Представлена оптимизация конструктивных параметров аппарата с моделированием в программном комплексе ElCut. <...> Процесс магнитной обработки водных систем до настоящего времени считается изученным не до конца и, соответственно, вопрос снижения накипеобразования с использованием магнитной водоподготовки не решен окончательно. <...> Возможность применения магнитной обработки, место установки аппарата и достигаемый эффект зависит от качества исходной воды. <...> Присутствие в воде агрессивной двуокиси углерода снижает противонакипный эффект пропорционально ее концентрации из-за снижения пересыщения. <...> При концентрации агрессивной двуокиси углерода 10-15 мг/кг, противонакипный эффект снижается на несколько процентов, а при концентрации 30 мг/кг уменьшается не менее чем вдвое. <...> Если в ходе производственного процесса происходит снижение концентрации двуокиси углерода, то магнитный аппарат устанавливают в том месте, где агрессивная двуокись углерода отсутствует или количество ее минимально. <...> Процессы ионирования осуществляют в различных аппаратах, но наибольшее распространение получили насыпные ионитные фильтры. Na-катионирование – это процесс применяется для умягчения воды и имеет самостоятельное значение при подготовке воды с малой щелочностью для котлов низкого давления и подпитки теплосетей. <...> Оно применяется в схемах совместно с другими процессами ионирования для подготовки воды из артезианских или поверхностных вод при необходимости снижения относительной щелочности. <...> Его применение позволяет получить следующие результаты: - защитить сталь от коррозии; - постепенно отмыть существующие отложения; - предотвратить образование новых накипей. <...> В настоящее время наиболее перспективным является обработка воды в магнитном поле. <...> Некоторые соединения кристаллизуются на поверхности нагрева, образуя накипь. <...> ПОДПИТОЧНАЯ ВОДА Предварительная очистка воды Метод осаждения Метод фильтрации Коагуляция <...>
Аппараты_магнитной_обработки_воды._Проектирование,_моделирование_и_исследование.pdf
УДК 621.318.38
ББК 31.2
А72
Рецензенты:
доктор технических наук, профессор кафедры физики
ФГБОУ ВПО АЧГАА
Н. В. Ксенз;
доктор технических наук, профессор кафедры
«Электроснабжение и эксплуатация электрооборудования»
ФГБОУ ВПО СтГАУ
В. Я. Хорольский;
кандидат физико-математических наук, доцент кафедры
«Теоретические основы электротехники»
ФГБОУ ВПО СтГАУ
А. Ф. Шаталов
Антонов, С. Н.
А72
Аппараты магнитной обработки воды. Проектирование, моделирование
и исследование : монография / С. Н. Антонов,
А. И. Адошев, И. К. Шарипов, В. Н. Шемякин. – Ставрополь : АГРУС
Ставропольского гос. аграрного ун-та, 2014. – 220 с.
ISBN 978-5-9596-0969-6
В монографии изложены положения по проектированию, моделированию и
исследованию аппаратов магнитной обработки воды. Рассмотрены способы водоподготовки
в котельных, конструкции аппаратов. Приведены методы расчета
магнитных полей. Представлена оптимизация конструктивных параметров аппарата
с моделированием в программном комплексе ElCut. Проведены исследования
эффективности обработки аппаратом магнитной обработки воды.
Для инженерно-технических работников, магистров агроинженерных специальностей.
УДК
621.318.38
ББК 31.2
ISBN 978-5-9596-0969-6
2
© ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный
аграрный университет, 2014
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................... 3
1 ВОДОПОДГОТОВКА В КОТЕЛЬНЫХ .................................................. 4
1.1 Способы водоподготовки в котельных .............................................. 4
1.2 Процесс воздействия магнитного поля на воду .............................. 10
1.3 Технологические схемы водоподготовки ........................................ 13
1.4 Аппараты магнитной обработки воды ............................................ 18
1.4.1 Аппараты магнитной обработки воды
с постоянными магнитами .............................................................. 19
1.4.2 Аппараты магнитной обработки воды с электромагнитами ........ 31
1.4.3 Анализ перспектив проектирования
аппаратов магнитной обработки воды ........................................... 42
2 МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
АППАРАТА МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ ............................. 45
2.1 Теория электромагнитного поля ...................................................... 45
2.1.1 Электромагнитное поле как форма существования материи ...... 45
2.1.2 Основные характеристики электромагнитного поля ................... 46
2.1.3 Электромагнитные параметры и классификация сред ................. 51
2.1.4 Уравнения Максвелла в интегральной
и дифференциальной формах ........................................................ 53
2.1.5 Уравнения Максвелла в комплексной форме ............................... 59
2.1.6 Классификация сред по проводимости ......................................... 61
2.1.7 Классификация электромагнитных полей ..................................... 62
2.2 Цепной метод ........................................................................................ 64
2.2.1 Основные допущения, принимаемые при расчете
магнитных цепей............................................................................ 64
2.2.2 Расчет неразветвленных магнитных цепей ................................... 65
2.2.3 Расчет разветвленных магнитных цепей ....................................... 69
2.3 Метод конечных разностей ................................................................ 72
2.3.1 Релаксационный метод ................................................................... 79
2.3.2 Итерационный метод ...................................................................... 81
2.3.3 Граничные условия для градиента ................................................. 83
2.3.4 Границы, совпадающие с узлами сетки ......................................... 83
2.3.5 Границы, не совпадающие с узлами сетки .................................... 88
2.4 Метод конечных элементов ............................................................... 92
2.5 Метод интегральных уравнений ...................................................... 94
3 РАЗРАБОТКА, МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ
ПАРАМЕТРОВ АМОВ .............................................................................. 95
3.1 Однокатушечный АМОВ ................................................................... 95
3.2 Двухкатушечный АМОВ ................................................................... 97
217
Стр.217
3.3 Использование программного комплекса ELCUT
при расчете магнитных систем ....................................................... 100
3.3.1 Общие сведения ............................................................................. 100
3.3.2 Создание геометрического объекта ............................................. 106
3.3.3 Задание свойств объекта и решение задачи ................................ 112
3.3.4 Анализ полученных данных ......................................................... 118
3.4 Оптимизационные исследования магнитной системы
однокатушечного АМОВ .................................................................. 134
3.4 Оптимизационные исследования магнитной системы
двухкатушечного АМОВ .................................................................. 140
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АМОВ ................... 144
4.1 Способы и методы определения эффективности
магнитной обработки воды ............................................................ 144
4.1.1 Методы контроля основанные на косвенных показателях ........ 144
4.1.2 Методы контроля основанные на учете количества
выделившейся твердой фазы ........................................................ 149
4.2 Исследование влияния АМОВ
на процесс накипеобразования ....................................................... 155
ПРИЛОЖЕНИЕ А – Провода марок ПЭВ-1 и ПЭВ-2 ............................. 161
ПРИЛОЖЕНИЕ Б – Провод марки ПСД ................................................. 163
ПРИЛОЖЕНИЕ В – Провода марок МГВ, МГВЭ,
МГВСЛ, МГВСЛЭ .................................................. 165
ПРИЛОЖЕНИЕ Г – Провода прямоугольного сечения .......................... 166
ПРИЛОЖЕНИЕ Д – Результаты расчета однокатушечного
АМОВ ...................................................................... 168
ПРИЛОЖЕНИЕ Е – Результаты расчета двухкатушечного
АМОВ ...................................................................... 173
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж – Результаты экспериментальных
исследований однокатушечного АМОВ ............... 178
ПРИЛОЖЕНИЕ З – Результаты экспериментальных
исследований двухкатушечного АМОВ ............... 192
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ....................... 206
218
Стр.218