We consider the problem of the combined action of ultrasound and magnetic field on supersaturated aqueous solution. In this paper we propose a new method for correction of mass transfer processes and stimulate phase transitions in a supersaturated fixed aqueous solution while exposed to the magnetic field.
On the basis of the methods used previously to build a physical model of the magnetic treatment of the water flow was analyzed other physical situation - the imposition of ultrasound on a fixed volume of water in a magnetic field.
As always assumed that in a supersaturated solution always present in "equilibrium" concentration of critical nuclei. Under the influence of ultrasound microregions water volume are set in motion. When water moves in a magnetic field arises the Lorentz force. It moves the ion diffusion layer of the colloidal particles in the Stern layer.
Thus, the deformation of the electrical double layer reduces the Z-potential of the colloidal particles, the Coulomb repulsion force decreases and under the influence of the London forces molecular attraction colloidal particles begin to coagulate. Colloidal solution loses stability. The critical nuclei are always present in a supersaturated solution in the "equilibrium" concentration. They stick together. The particle size increases and to them the solution becomes considerably supersaturated.
Crystallization of dissolved salts on the particle surfaces increases sharply. The surface of the slurry increases many times. The flow of molecules of dissolved salts in the slurry increases proportionally, and the flow of molecules on the wall decreases. This leads to a decrease in scaling, observed in practice. The accounting estimates made show that with sufficient power values of the ultrasonic wave and counter-desorption time of colloidal particles, water treatment ultrasound in the presence of a static magnetic field can have a marked anti-scale effect.
ultrasound and magnetic treatment of water, anti-scaling effect, coagulation, critical nucleus, oversaturated solution, mass transfer coefficient
Рассмотрена задача о совместном действии ультразвука и магнитного поля на пересыщенный водный раствор.
Предложен новый метод коррекции процессов массопереноса и стимулирования фазовых переходов в пересыщенном неподвижном водном растворе при одновременном воздействии магнитным полем. На базе методов, использованных ранее для построения физической модели магнитной обработки водного потока, был произведен анализ другой физической ситуации – наложение ультразвука на неподвижный водный объем в магнитном поле. Как всегда предполагали, что в пересыщенном растворе всегда присутствуют в «равновесной» концентрации критические зародыши. Под действием ультра-звука микрообласти водного объема приходят в движение. При движении воды в магнитном поле возникает сила Лоренца, под действием которой часть ионов диффузионного слоя коллоидной частицы смещаются в слой Штерна. Таким образом, деформация двойного электрического слоя снижает Z-потенциал коллоидных частиц, силы кулоновского отталкивания уменьшаются и под действием лондоновских сил молекулярного притяжения коллоидные частицы начинают коагулировать. Коллоидный раствор теряет устойчивость. При этом критические зародыши, которые всегда присутствуют в пересыщенном растворе в «равновесной» концентрации, слипаются. Размер частиц возрастает и по отношению к ним раствор становится существенно пересыщенным.
На поверхности частиц активно идет кристаллизация растворенных солей. Поверхность взвеси многократно возрастает и поток молекул растворенной соли на взвесь пропорционально увеличивается, уменьшая поток молекул на стенки. Это приводит к уменьшению накипи, наблюдаемому на практике. В произведенных расчетных оценках показано, что при достаточных значениях мощности ультразвуковой волны и времени десорбции противоионов от коллоидной частицы, обработка воды ультразвуком в присутствии статического магнитного поля может обладать заметным противонакипным эффектом.
магнитная обработка воды, противонакипный эффект, коагуляция, критический зародыш, пересыщенный раствор, коэффициент массопереноса
