Гидрофлоу - есть ли отличие от других систем?

Вопрос:

Не могу не вразить восхищения по поводу качества, широты и объёма информации о воде на Вашем сайте! Это действительно кладезь современных знаний о воде в доступной и в тоже время научной форме. Спасибо за труд. Хотелось бы узнать Ваше мнение о теории и практике технологии ГИДРОФЛОУ и приборов, построенных на её основе.

www.hydropath.com/hs38.html
www.hs38.ru/princip-dejstviya/
www.hs38.ru/o-kompanii/

В чём её отличие от других систем магнитной (ЭМ) активации воды и действительно ли гидрофлоу способна справиться с заявленными проблемами?

_________________

Ответ:

Здравствуйте, Павел.

Большое спасибо за добрые слова в адрес нашего сайта. Относительно теории и практики ГИДРОФЛОУ, каких-то существенных отличий от систем мангитной активации воды я не вижу. Отечественной промышленностью выпускаются различные аппараты магнитной обработки воды на постоянных и электромагнитах, находящие широкое применение в водоочистке и водообработке. Конструкция некоторых магнитных активаторов воды аналогична конструкции приборов Гидрофлоу.

История развития научных идей о противонакипной магнитной обработки воды, насчитывает в нашей стране более 30 лет. Положительные результаты использования омагниченной воды в борьбе с накипеобразованием были достигнуты в нашей стране в начале 70-х годов исследованиями В. И. Классена и его последователей. Многочисленными работами российских исследователей было установлено, что воздействие магнитного поля на воду носит комплексный многофакторный характер и в конечном результате сказывается на изменениях структуры воды, физико-химических свойствах и поведении растворённых в ней примесей, хотя сущность этих явлений окончательно не выяснена. При воздействии на воду магнитного поля в ней увеличивается скорость химических реакций и кристаллизации растворенных веществ, интенсифицируются процессы адсорбции, улучшается коагуляция примесей с последующем выпадением их в осадок. Также имеются достоверные данные, указывающие на бактерицидное действие магнитной обработки воды.

В настоящее время существуют несколько основных гипотез, объясняющих механизм воздействия магнитного поля на воду. Первые предполагают, что под влиянием магнитного поля происходит поляризация и деформация растворённых в воде ионов, сопровождающаяся уменьшением их гидрации, повышающей вероятность их сближения, что в конечном итоге приводит к формированию центров кристаллизации примесей, тем самым ускоряя их седиментацию.

Гипотезы второй группы объясняют действие магнитного поля формированием вокруг ионов гидратных оболочек, состоящих из молекул воды с несколько измененной подвижностью. При этом, чем больше и устойчивее гидратная оболочка, тем труднее ионам сближаться или оседать на поверхности адсорбирующих комплексов. Получены и экспериментальные данные, подтверждающие, что под влиянием магнитного поля происходит временная деформация гидратных оболочек ионов, а также изменяется их распределение в воде.

Гипотезы третьей группы постулируют, что магнитное поле оказывает воздействие непосредственно на структуру ассоциатов воды, что в свою очередь может привести к деформации водородных связей и перераспределению молекул воды во временных ассоциативных образованиях молекул воды - кластерах, что также влечет за собой изменение физико-химических параметров протекающих в воде процессов. Все эти факторы открывают широкие перспективы для водоподготовки.

Магнитная обработка воды всё более широко внедряется во многих отраслях промышленности, сельском хозяйстве и медицине. Так, в строительстве обработка цемента магнитной водой сокращает сроки затвердевания, а образующаяся мелкокристаллическая структура придает изделиям большую прочность и повышает их стойкость к агрессивным воздействиям окружающей среды. В сельском хозяйстве пятичасовое замачивание семян свеклы в омагниченной воде заметно повышает урожай; полив омагниченной водой стимулирует на 15-20% рост и урожайность сои, подсолнечника, кукурузы, помидоров. В медицине омагниченная вода помогает удалять почечные камни, оказывает бактерицидное действие. Эксперименты показали, что употребление внутрь омагниченной воды повышает проницаемость биологических мембран тканевых клеток, снижает количество холестерина в крови и печени, регулирует артериальное давление, повышает обмен веществ, способствует улучшению общего самочувствия.

Наиболее востребованной и эффективной магнитная обработка воды оказалась в устройствах и системах, чувствительных к накипи – в виде образующихся на внутренних стенках труб паровых котлов, теплообменников и других теплообменных аппаратов твёрдых отложений карбонатных (углекислые соли кальция CaCO3 и магния MgCO3), сульфатных (CaSO4) и силикатных (SiO32-) солей кальция, магния, железа и алюминия. Сферы применения магнитной обработки воды охватывают паровые котлы, теплообменники, бойлеры, компрессорное оборудование, линии подачи воды к валкам типографских машин, системы охлаждения двигателей и генераторов, генераторы пара, сети снабжения теплой и холодной водой, системы централизованного отопления, трубопроводы и т. д.

Принцип действия существующих магнитных аппаратов умягчения воды основан на комплексном многофакторном воздействии магнитного поля, генерируемого постоянными магнитами или электромагнитами на растворённые в воде гидратированные ионы металлов и структуру кластеров воды, что приводит к изменению скорости электрохимической коагуляции (слипания и укрупнения) дисперсных частиц в потоке намагниченной жидкости. В результате содержащиеся в воде магниевые и кальциевые соли теряют способность формироваться в виде плотного отложения и выделяются в виде легко удаляемого потоком воды шлама, скапливающегося в грязевиках или отстойниках. В целом, магнитная обработка воды обеспечивает снижение коррозии стальных труб и оборудования на 30-50% (в зависимости от состава воды), что дает возможность увеличить срок эксплуатации теплоэнергетического оборудования, водопроводов и паропроводов и существенно снизить аварийность.

Конструктивно большинство аппаратов магнитной обработки воды представляют собой магнитодинамическую ячейку, изготавливаемую в виде полого цилиндрического элемента из нержавеющей стали, с магнитами внутри, врезающегося в водопроводную трубу с помощью фланцевого или резьбового соединения. В результате ламинарного стационарного течения электропроводящей жидкости в магнитодинамической ячейке, находящейся в однородном поперечном магнитном поле с индукцией B0 (рисунок 1), генерируется сила Лоренца, величина которой зависит от заряда q частицы, скорости её движения u и индукции магнитного поля B.

Сила Лоренца направлена перпендикулярно скорости движения жидкости и к линиям индукции магнитного поля, в результате чего заряжённая частица в потоке жидкости движется по окружности, плоскость которой перпендикулярна линиям вектора B. Таким образом, выбирая необходимое расположение вектора магнитной индукции относительно вектора скорости потока жидкости, можно целенаправленно воздействовать на ионы солей жёсткости, перераспределяя их в объёме водной среды.

 

 

Рисунок 1 – Схема магнитогидродинамической ячейки. - электропроводность стенок ячейки.

 

Согласно теоретическим расчётам, чтобы инициировать кристаллизацию солей жёсткости внутри объёма движущейся по трубе жидкости от стенок труб в зазорах магнитного устройства, задаётся такое направление индукции магнитного поля, при котором в середине зазоров образовалась зона с нулевым значением индукции. С этой целью магниты в устройстве располагаются одинаковыми полюсами навстречу друг другу (рисунок 2). Под действием силы Лоренца в среде возникает противоток анионов и катионов, взаимодействующих в зоне с нулевым значением магнитной индукции.

Рисунок 2 – Схема расположения магнитов, линий индукции, векторов силы Лоренца и ионов в МГДО. 1 – анионы, 2 – направление индуцированных токов, 3 – зоны с нулевым значением индукции, 4 – катионы

 

Сейчас отечественной промышленностью выпускается два типа аппаратов для магнитной обработки воды (АМО) – на постоянных магнитах и работающих от источников переменного тока электромагнитах. Требования, регламентирующие условия их работы следующие:

-подогрев воды в аппарате должен быть не выше 95 °С;

-содержание ионов железа в обрабатываемой воде - не более 0,3 мг/л.

-карбонатная жесткость - не выше 9 мг-экв/л;

-содержание растворенного кислорода - не более 3 мг/л, а сумма хлоридов и сульфатов - не более 50 мг/л;

-скорость движения воды в аппарате 1-3 м/с.

В магнитных аппаратах, работающих от источника переменного тока вода, подвергается непрерывному регулируемому воздействию магнитного поля различной напряженности с чередующимися по направлению векторами магнитной индукции.

 

В конструкциях магнитных аппаратов второго типа применяются постоянные магниты на основе порошкообразных носителей магнитофоров, ферромагнетиков из феррита бария и редкоземельных магнитных материалов из сплавов редкоземельных металлов неодима (Nd), самария (Sm) с цирконием (Zr), железом (Fe), медью (Cu), титаном (Ti), кобальтом (Co) и бором (B). Последние предпочтительнее, т.к. они обладают большим сроком эксплуатации, намагниченностью 1500-2400 кА/м и остаточной индукцией 1,0-1,3 Тл (таблица 1) и не теряют своих свойств при нагреве до 140 0С.

Таблица 1. Основные параметры редкоземельных постоянных магнитов.

Параметры магнитов

Остаточная индукция, Тл

Намагниченность, кА/м

Магнитная энергия, кД/м3

Sm-Zr-Fe-Co-Cu

1,0-1,1

1500-2400

180-220

Nd-Fe-Co-Ti-Cu-B

1,2-1,3

1500-2400

280-320

 

Постоянные магниты, ориентированные определенным образом располагаются внутри цилиндрического корпуса, изготовленного из нержавеющей стали, на концах которого находятся снабженные центрирующими элементами конусные наконечники, соединенные аргонно-дуговой сваркой. В аппаратах с электромагнитами, электромагниты могут быть расположены как внутри, так и вне аппарата.

В экономическом плане более выгодно использовать аппараты на постоянных магнитах. Основной недостаток этих аппаратов в том, что постоянные магниты на основе феррита бария размагничиваются на 40-50% после 5 лет эксплуатации.

Лидирующие позиции на отечественном рынке устройств магнитной обработки воды занимают гидромагнитные системы (ГМС), аппараты магнитной обработки воды (АМО), магнитные преобразователи и активаторы воды серий АМП, МПАВ, МВС, КЕМА. Большинство из них схожи по конструкции и механизму функционирования (рисунок 3).


 

Рис. 3 Виды аппаратов для магнитной обработки воды с фланцевыми (вверху) и резьбовыми (внизу) соединениями.

 

Современные аппараты для магнитной обработки воды, выпускаемые отечественной промышленностью, с успехом используются для предотвращения накипи; для снижения эффекта накипеобразования в трубопроводах горячего и холодного водоснабжения общехозяйственного, технического и бытового назначения, нагревательных элементов котельного оборудования, теплообменников, парогенераторов, охлаждающего оборудования и т.п.; для предотвращения очаговой коррозии в трубопроводах горячего и холодного водоснабжения общехозяйственного, технического и бытового назначения; осветления воды (например после хлорирования), в этом случае скорость осаждения примесей увеличивается в 3-4 раза, что требует отстойники в 3-4 раза меньшей емкости; для увеличения фильтроцикла систем химической водоподготовки - фильтроцикл увеличивается в 1,5-2 раза (соответственно уменьшается потребление реагентов), а также для очистки теплообменных агрегатов. При этом аппараты могут использоваться самостоятельно или как составная часть систем подготовки воды в жилых помещениях, постройках, детских и лечебно-профилактических учреждениях, для водоподготовки в пищевой промышленности и т.п.

Основные технические характеристики отечественных аппаратов магнитной обработки воды на постоянных и электромагнитах представлены в таблице 2 и таблице 3. Применение этих аппаратов наиболее эффективно для обработки воды с преобладанием карбонатной жесткости до 4 мг-экв/л, и общей жесткости до 6 мг-экв/л при общей минерализации до 500 мг/л.

Таблица 2. Технические характеристики отечественных аппаратов магнитной обработки воды на постоянных магнитах.

 

Основные характеристики:

  • Условный диаметр (мм.): 10 ; 15; 20; 25; 32
  • Номинальное давление (МПа): 1

Параметр

Модель аппарата

АМП 10 РЦ

АМП 15 РЦ

АМП 20РЦ

АМП25РЦ

АМП32РЦ

Амплитудное значение магнитной индукции (Вп) на поверхности рабочей зоны, мТл, не менее

180

Количество рабочих зон

5

Рекомендуемый расход воды, мин./норм./макс.
м3/час

0.15/0.5/0.71

0.35/1.15/1.65

0.65/1.9/2.9

1.0/3.0/4.5

1.6/4.8/7.4

Диаметр условного прохода, мм

10

15

20

25

32

Соединение, дюйм

1/2

1/2

3/4

1

11/4

Максимальное рабочее давление, МПА)

1

Рабочий температурный интервал эксплуатации, 0С

5–120

Размеры, (LxD ), мм

108х32

124х34

148х41

172х50

150х56

Масса, кг

0.5

0.75

0.8

1.2

1.8

 

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

 

Основные характеристики:

  • Условный диаметр (мм.): 80 ; 100; 200; 600
  • Номинальное давление (МПа): 1.6

Параметр

Модель аппарата

АМО-25УХЛ

АМО-100УХЛ

АМО-200УХЛ

AMO-600УХЛ

Напряжение, В

220

Частота сети, Гц

60

Производительность по обрабатываемой воде м3

25

100

200

600

Напряженность магнитного поля, кА/м

200

Температура обрабатываемой аппаратом воды, °С

60

40

50

70

Рабочее давление воды, МПа

1,6

Употребляемая электромагнитом мощность, КВт

0,35

0,5

0,5

1,8

Габаритные размеры электромагнита, мм

260х410

440х835

520х950

755х1100

Габаритные размеры блока питания, мм

250х350х250

Масса электромагнита, Кг

40

200

330

1000

Масса блока питания, Кг

8,0

           

К.х.н. О. В. Мосин

(при цитировании материалов ссылка на авторство обязательна)

Лит. ист.:

О. В. Мосин. Магнитные системы обработки воды. Основные перспективы и направления // Сантехника. 2011. № 1. стр. 28-31.