CC BY
28
УДК 691.327.002.612
ЛИТЕРАТУРНО-ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР УСТРОЙСТВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ОМАГНИЧИВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРОЦЕССЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
И. Н. Эриванцев, д.т.н., проф., Т. Н. Дубов, асс.-соис., В. А. Яшин, ст. преп.
Постановка проблемы. В соответствии с переходом к непрерывным, высокоэффективным, скоростным способам производства и строительства в технологии бетона большую актуальность приобретает проблема сокращения продолжительности тепловлажностной обработки, которая до сих пор является наиболее длительным производственным процессом. Возникает необходимость разработки прогрессивных решений, позволяющих интенсифицировать технологические процессы, а также применение устройств для активации жидкости или цементных паст.
Анализ последних исследований и публикаций Магнитная обработка воды как средство борьбы с накипью получила известность еще в 1945 году. (бельгийский патент № 460560, выданный Т. Вермайрену). Автор использовал в качестве активной части устройства ферритовые магниты.
Отложения различных солей на стенках теплоэнергетических и других аппаратов приводят к резкому снижению эффективности их работы, перерасходу топлива и частым остановкам для очистки. Считается, что общий механизм отложения накипи заключается в возникновении и дальнейшем росте на твердых поверхностях кристаллов веществ, находящихся в растворе. Выделение кристаллов на стенках аппаратов происходит в том случае, если вблизи них находится пересыщенный раствор. Магнитная обработка воды позволяет устранить пересыщение, оказывая определенное влияние на кинетику кристаллизации, обуславливая увеличение концентрации центров кристаллизации в массе воды, вследствие чего вместо накипи образуется взвесь (шлам), удаляемый сепарацией или промывкой агрегата. Установлено также, что наложение магнитного поля ускоряет процессы коагуляции, повышает проницаемость воды через мембрану, снижает коррозию металла и обуславливает разрушение ранее образовавшейся накипи.
Гидромагнитные системы нового поколения на основе постоянных магнитов выгодно отличаются тем, что эффективность используемых высокоэнергетических магнитов на порядок выше по сравнению с ферритовыми. Позднее, с 1973 года, в санаториях Сочи стали применять метод лечения омагниченной водой.
Сегодня на рынке СНГ представлено большое количество моделей магнитных аппаратов различного типа, как отечественных («Магнитные Водные Системы», «Ватер-Кинг», «Экосервис Технохим», «Химсталькомплект», «Энирис-СГ», «Элмат-ПМ» и т.д.), так и западных («Aquamax», «Aquatech», «Medmgon AG» и т. д.).
Магнитная обработка осуществляется с помощью аппаратов, состоящих из нескольких пар постоянных магнитов, между полюсами которых протекают водные системы. Эффективность магнитной обработки зависит главным образом от напряжённости и градиента напряжённости магнитного поля, скорости течения, состава жидкой фазы водной системы. Изменение свойств в результате магнитной обработки вызвано воздействием магнитных полей на примеси, содержащиеся в водной системе.
К активации воды можно также отнести обработку воды ультразвуковыми колебаниями. При воздействии импульсного или периодического механического воздействия на воду, в ней возникают ультразвуковые колебания. В литературе описываются различные эффекты, которые происходят в воде при обработке ее ультразвуком. Но недостатком данного способа активации является недолговечность используемых установок.
Выделение не решенных ранее частей. При омагничивании воды наблюдается нестабильность результатов. Химический состав воды и ее температура имеют большое значение для эффективного проведения магнитной обработки. Возникает вопрос о времени сохранения активности воды после обработки магнитным полем.
Формулировка цели. Обзор и анализ устройств для магнитной обработки и их воздействие на жидкость.
Изложение основного материала исследования. В процессе изучения устройств для магнитной обработки воды было рассмотрено несколько наиболее часто встречающихся конструкций на постоянных магнитах и электромагнитах (табл. 1).
Таблица 1
Устройства для магнитной обработки воды
Наименован ие
Разработчик
Тип магнита
ВТИ-1, ВТИ-2
Всесоюзный
теплотехнический институт
Постоянные магниты
«СерЬ> типа Т-56
Англия, фирма «Поляр»
Постоянные магниты
АЗТМ
Алмаатинский завод тяжелого машиностроения
Электромагниты
Устройство для электромагнитной обработки жидкости
Харьковский инженерно-экономический институт
Электромагниты
Устройство для электромагнитной обработки жидкости
Башэнерго-нефть
Электромагниты (наружное расположение)
Устройство для электромагнитной обработки жидкости
Ростовский институт инженеров железнодорожно го транспорта
Электромагниты (послойная обработка воды)
Устройство для электромагнитной обработки жидкости
Г.М.Федорищен ко
Электромагниты
Устройство Н. И. Пупков и Электро-
для др. магниты
магнитной
обработки
жидкости
Устройство Ставрополь Электро-
для магниты
электро-
магнитной
обработки
жидкости
Устройство Донбасская Индуктор
для национальная вращающегося
активации академия электро-
свежеотфор строительства и магнитного
мованных архитектуры поля
изделий (г. Макеевка)
Пристрш Придшпровська Електро-
для державна магшти
омагшчуван академш (пат. Украши
ня рщини буд1вництва 1 № 31753)
арх1тектури
Проанализировав имеющиеся конструкции, можно с уверенностью сказать, что устройства для магнитной активации жидкости с постоянными магнитами несколько уступают таким на электромагнитах. Имеется в виду то, что:
1) изготовление устройств для активации жидкости на постоянных магнитах требует приобретения мощных и дорогостоящих магнитов, а также сплавов на изготовление корпуса;
2) корпус устройств имеет пазы для размещения постоянных магнитов, для изготовления которых необходимы дополнительные трудозатраты, и соответственно энергетические затраты в процессе выплавки данного корпуса, или проведения фрезеровочных работ;
3) сам корпус устройств должен быть изготовлен из диамагнитных материалов (алюминий и его сплавы) во избежание рассеяния магнитного поля на перемагничивание металла, из которого он изготовлен;
4) эти устройства не дают возможности варьировать величиной магнитного поля, так как они имеют единственный параметр, который используется для активации;
5) активность жидкости после омагничивания сохраняется от 2 до 4 часов.
Положительным является то, что после монтажа устройства для активации жидкости на
постоянных магнитах в технологическую линию не требуется затрат электроэнергии, так как магниты являются постояннодействующими, и особого обслуживания этого устройства в течение срока эксплуатации.
Устройства на электромагнитах имеют больше преимуществ перед вышеуказанными. Это проявляется в том, что:
1) для изготовления электромагнитных устройств необходимы: распространенная и недорогая холоднокатаная электротехническая сталь, из которой изготавливают сердечник, и медная проволока, из которой набирается обмотка;
2) таких обмоток на устройстве может быть от одной до десяти, в зависимости от количества витков;
3) каждая из обмоток дает свою величину магнитного поля, и соответственно на одном и том же устройстве можно получить несколько величин магнитного поля;
4) для работы устройств можно применять напряжения питания от 12 В до напряжений используемых в промышленности (220 В, 380 В), в зависимости от выполнения;
5) активность жидкости после омагничивания сохраняется до 18 часов.
Единственным замеченным недостатком электромагнитных устройств является то, что нельзя допускать их перегрева.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА:
1. Азелицкая Р. Д., Приходченко Н. А., Черных В. Ф. Повышение прочности изделий из вяжущих строительных материалов за счет применения при изготовлении этих изделий омагниченной воды. - В кн.: Акустическая и магнитная обработка веществ. Новочеркасск. Изд. Новочеркас. политехн. ин-та., 1966. - С. 31 - 35.
2. Арадовский Я. Л., Тер-Осипянц Р. Г., Арадовская Э. М. Свойства бетона на магнитнообработанной воде. // Бетон и железобетон. - М.: 1972. - № 4. - С. 32 - 34.
3. Бережной А. И. и др. О промышленном применении магнитной обработки при цементировании газовых скважин // Науч. - техн. сб. Мингазпрома. - М.: 1968. - № 4. - С. 72 - 74.
4. Ершов М.Е. Самые распространенные способы очистки воды. - М.: АСТ; Донецк: Сталкер. 2006. - 94 с.
5. Зайченко Л. Г. Мелкозернистые цементные бетоны, активированные во вращающемся магнитном поле./ Дисс. к. т. н. - Макеевка: 2007. - 165 с.
6. Классен В. И. Омагничивание водных систем. - М.: Химия. 1978. - 240 с.
7. Колохов В. В., Васильченко А. Р. Структурно-технологические особенности управления процессом твердения литых бетонов // Вюник Придншровсько! державно! академи будiвництва та архггектури. - Дшпропетровськ: ПДАБА. - 2006. - С. 25 - 29.
8. Логанина В. И., Фокин Г. А. Повышение активности воды затворения цементных систем акустическим полем // Строительные материалы. - М.: 2008 №10. - С. 14 - 15.
9. Миненко В. И. Электромагнитная обработка воды в теплоэнергетике. - Харьков: ХГУ, 1981. - С. 96 - 98.
УДК 681.3.068
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ АДАПТИВНОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОЙ В ПОМЕЩЕНИИ
В. С. Ткачев, к. т. н., А. В. Ужеловский, асс.
Постановка проблемы. Оснащение жилых домов и производственных зданий системами программного управления тепловым режимом позволяет сократить затраты энергии на отопление за счет понижения температуры в периоды отсутствия людей, при этом необходимо обеспечить требуемый тепловой режим к моменту их прибытия в помещения.
В настоящее время известны системы управления тепловым режимом бытовых и производственных помещений по жесткой программе изменения температуры с целью снижения затрат энергии на отопление [1].
При разработке этих систем в основном уделялось внимание качеству поддержания необходимых климатических параметров жизнедеятельности и не рассмотрены вопросы прогнозирования времени подъема температуры для обеспечения комфортных условий к требуемому моменту. Время необходимое для подъема температуры, зависит от параметров помещения, мощности нагревателей, температуры окружающей среды, температуры в смежных помещениях. Определить время необходимое для нагрева помещения, от пониженной температуры до комфортной, а, соответственно, и момента начала подъема температуры, возможно, моделируя тепловой режим помещений.
В работе [2] показана математическая модель, характеризующая температуру воздуха в помещениях на основе анализа системы теплоснабжения и свойств циркулирующего в ней теплоносителя. Однако применение этой модели не позволяет адаптировать программу изменения температуры в помещении к внешним условиям.
Цель. Разработать по адаптивной программе принципы управления температурой в помещении, обеспечивающие снижение температуры в период отсутствия людей и гарантированный ее подъем к моменту их прибытия, с использованием тепловой модели, отражающей динамику тепловых процессов; создать тепловую модель помещения, реализация 26
