Вы только что прочли об устройствах, рассчитан­ных на магнитную обработку водопроводной воды с производительностью до 1 м /ч. 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 Б. 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.

Когда приходится выбирать что-то одно из ряда ему подобных, надо иметь четкую цель и не впадать в заблуждения.

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. Андреи — чевым, М. Г. Дайчем, В. Г. Зерницким, И. В. Литви­новой, А. А. Меламедом, Ю. В. Мягковым. Находят применение (в основном, в медицине) магнитофорьі — 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. Вер — майрена 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 АМО). 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 ииже 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/м, 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:

2Н2С0з + 20Н-=С0з2-+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. И вот здесь надо сказать о моделировании.

Обычно при моделировании процессов химической технологии лабораторные исследования и опытные испытания проводят со значительно меньшими объе­мами испытуемых продуктов, чем в промышленных условиях, и аппаратура также применяется меньших размеров. Так, фильтры для лабораторных исследо­ваний имеют поверхность фильтрации около 100 см2, фильтры для опытных испытаний — до 1 м2, а промыш­ленные — свыше 100 м2. Применительно к магнитным аппаратам уменьшение рабочих параметров недо­пустимо. На стадиях лабораторных и опытных испы­таний индукция, скорость потока, сила Лоренца и т. д. должны быть такими же, как и в промышленных усло­виях. В то же время объем испытуемого раствора, очевидно, будет меньшим, следовательно, уменьшатся скорость потока и сила Лоренца. Поэтому необходимо использовать насосы, которые смогут поддержать цир­куляцию обрабатываемого раствора с той же скоро­стью, какая предполагается в промышленных условиях.

В патентной и научно-технической литературе еже­годно появляются описания все новых и новых кон­струкций магнитных аппаратов, рекламируются их до­стоинства и преимущества. О ценности такой инфор­мации мы имели случай высказаться в разделе 6.1. Здесь еще раз повторим: для получения полезного эффекта магнитной обработки важен не столько сам аппарат, сколько умение его применить.