В приведенном выше отрывке странное для неспециалиста впечатление оставляет описание техники эксперимента: «одну колбу покрутили над полюсами магнита…» Свойства «кристально чистой» воды чудесным образом изменились только потому, что колбу слегка «покрутили» над магнитом! Действительно, похоже на фокус. Хотя академик Константинов это фокусом не считал: трижды выполнив нужную процедуру и трижды получив требуемый результат, он этим результатом вполне удовлетворился.
«Покрутить» колбу над полюсами магнита означало совершить пересечение водой в колбе магнитных силовых линий. Если скорость такого пересечения v, то на каждый ион в растворе действует сила Лоренца:
F2 = q[Bv], (3)
Где q —заряд иона.
Поскольку нам впоследствии придется неоднократно иметь дело с силой Лоренца, напомним, как определяют направление вектора Существует так называемое правило левой руки. Надо расположить левую руку так, чтобы магнитные силовые линии (от северного полюса к южному) входили в ладонь, а направление вытянутых сложенных пальцев показывало путь движения положительного заряда. Тогда отставленный большой палец покажет направление силы /у Для отрицательного заряда, очевидно, направление F2 будет противоположным.
Так как сила Лоренца всегда направлена перпендикулярно вектору скорости движущейся частицы, то эта сила не создает работы, не изменяет энергии частицы. Первоначальная скорость частицы остается неизменной по абсолютной величине. Поэтому непонятно, как такая сила вообще может что-то изменить в жидкости. Все-таки похоже на фокус…
Посмотрим, как устроен простейший современный магнитный аппарат (рис. 6). По трубе / протекает жидкость. Вне трубы расположены магниты 2 и 3. Независимо от того, является ли поле этих магнитов
Рис. 6. Принцип действия простейшего магнитного аппарата |
Переменным или постоянным, каждый элемент потока жидкости будет пересекать силовые линии обоих магнитов, т. е. для него внешнее поле будет переменным во времени. А так как полюса магнита 3 располагаются противоположно полюсам магнита 2, то для рассматриваемого элемента поле окажется также и переменным в пространстве. (Знакопеременность полюсов магнитов называется реверсом.)
На рисунке внешние магниты 2 и 3 изображены одинаковыми, густота магнитных силовых линий между ними также одинакова, а линии симметричны. Кроме того, предполагается, что магниты 2 и 3 установлены столь далеко друг от друга, что между ними нет магнитных силовых линий. В аппаратах для промышленного использования картина магнитных силовых линий гораздо сложнее.
Рассмотренный аппарат очень прост по конструкции и исполнению. Для жидкости, протекающей по трубопроводу, как будто не создано никаких изменений: она течет в том же сосуде, с той же скоростью. Лишь с внешней стороны трубы возникло нечто эфемерное — магнитное поле. Да, стрелка компаса это уловит, но жидкость? В трубе? Как-то сомнительно…
В магнитных аппаратах более сложных конструкций схема, изображенная иа рис. 6, как правило, реализуется в качестве одного из рабочих элементов. В промышленных аппаратах используют как постоянные магниты, так и электромагниты.
Промышленные аппараты могут подвергать обработке по несколько тысяч кубометров воды в час. Их электромагниты потребляют десятки киловатт — часов электроэнергии. Представляется вполне естественным, что эти киловатты пока еще неясным для нас образом изменяют свойства обрабатываемой жидкости. Но при эксплуатации постоянных магнитов не требуется применять какую-либо энергию. Постоянные магниты сохраняют свои свойства практически неизменными в течение многих лет. За это время по нашей трубе протечет море воды. Какие же причины могут привести к изменению свойств этого моря? Откуда черпается энергия? Ситуация подозрительно напоминает пресловутый вечный двигатель… Может быть, это все-таки мистификация, фокус?
Итак, мы имеем систему, состоящую из трубы, расположенной во внешнем магнитном поле. По трубе течет жидкость, в которой, говорят, изменяются некоторые свойства. Какие именно свойства и как они изменяются, мы рассмотрим чуть позже, а сейчас поговорим о том, что же должно протекать по нашей трубе, чтобы наблюдался эффект магнитной обработки, т. е. обещанное изменение свойств жидкости.
Хорошо, если протекает обычная водопроводная вода — тогда этот эффект заметен даже в не очень сильных магнитных полях, например с индукцией В = 0,1 Тл. Если вода дистиллированная, то эффект значительно меньше, но его все же можно наблюдать в более сильных полях, например с 5 = 0,5 Тл. Бидистил — лят обычно эффектов не дает, если не увеличить магнитную индукцию до В = 1,5 Тл, а это технически довольно трудно осуществить. В трижды дистиллированной воде как будто еще никто не наблюдал никаких эффектов.
Мы вправе думать, что все дело в примесях, например в наличии ионов растворенных солей. Действительно, при повышении концентрации кислот, неорганических солей, вообще электролитов все эффекты возрастают, правда, не безгранично. Если рассматривать простые системы вода—соль или вода—кислота, то предельной концентрацией является 1—2 кмоль/м3. Выше этих достаточно высоких концентраций эффект уменьшается и может даже изменить знак, то есть вместо ожидаемого возрастания какой-либо величины она уменьшается. Естественно, существует область концентраций, когда эффект не заметен вовсе либо очень мал. Эти случаи отсутствия эффекта бывают довольно часто. Надо также учесть, что у каждого индивидуального вещества своя предельная концентрация. Изменим несколько концентрацию — и эффект будет наблюдаться.
Мы уже говорили о том, что вода (раствор) должна протекать по трубе, в неподвижной жидкости изменения будут наблюдаться только в переменном во времени и (или) по направлению магнитном поле. Линейная скорость протекания жидкости имеет немаловажное значение. Наибольшие эффекты наблюдаются при скоростях порядка 0,5—2,5 м/с, при существенно меньших и больших скоростях эффекты, как правило, малы. Оптимальной должна быть не только скорость потока v, но и индукция В, оптимальный диапазон значений В = 0,07-^0,20 Тл, при больших и меньших В эффекты, как правило, малы.
Анализ многочисленных экспериментальных данных показал, что не столько сами по себе значения v или В, сколько их произведение Bv. Таким образом, малая скорость потока жидкости — это не всегда плохо. Даже при и = 5 см/с можно наблюдать эффекты, если индукцию увеличить в 10 раз. Оптимальное значение Bv закладывается в конструкцию современных промышленных аппаратов.
Все сказанное относится к магнитной обработке технических растворов электролитов. Магнитные аппараты изготавливают также для нужд сельского хозяйства и медицины, в частности для обработки живых систем. В таких аппаратах оптимальная индукция обычно не выше 0,03 Тл (подробнее об этом будет сказано в разделе 5.8).
Вернемся к неорганической материи. Оказывается, большая скорость потока жидкости через трубу — тоже не всегда плохо. Если благодаря большой скорости поток становится турбулентным (с завихрениями), то эффект возрастает. Можно создать турбулентность, обрабатывая жидкость ультразвуковым полем. Тогда в ней возникают пульсирующие газовые пузыри. Это явление называется кавитацией. Одновременная обработка потока магнитным и ультразвуковым полем создает эффект больший, чем сумма эффектов от каждого вида воздействий порознь. Этот результат можно было бы записать немыслимым равенством:
3 + 4 = 9,
Где 3 — численное значение эффекта от действия только ойного магнитного поля, 4 — то же от действия только Одного ультразвукового поля, 9 — суммарный эффект одновременного действия двух полей.
Если кавитацию создавать до магнитной обработки, то эффект также усиливается, т. е. станет больше, чем от каждого поля порознь. Но если кавитацию создавать после магнитной обработки, то эффект ослабляется, станет меньшим, чем от одного поля. Этот результат можно записать так:
3 + 4 = 2.
Глядя на такую арифметику, читатель вправе воскликнуть:
— Это же надувательство!.. Или сумасшествие?..
Вообще-то, в этой книге мы ведем речь о воде и водных растворах. Но в данном разделе несколько раз применили более широкое понятие: жидкость. Это не случайно. До недавнего времени считалось, что эффекты магнитной обработки присущи только воде. В восьмидесятых годах стали появляться сообщения, что аналогичные эффекты наблюдаются также при магнитной обработке органических жидкостей, например нефти. Но что может быть общего между органической и неорганической жидкостями? Что ни говорите, а трудно, право, избавиться от ощущения, что все эффекты магнитной обработки связаны с мистификацией.