Navigation:: Αρχική arrow Μagnetizer arrow Θεωρητική ερμηνεία του συστήματος Magnetizer

Θεωρητική ερμηνεία του συστήματος Magnetizer

Παραθετουμε κειμενο με την θεωρητική επεξήγηση της επίδρασης του μαγνητικού πεδίου στα μόρια των αλάτων του νερού με την εφαρμογή  Magnetizer

ΜΑΓΝΗΤΟΥΔΡΟΔΥΝΑΜΙΚΗ & ΣΚΛΗΡΟ ΝΕΡΟ

ΓΕΝΙΚΑ

Μαγνητοϋδροδυναμική, ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο παράγεται ρεύμα όταν ένα μαγνητικό πεδίο εφαρμοστεί κατά διεύθυνση κάθετη προς τη ροή ενός ηλεκτρικά αγώγιμου ρευστού. Στην περίπτωση αυτή ηλεκτρικό ρεύμα διαρρέει το αγώγιμο ρευστό με διεύθυνση κάθετη τόσο ως προς τη διεύθυνση του μαγνητικού πεδίου όσο και ως προς τη ροή του ρευστού. Το φαινόμενο είναι απόρροια του νόμου Faraday και περιγράφεται ως δύναμη Lorentz (κανόνας των τριών δακτύλων σχ.1).

http://www.magnetizer.gr/sximata/sx1nero.gif

Έτσι το μαγνητοϋδροδυναμικό σύστημα λειτουργεί στην πραγματικότητα σαν μια γεννήτρια παραγωγής ρεύματος. Η δύναμη Lorentz περιγράφεται από τον τύπο F=B.q.V.sin φ, όπου Β: μαγνητική επαγωγή, q: ηλεκτρικό φορτίο του κινούμενου ρευστού, V: η ταχύτητα ροής, φ: η γωνία που σχηματίζεται μεταξύ της διεύθυνσης της ταχύτητας ροής και της διεύθυνσης της μαγνητικής επαγωγής.

ΕΞΗΓΗΣΗ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ

Το σημαντικότερο από τα προβλήματα που προκύπτουν λόγω των φυσικών διαδικασιών στις οποίες υποβάλλεται το νερό (θέρμανση, ψύξη, πάγωμα, ανταλλαγή θερμότητας, εξάτμιση, συμπύκνωση κλπ) είναι ο σχηματισμός κρυσταλλικών ιζημάτων, γνωστών ως καθαλατώσεων με αποτέλεσμα να βλάπτεται ο εξοπλισμός και οι εγκαταστάσεις. Οι κρύσταλλοι αυτοί αποτελούνται κυρίως από άλατα ασβεστίου και μαγνησίου που σχηματίζουν ένα μονωτικό στρώμα (κοινώς πουρί), το οποίο είναι πολύ σκληρό και δύσκολο να αφαιρεθεί. Τα προβλήματα των καθαλατώσεων είναι τα κύρια υπεύθυνα για την απώλεια ενέργειας, διάβρωση λόγω ηλεκτρόλυσης, υπερθέρμανση και το φράξιμο των σωληνώσεων.

Όλοι οι χημικοί τρόποι βελτίωσης (αποσκλήρυνση, απιονισμός, ιοντοανταλλαγή, αφαλάτωση) στοχεύουν στην αλλαγή της χημικής σύνθεσης του νερού, ενώ παράλληλα έχουν σημαντικό οικονομικό και περιβαλλοντικό κόστος. Στις περιπτώσεις όμως που το νερό προορίζεται για πόσιμο, πρέπει επίσης να επιλυθούν τα προβλήματα της σταθεροποίησης του pH, της οξυγόνωσης και του ελέγχου του μικροβιακού φορτίου του.

Η μαγνητική επεξεργασία του νερού, όπως αναλύεται παρακάτω, είναι η μοναδική μέθοδος αντιμετώπισης των παραπάνω προβλημάτων χωρίς αλλαγή της χημικής του σύστασης με μικρό οικονομικό και μηδενικό περιβαλλοντικό κόστος. Για να μπορέσουμε να κατανοήσουμε τον τρόπο με τον οποίο ο μαγνητισμός επενεργεί στο νερό, θα πρέπει να θυμηθούμε ότι το μόριο του νερού είναι ένα δίπολο (σχ. 2) και σαν δίπολο υπόκειται στην επίδραση δυνάμεων van der Waals. Οι δυνάμεις van der Waals ταξινομούνται σε 3 κατηγορίες :

http://www.magnetizer.gr/sximata/sx2nero.gif

1. Δυνάμεις μεταξύ μόνιμων διπόλων. Αυτές είναι δυνάμεις ελκτικής φύσεως που απαντώνται στα δίπολα μόρια, των οποίων η πλέον σταθερή διευθέτηση είναι δυνατή κατά δύο τρόπους. α) Κεφαλή ενός προς ουρά του άλλου και 2) αντιπαράλληλος διευθέτηση (σχ.3).

http://www.magnetizer.gr/sximata/sx3nero.gif

2. Δεύτερη κατηγορία δυνάμεων είναι εκείνη, η οποία δημιουργείται εξ επαγωγής κατά τον ακόλουθο τρόπο. Εάν ένα δίπολο πλησιάσει ένα δεύτερο μη πολικό μόριο ή άτομο, τότε παραμορφώνει το σφαιρικό ηλεκτρονικό νέφος του ουδέτερου σωματιδίου. Με άλλα λόγια τα κέντρα αρνητικού και θετικού ηλεκτρισμού του σωματιδίου δεν θα ταυτίζονται και θα δημιουργηθεί ένα δίπολο εξ επαγωγής (σχ.4).

http://www.magnetizer.gr/sximata/sx4nero.gif

3. Ένα τρίτο είδος ελκτικών δυνάμεων απαντάται μεταξύ των μορίων ή ατόμων, τα οποία δεν έχουν μόνιμη διπολική ροπή. Αν και μεταξύ μη πολικών ατόμων ή μορίων δεν υπάρχει μόνιμη διπολική ροπή, εντούτοις είναι δυνατόν να προκύψει μία στιγμιαία πολικότητα, οφειλόμενη σε μια στιγμιαία άνιση κατανομή ηλεκτρονίων.

Βασιζόμενοι στα παραπάνω ας εξετάσουμε τώρα τη διάλυση ενός στερεού σε ένα υγρό. Στην περίπτωση αυτή θα πρέπει να λάβουμε υπόψη ότι οι διασωματιδιακές δυνάμεις συνοχής των στερεών είναι μεγαλύτερες από εκείνες των υγρών. Κατά τη διάλυση ενός ιοντικού κρυστάλλου πρέπει να καταστραφεί το κρυσταλλικό του πλέγμα. Σε ένα κρυσταλλικό πλέγμα υπάρχουν μεταξύ των ιόντων έλξεις. Εάν οι δυνάμεις μεταξύ ιόντων και μορίων του διαλύτου είναι μεγαλύτερες από τις δυνάμεις ιόντων του κρυστάλλου, τότε τα μόρια του διαλύτου διεισδύουν και καταστρέφουν το κρυσταλλικό πλέγμα και τα ιόντα διαλυόμενα παρατίθενται μεταξύ των μορίων του υγρού (σχ.5).

http://www.magnetizer.gr/sximata/sx5nero.gif

Κατά τη διάλυση μιας ιοντικής ουσίας στο νερό, τα ιόντα λόγω του φορτίου τους έλκουν μόρια νερού και εφυδατώνονται. Ένα θετικό ιόν π.χ έλκει τα αρνητικά άκρα του διπολικού ύδατος. Κατ' αυτόν τον τρόπο ένα θετικό ιόν περιβάλλεται ή βρίσκεται εντός ενός κλωβού από μόρια ύδατος (σχ.6).

http://www.magnetizer.gr/sximata/sx6nero.gif

Κατά ανάλογο τρόπο εφυδατώνεται και το αρνητικό ιόν. Η εφυδάτωση όχι μόνο βοηθά την εξουδετέρωση των φορτίων των ιόντων αλλά κρατά τα εφυδατωμένα ετερώνυμου φορτίου ιόντα σε μεγάλες αποστάσεις εντός του υγρού.

Το καθαρό νερό, όπως προαναφέρθηκε είναι ένα πολικό υγρό που μοιάζει με ένα μικρό μαγνήτη πάνω στο οποίο μπορεί να επιδράσει ένα μαγνητικό πεδίο προκαλώντας τη στρέψη του προς την μία ή προς την άλλη κατεύθυνση αναλόγως με το εάν υποστεί την επίδραση του νοτίου (θετικού) ή του βορείου (αρνητικού) μαγνητικού πεδίου. Η αλλαγή στον προσανατολισμό επηρεάζει την κρυστάλλωση και προκαλεί αύξηση της ενυδάτωσης διαλυτοποιώντας τα σκληρά άλατα ανθρακικού ασβεστίου, τα οποία παίρνουν την μορφή του αραγωνίτη στο ορθορομβικό σύστημα, η οποία είναι λιγότερο πυκνή και εύκολα μετακινούμενη με το ρεύμα του νερού. Καθώς τα μόρια του νερού υφίστανται την επίδραση ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου, η τυχαία διάταξη τους μετατρέπεται σε οργανωμένη μορφή, όπως φαίνεται στο σχ.7.

http://www.magnetizer.gr/sximata/sx7nero.gif

Πιο απλά τα μαγνητισμένα μόρια διατάσσονται σύμφωνα με τις δυνάμεις van der Waals, όπως αυτές ισχύουν για τα πραγματικά ρευστά.

Για λόγους απλούστευσης ας υποθέσουμε ότι το ανθρακικό ασβέστιο είναι το μόνο υπεύθυνο για την ύπαρξη σκληρότητας στο νερό. Το μόριο αυτό έχει ένα θετικό φορτίο λόγω της ύπαρξης του ιόντος του ασβεστίου (Ca++) και ένα αρνητικό λόγω της ύπαρξης της ανθρακικής ρίζας (CO3--). Λόγω του μεγέθους και της υπερβάλλουσας αρνητικότητας της αρνητικής ρίζας, το συνολικό φορτίο του ανθρακικού ασβεστίου είναι αρνητικό. Παρ' όλο που τα μόρια του CaCO3 έχουν παρόμοια φορτία, θα ενωθούν λόγω ενός πυρηνοποιητικού μηχανισμού γνωστού ως κρυστάλλωση. Εάν τα μόρια του ανθρακικού ασβεστίου έλκονταν περισσότερο από τα μόρια του νερού, τότε θα ενώνονταν μεταξύ τους και δε θα κρυσταλλώνονταν.

Προσπαθώντας να εξηγηθούν από ενεργειακής απόψεως τα παραπάνω φαινόμενα κρυστάλλωσης και ενυδάτωσης, θα πρέπει να σημειωθεί ότι όλα αυτά που παρατηρούνται, είναι ανάλογα του δυναμικού ζήτα (zeta potential). Zeta potential ορίζεται ως η διαφορά δυναμικού μεταξύ της ηλεκτρικής στοιβάδας που περιβάλλει οποιοδήποτε σωματίδιο και του διαλύματος αυτού κάθ' αυτού. Στην πράξη λοιπόν καθώς το νερό διαρρέει το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται μία <<γεννήτρια>> και παράγεται ένα ρεύμα, όπως περιγράφεται από τη δύναμη Lorentz (Lorentz force) σχ.1 και το οποίο μεταβάλλει την ισοτροπική διάταξη της στοιβάδας οποιουδήποτε φορτισμένου σωματιδίου με τον τρόπο που περιγράφεται παραπάνω.

Η επίδραση του μαγνητικού πεδίου επενεργεί και στη διάλυση των προϋπαρχόντων κρυσταλλικών δομών (καθαλατώσεις) χαλαρώνοντας τους δεσμούς μεταξύ των μορίων του ανθρακικού ασβεστίου μέσω του ίδιου μηχανισμού δηλ. τα φορτισμένα σωματίδια (υψηλό zeta potential) δίνουν μέρος της ενέργειάς τους στα επικολλημένα άλατα με αποτέλεσμα να αποσταθεροποιείται η σταθερή ενεργειακά κατάσταση στην οποία βρίσκονται, με αποτέλεσμα να επαναδιαλύονται στο νερό.

Όταν το νερό θερμαίνεται, οι ήδη ασθενείς δεσμοί μεταξύ των μορίων του νερού και του ανθρακικού ασβεστίου σπάνε με αποτέλεσμα το να γίνεται υπερκορεσμένο σε άλατα. Συνέπεια αυτού είναι ο σχηματισμός λεβητολίθου. Η επίδραση ενός ισχυρού μαγνητικού πεδίου δυναμώνει τους δεσμούς μέσω του μηχανισμού που αναφέρθηκε παραπάνω. Έτσι όχι μόνο δίνεται η δυνατότητα να συγκρατούνται περισσότερα άλατα σε διάλυση, που σημαίνει ότι το διάλυμα είναι ακόρεστο σε άλατα αλλά ταυτόχρονα τα προϋπάρχοντα άλατα αποκολλώνται και επαναδιαλύονται στο νερό.

ΤΥΠΟΙ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ

Από τον τύπο F=V.q.B.sinφ που περιγράφει τη δύναμη Lorentz, προκύπτει ότι η επαγόμενη τάση που παράγεται και κατά συνέπεια το παραγόμενο ρεύμα δίδεται από τον τύπο E=V. B . sinφ δηλ. η τάση είναι ανάλογη της ταχύτητας ροής, της έντασης του μαγνητικού πεδίου και του ημιτόνιου της γωνίας φ που σχηματίζεται μεταξύ των δύο. Επομένως όσο μεγαλύτερη είναι η ένταση και η ταχύτητα τόσο πιο μεγάλη είναι η τάση και κατά συνέπεια το ρεύμα που παράγεται. Ε=i.R όπου R : αντίσταση του ρευστού. Όσο μεγαλύτερη η ένταση του ρεύματος τόσο πιο αποτελεσματικό το φαινόμενο της μεταβολής του zeta potential.

Εξίσου μεγάλη σπουδαιότητα έχει και το είδος της μαγνητικής επεξεργασίας. Σήμερα υπάρχουν δύο είδη μαγνητικής επεξεργασίας : η μονοπολική και η διπολική μέθοδος.

Στη διπολική μέθοδο η ροή του νερού είναι παράλληλη στον άξονα του μαγνήτη και έχει φορά από το Βόρειο προς το Νότιο πόλο (φ<90 και sinφ<1). Καθώς τα μόρια του νερού ρέουν πρώτα, συναντούν το μαγνητικό πεδίο του Βόρειου πόλου και μετά το μαγνητικό πεδίο του Νοτίου πόλου, όπως φαίνεται στο σχ.8. Αυτό σημαίνει ότι τα μόρια του νερού απομακρύνονται από τον μαγνήτη υπό την επίδραση του μαγνητικού πεδίου του Νοτίου πόλου.

http://www.magnetizer.gr/sximata/sx8nero.gif

Στην μονοπολική μέθοδο MAGNETIZER® το νερό εκτίθεται αποκλειστικά στην κεφαλή του μαγνήτη, όπου οι μαγνητικές γραμμές του πεδίου έχουν την μεγαλύτερη πυκνότητα (η μαγνητική ροή είναι μέγιστη), δηλ. η διεύθυνση κίνησης του νερού είναι κάθετη στον άξονα του μαγνήτη (φ=90 και sinφ=1). Έτσι, το νερό εκτίθεται στην επίδραση του Νοτίου πόλου, ενώ οι μαγνητικές γραμμές του Βορείου πόλου απομονώνονται μακριά από το νερό. Αυτή η διάταξη συγκεντρώνει την ισχύ του μαγνητικού πεδίου του Νοτίου πόλου στο νερό (σχ.9). Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η μαγνητική βιομηχανική στην Ιαπωνία αλλά και παγκόσμια έχει υιοθετήσει το φορτίο του <<Πραγματικού Νότιου πόλου>> σαν αντιστοιχία του <<Θετικού φορτίου>>.

http://www.magnetizer.gr/sximata/sx9nero.gif

Αυτό αποδεικνύεται γιατί κατά την τοποθέτηση του <<Πραγματικού νοτίου πόλου>> σε ένα <<κανόνι ηλεκτρονίων>> (καθοδικός σωλήνας) έτσι ώστε το μαγνητικό πεδίο να είναι κάθετο προς τη διεύθυνση της δέσμης των ηλεκτρονίων, επιτυγχάνεται εκτροπή της δέσμης με φορά προς αυτόν.

Από τα παραπάνω προκύπτει ότι η μονοπολική μέθοδος MAGNETIZER® είναι πιο αποτελεσματική από τη διπολική αφ'ενός γιατί χρησιμοποιούνται ισχυρά μαγνητικά συστήματα που επιτυγχάνουν συγκέντρωση σχεδόν του 100% της μαγνητικής επαγωγής στο Νότιο (Θετικό) πόλο (με ένταση μαγνητικού πεδίου μέχρι 1,1 Tesla), και αφ' ετέρου γιατί το μαγνητικό πεδίο είναι κάθετο στη ροή του υγρού.

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΩΝ ΜΟΡΦΩΝ ΑΛΑΤΩΝ

http://www.magnetizer.gr/sximata/sx10nero.gif http://www.magnetizer.gr/sximata/sx11nero.gif
Η κρυστάλλωση των αλάτων σε κανονικές συνθήκες γίνεται στο ορθορομβικό σύστημα υπό μορφή ασβεστίτη. (Μεγέθυνση 1:1000)
http://www.magnetizer.gr/sximata/sx12nero.gif http://www.magnetizer.gr/sximata/sx13nero.gif
Η μορφή των ίδιων αλάτων όταν το νερό έχει υποστεί την επίδραση του μαγνητικού πεδίου του συστήματος MAGNETIZER. Η κρυστάλλωση σε αυτή την περίπτωση γίνεται στο ρομβοεδρικό σύστημα υπό μορφή αραγωνίτη. (Μεγέθυνση 1:1000)

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Επομένως με την μαγνητική μέθοδο επιτυγχάνουμε :
1. Προστασία των εγκαταστάσεων του ζεστού και του κρύου νερού από επικαθήσεις αλάτων και καθαρισμό των προϋπαρχόντων αλάτων.
2. Σταθεροποίηση του pH και σταμάτημα της ηλεκτρόλυσης.
3. Εκμηδένιση των χημικών προσθέτων στο νερό.
4. Καλύτερη διαλυτοποίηση του Οξυγόνου στο νερό. Αυτό είναι πολύ σημαντικό
στην περίπτωση των υγρών αποβλήτων και του νερού που χρησιμοποιείται
στις πισίνες.
5. Μείωση της χρήσης των απορρυπαντικών.
6. Αύξηση της αποτελεσματικότητας των χημικών που χρησιμοποιούνται για
τον έλεγχο του μικροβιακού φορτίου και των αλγών στο νερό.
7. Διατήρηση των φυσικοχημικών ιδιοτήτων του νερού.

Θα πρέπει επίσης να επισημανθεί ότι η μαγνητική μέθοδος είναι ο πλέον οικονομικός τρόπος επίλυσης των προβλημάτων του νερού, γιατί έχει μηδενικό κόστος λειτουργίας και απεριόριστη διάρκεια ζωής.

Τέλος θα πρέπει να τονιστεί ότι είναι απολύτως φιλική για το περιβάλλον, αφού κατά τη διάρκεια της λειτουργίας της δεν έχουμε καθόλου απόβλητα

texnikos-asfaleias-kefalonia