морских судах.

Солеотложения образуются в трубах, используемых при нефтедобыче (по этим трубам поступает также вода, закачиваемая в подземные пласты). Трубы к концу срока межремонтного пробега (а это всего 2—4 недели) настолько инкрустируются, что их нередко заменяют более чем наполовину (и это при глубине скважины в километр и больше!) Поступление нефти по сильно заросшей трубе сокращается вдвое. Проблема очистки таких труб стала актуальной в странах, добывающих много нефти (СССР — свыше 600 млн. т в год, США — 500 млн. т). В этих странах магнитная обработка в последние годы широко применяется в нефтедобыче, при этом межремонтный пробег возрастает в два-три раза.

В коммунальных службах многих городов Европы и Северной Америки магнитную обработку используют в системах городского горячего водоснабжения — также для уменьшения отложений накипи трубопроводов. На ряде пивоваренных заводов ЧССР, ФРГ, США магнитную обработку воды применяют для уменьшения загрязнений (матового налета) внутренних поверхностей бутылок.

                                                    О МАГНИТНЫХ АППАРАТАХ

В промышленности производится обработка разнообразных растворов (кислых, щелочных, нейтральных), суспензий, эмульсий, пен, и производительность достигает 5000 м3/ч и выше. Применяемые магнитные аппараты имеют различные конструкции, с которыми читатель сможет ознакомиться по монографиям В.И. Классена и Е.Ф. Тебенихина, приведенным в списке рекомендуемой литературы. Мы ограничимся лишь некоторыми замечаниями.

Каждый магнитный аппарат имеет ряд паспортных характеристик. Кроме данных общего типа (габариты, масса, материал, производительность, цена), должны быть указаны особые, магнитные характеристики. К ним относятся индукция, градиент напряженности, число реверсов (в случае знакопеременного поля). Для аппаратов с вращающимся электромагнитным полем надо знать частоту вращения, индукцию в центре рабочей зоны и вблизи стенок. Для аппаратов с импульсными магнитными полями надо знать частоту следования импульсов и скважность (отношение длительности импульса к периоду между импульсами). Для всех электромагнитных аппаратов важна такая характеристика как потребляемая активная мощность, а для аппаратов с вращающимся полем — и реактивная мощность. Основной характеристикой любых магнитных аппаратов все же является создаваемая напряженность магнитного поля (или индукция).

Практика показывает, что аппараты на постоянных магнитах проще в эксплуатации и находят более широкое применение. Электромагнитные аппараты позволяют получать большие магнитные индукции, они удобны для исследовательских работ. Опытами установлено, что на аппаратах с импульсными полями при одинаковых индукциях достигаются более заметные эффекты, чем на аппаратах других типов. Поэтому здесь область рабочих индукций может быть снижена. Для аппаратов на постоянных магнитах индукцию лучше увеличить.

При необходимости обрабатывать большие количества воды возникает затруднение, связанное с невозможностью достичь высоких индукций в большом объеме. Например, в трубопроводе диаметром 0,1 м сложно создать индукцию свыше 0,1 Тл. Такое затруднение можно преодолеть, установив либо коллектор с несколькими трубами меньшего диаметра, либо плоский желоб, высота которого должна обеспечить требуемую индукцию. Возможны и другие приемы.

Но не индукцией единой достигается эффект магнитной обработки. Мы уже говорили: чем больше число реверсов, тем лучше. Повышает эффективность действия магнитного поля сочетание его с ультразвуковой обработкой или просто с интенсивным перемешиванием (турбулизацией). Другие приемы, увеличивающие эффективность, реализуются в разнообразных конструкциях магнитных аппаратов, которых известно свыше ста.

Одно из распространенных заблуждений состоит в том, что чем выше достигнутая магнитная индукция, тем лучше. Это неверно, индукция должна быть оптимальной — в пределах 0,07—0,20 Тл (с учетом сказанного выше), в медицине 0,002—0,05 Тл.
Другое заблуждение: аппарат должен потреблять больше электроэнергии (если это электромагнитный аппарат). Это неверно потому, что эффекты магнитной обработки не связаны с энергией поля.
Третье заблуждение: аппарат должен быть обязательно дорогим, ибо все дешевое — плохо. Применительно к магнитным аппаратам такая концепция неприменима. Нередко установка магнитного аппарата стоимостью 100 руб. создает экономический эффект 100 000 руб.

Конструкции отечественных магнитных аппаратов, нашедших наибольшее распространение в промышленности, медицине и в сельском хозяйстве, разработаны А.Г. Алексеевым, Р.А. Алмаевым, П.П. Андреичевым, М.Г. Дайчем, В.Г. Зерницким, И.В. Литвиновой, А.А. Меламедом, Ю.В. Мягковым. Находят применение (в основном, в медицине) магнитофоры — эластичные материалы с вкрапленными в них постоянными магнитами; первые конструкции магнитофоров предложил А.С. Фефер. Особо следует сказать о созданных Д. Д. Логвиненко аппаратах вихревого слоя, в которых действие вращающегося магнитного поля сочетается с ударным действием перемещающихся в поле ферромагнитных частиц. Такое комбинированное действие позволяет успешно применять эти аппараты для решения задач, которые невозможно выполнить в других аппаратах.

За рубежом магнитные аппараты выпускают фирмы «Эпюро» (Бельгия), «Паккард» (США), «Гидро», «Поляр» (Англия); фирма «Эпюро» изготавливает аппараты конструкции упоминавшегося уже Т. Вермайрена и поставляет их в 30 стран мира. Япония, например, применяет аппараты фирмы «Эпюро» и, кроме того, приобрела недавно в СССР лицензию на производство советских магнитных аппаратов.

Стоимость магнитных аппаратов при заводском изготовлении составляет 30—800 руб., при производительности 5—50 м3/ч (в зависимости от конструкции). Аппараты, рассчитанные на производительность свыше 5000 м3/ч, стоят несколько тысяч рублей, обычно это электромагнитные аппараты. Потребляемая электрическая мощность в таких аппаратах достигает нескольких десятков киловатт, тогда как для аппаратов с производительностью 300 м3/ч электрическая мощность составляет всего 0,5 киловатт. Аппараты на постоянных магнитах (а они могут иметь производительность до 700 м3/ч) энергетических затрат не требуют вообще.

Для нужд промышленности в нашей стране серийное изготовление магнитных аппаратов ведут два завода — Московский им. Войкова (аппараты марки ПМУ) и Чебоксарский завод «Электрозапчасть» (аппараты марки AMO). Значительное распространение получили аппараты, разработанные и изготовленные отдельными организациями — ГИГХС, ГИАП, ХИИКС, ВТИ.

Для медицинских целей применяют отечественные аппараты «Полюс», «Нейрон», «Магнитер», АЛИМП, АЛМ и др., а также зарубежные аппараты «Ронефор» (ФРГ), «Магнетайзер» (Япония), «Магнетодиафлюкс» (Румыния). В сельском хозяйстве применяют аппараты АМОВ, УМО, СО и ряд других.

Немаловажный вопрос — как проверить действие магнитного аппарата. На каких-либо других аппаратах это выполняется довольно просто. Например, при включении исправного телевизора должно появиться изображение, оно должно быть четким и сопровождаться звуком. В воде, прошедшей через магнитное поле, на первый взгляд ничего не изменяется. Поэтому первоначально единственным критерием надежной работы магнитного аппарата служило только измерение магнитной индукции в рабочей зоне. По мере расширения наших знаний о свойствах обработанной воды стали появляться другие, более наглядные способы индикации работы магнитных аппаратов.

Один из способов, например, состоит в сравнении электрической проводимости воды, взятой выше и ниже аппарата. Разница в измеряемой величине при этом составляет 0,3—1,0% и не всегда может быть надежно зафиксирована. Для более четкой индикации обе пробы нагревают до кипения (как в опытах, которые проводил академик Константинов), кипятят 5—10 минут, охлаждают до комнатной температуры и только после этого производят измерения. В этом случае разница в проводимости достигает нескольких процентов — это связано с выпадением в осадок растворенных в воде солей.

Для воды, содержащей ионы кальция в количестве свыше 10 г/м3, применяется способ индикации, основанный на изменении скорости кристаллизации гидроксида кальция. В две колбы отбирают пробы воды — выше и ниже магнитного аппарата, в каждую колбу вводят щелочь. Если аппарат работает эффективно, проба, взятая после обработки, мутнеет через несколько минут, тогда как вода в другой колбе остается прозрачной. Степень мутности определяют специальным прибором, а кроме того измеряют рН, ибо щелочность воды изменяется с течением времени. В воде, как известно, растворяется оксид углерода (IV) , образуя угольную кислоту (разд. 1.2). Введение щелочи усиливает диссоциацию кислоты:
2СОз+20Н-=СОз2-+С02| +ЗН20
Ионы кальция, содержащиеся в воде, вступают во взаимодействие с карбонат-ионами, также способствуя сдвигу вправо равновесия реакции диссоциации. В воде, прошедшей обработку, этот процесс совершается быстрее, поэтому изменение рН более значительное.

Разработаны и другие методы индикации действия магнитного поля, основанные, например, на измерении концентрации оксида углерода(IV), на измерении диэлектрической проницаемости, магнитной восприимчивости и т. д.

Люди, впервые приобщающиеся к магнитной обработке, основные усилия затрачивают на приобретение магнитного аппарата. А далее полагают, что успех придет сам собой. А ведь обзавестись хорошим аппаратом — это только полдела. Не менее важно определить, куда его поставить. Надо отчетливо себе представлять, какое именно свойство омагниченной воды собираемся использовать: изменение растворяющей способности, смачиваемости, электрической проводимости или других первичных процессов. Руководствуясь этими данными, нужно подбирать оптимальные режимы обработки. Не исключено, что после опытных испытаний придется заменить аппарат или вообще от него отказаться.

Конечно, в сравнительно недалеком будущем, когда мы полностью разберемся в странностях обработанной магнитным полем воды и научимся прогнозировать все возможные случаи ее применения, можно будет обходиться без опытных испытаний. Пока что в проекты строящихся производств закладывают установку магнитных аппаратов только тогда, когда они уже прошли надежную апробацию. Во всех остальных случаях надо проводить опытные или исследовательские работы, даже если задача кажется аналогичной уже известному решению. Эти опытные работы важны и должны быть выполнены весьма тщательно.

У читателя может возникнуть вопрос, почему магнитоактивированная вода, которая способна принести столько пользы в самых различных отраслях, применяется все же в ограниченных масштабах. В нашей стране внедрены десятки тысяч магнитных аппаратов, а можно было бы внедрить миллионы. Причина такой диспропорции в значительной степени связана с тем, что сейчас называют человеческим фактором. Не всякий научный сотрудник станет работать в области, на которую еще недавно был наклеен уничижительный ярлык. Не всякий руководитель допустит проведение работ, пользующихся сомнительной репутацией. Заказчик, не желая прослыть легковерным, требует бесконечных доказательств эффективности способа, на что уходят годы, а не месяцы, как для других разработок.

Автор стремился показать, что в настоящее время, когда практика обогнала теорию, для успешного решения новых задач надо принять на вооружение гипотезу, которая соответствовала бы основным физическим законам и объясняла по крайней мере большинство известных достоверных фактов. Но несомненно, что когда-то восторжествует еще более новая непротиворечивая теория, которая сможет объяснить, наконец, все факты до единого и, главное, предсказать новые эффекты магнитной обработки.

Отрывок из книги
Омагниченная вода: правда и вымысел
Сокольский Ю. М.
Л.: Химия, 1990.— 144 с: ил. (Вопросы современной химии)
Брошюра посвящена удивительным свойствам омагниченной воды и возможностям их практического использования (в промышленности, сельском хозяйстве и т. д.). В популярной форме изложены различные современные научные представления о феномене омагничивания. Приводятся примеры опытов применения омагниченной воды (в частности, в зоотехнике), проводившихся с личным участием автора.
Для широкого круга химиков и других специалистов (строителей, врачей, агрономов, зоотехников), а также для всех, кто интересуется современным состоянием естественных наук.