Турбулизаторы воды

Вода составляет основу жизнеобеспечения организма. Функции потребляемой питьевой воды в жизнеобеспечении многообразны. Вода как универсальный растворитель обеспечивает транспорт питательных веществ, солей, микроэлементов и кислорода к клеткам, органам и тканям организма. Вода играет ключевую роль в терморегуляции, выполняет функции очищения от шлаков и токсинов. Количественный и качественные показатели воды регулируют процессы обмена веществ и клеточный метаболизм.

Существует мнение, что, кроме соответствия требованиям качества обработанная водоочистительными предприятиями, вода обладает определенной «природной структурой», на основе которой базируются ее физико-химические свойства: водородный показатель (pH), характеризующий концентрацию свободных ионов водорода в воде, и окислительно восстановительный потенциал (ОВП). Поэтому в последнее время все чаще предлагаются альтернативные методы водообработки, посредством которых их создатели пытаются придать воде «естественную природную структуру» и разнообразные полезные свойства.

Общие сведения

В популярной литературе периодически появляются сообщения об исследовании структуры воды и ассоциатов общей формулы (Н2О)n, где n = 3–20, способных, по мнению некоторых исследователей, хранить и передавать различную информацию о прошлых воздействиях [1–3]. Одним из первых демонстрировал «информационные свойства» воды имеющий противоречивую репутацию японский естествоиспытатель Масура Эмото, разработавший способ оценки качества воды по микрокристаллическим структурам льда, получаемым при разного рода воздействиях — электромагнитными, акустическими полями и др. [4]. По его утверждениям, при микроскопических исследованиях полученных кристаллов льда на обращенно-фазовом микроскопе были обнаружены различия в кристаллической структуре образцов эталонной и исследуемой воды [5].

Однако традиционная наука** подвергает исследования Масуры Эмото серьезной критике. «Аномальные» свойства воды объясняются особенностями физико-химического строения молекул воды и их способности образовывать циклические ассоциаты (димеры, тримеры, тетрамеры, пентамеры, гексамеры воды и др.) общей формулы (Н2О)n, в которых молекулы связаны ван-дер-ваальсовыми, дипольдипольными и др. электростатическими силами и донорно-акцепторными взаимодействиями с переносом заряда, включая водородную связь [6–8].

Ассоциативность объясняет способность воды изменять структуру и свойства под воздействием электромагнитных, акустических полей, значительных колебаний давления и температуры и различных видов химических загрязнений или во время передвижения воды по трубопроводам. В последнее время были предложены альтернативные безреагентные методы водообработки, основанные на так называемой «витализации» воды, имеющей целью возвращение ей «природной структуры» и свойств. Эти методы базируются на использовании водоворота (турбулентности) с одновременной магнитной обработкой движущегося потока воды внешним постоянным или переменным магнитным полем.

Поэтому аналогичные приборы называются структуризаторами (турбулизаторами). Турбулизаторы представляют собой дополнительные элементы, устанавливаемые внутри труб или теплообменников. Они превращают поток жидкости из «безвихревого» в «вихревой»; их наличие замедляет поток, улучшает скорость передачи тепла и делает нагрев теплообменника равномерным.

Вода, пропускаемая через турбулизатор, закручивается встречными потоками, образуя турбулентные течения, аналогичные природным речным водоворотам. При этом наиболее сильное воздействие оказывает именно комбинированное сочетание турбулентности с магнитным полем. В качестве эффективных структурирующих воздействий описано интенсивное перемешивание воды магнитной мешалкой для формирования кругового вращения — вортекса (в течение 30 секунд), а также пропускание воды через воронку, обеспечивающую вращательное движение по часовой стрелке, с двумя постоянными магнитами, прикрепленными к нижней части воронки и расположенными друг напротив друга противоположными полюсами [9].

Первый способ рекомендован для обработки малых объемов воды, второй — для более значительных; при этом, по информации авторов, максимальный структурирующий эффект достигается минимум через шесть минут после воздействия. Производители этих приборов утверждают, что их прототипом служат природные процессы прохождения потока воды через естественные источники турбулентности.

К выявленным положительным характеристикам этих приборов относятся уменьшение поверхностного напряжения воды; изменение значения рН, сокращение времени водообработки, улучшение вкусовых качеств обрабатываемой воды; более длительные сроки сохранения воды. Отрицательными характеристиками являются не подтвержденные наукой так называемые «энергетические» свойства воды, в том числе «информационный обмен» с некой «эталонной» водой и др. Природу физических процессов при турбулентном движении потока воды в магнитном поле только начинают изучать. Поэтому сообщения о новых альтернативных способах водообработки и внешних воздействиях на структуру воду крайне редки.

Турбулизаторы и структуризаторы воды

Турбулизатор Грандера

В аппаратах этого типа (носят имя В. Грандера) изменение «структуры воды» достигается за счет турбулентности, намагничивания и «бесконтактной передачи информации» обрабатываемой воде. Стандартный турбулизатор этого типа состоит из металлического корпуса из нержавеющей стали 1, входного 7 и выходного 8 патрубков с резьбой, или фланцевым соединением, для подсоединения устройства к стандартной водопроводной трубе (рис. 1). Внутри корпуса располагаются три независимые полости 9, сформированные корпусом 1, первым и вторым внутренними цилиндрами 2 и 3 (внутри цилиндра 3 может быть помещена капсула с «эталонной информационной водой»).

Через центральную полость, в которой расположена создающая турбулентность спираль, проходит вода из подающей водопроводной трубы. Внешняя оболочка прибора обработана магнитным полем. Установка не требует специального обслуживания при эксплуатации, и для ее монтажа нужен только открытый участок водопровода. По информации производителей, обрабатываемая по данной технологии вода обладает всеми качествами природной родниковой воды. Сообщается также о повышении вкусовых качеств, растворяющей способности и увеличении срока хранения обрабатываемой жидкости.

Турбулизатор Мартина

Еще более конструктивно простым является водяной турбулизатор В. Мартина. В 1972 году инженер-строитель В. Мартин разработал небольшую приставку к водопроводу в виде полого металлического цилиндра с внутренней закрученной спиралью-турбулизатором. Приставка встраивается посредством резьбового соединения в водопроводный кран и сообщает проходящей через прибор воде спиральную форму движения. В качестве критериев оценки качества воды применяются сопротивление поверхностного слоя, характеристики ламинарного и турбулентного течения воды, значения рН, вязкости, формы микрокристаллов замороженной воды и др.

Данный турбулизатор рекомендуется для использования в условиях, когда нет возможности производить сложный монтаж других более сложных приборов. Стоимость этого турбулизатора невысока, что позволяет компенсировать единственный недостаток, связанный с необходимостью очищать воду с помощью дополнительных сорбционных фильтров, поскольку оптимальным условием использования этого прибора является наличие чистой воды.

Структуризатор воды EWO

«Структуризаторы» воды EWO разработаны немецким естествоиспытателем А. Грубером, использовавшим в качестве прототипа прибора природные процессы. Целью использования приборов серии EWO, по определению автора, является изменение «негативных информационных структур» в питьевой воде и возвращение ей естественных свойств природной воды. Эти установки турбулизируют и намагничивают водопроводную воду в соответствии с заданными параметрами. Основным элементом установки является интегрируемый турбулизационный элемент, изменяющий физикохимические свойства и структуру обрабатываемого потока воды. По данным разработчика процесс турбулизации также «повышает энергетические свойства воды». Так называемая «интегрированная информационная ампула» содержит в качестве «эталона» чистую родниковую воду и кристаллы кварца.

Турбулизатор Шаубергера

В основу этого турбулизатора был положен принцип естественной турбулентности В. Шаубергера (1885–1958 годы), впервые описавшего вихревой эффект в потоке воды [10]. Особенностью этого аппарата (в дополнение к турбулентности) является, по данным разработчика, имитирование геомагнитного поля Земли с частотой в 7,8 Гц. Одним из практических применений этого метода называется «витализация» напитков и спиртоводочных изделий.

В 2006 году было проведено испытание прибора по обработке разных сортов вина на винодельческом заводе немецкого города Гросхойбах. Согласно некоторым источникам, было показано, что такая обработка вина понижает кислотность напитка и улучшает его вкусовые качества.

Структуризаторы воды Vital Water

Основное предназначение структуризаторов серии Vital Water по данным разработчика — комбинированное воздействие на воду за счет совмещения системы фильтров с «структуризатором воды». Комбинированный прибор состоит из колбы, упорной вставки, постфильтра, сорбента, предфильтра, кольца прижимного, двух резиновых уплотнительных колец, корпуса со встроенной в него резьбовой втулкой и основания. Внутри упорной вставки размещается «структуризатор воды». Водопроводная вода из крана через втулку попадает в емкость для сборника воды, находящуюся в основании. Затем она, поднимаясь вверх, проходит через предфильтр, сорбент, постфильтр, на которых очищается от механохимических примесей и посторонней микрофлоры. Далее вода попадает в вертикальную трубку упорной вставки и движется вниз, обтекая «структуризатор», под действием которого происходит реструктурирование очищенной воды.

Аппараты магнитной обработки воды

Поскольку в приборах этого типа часто используется принцип воздействия постоянным магнитным полем, следует упомянуть и данный вид водообработки. Принцип действия аппаратов магнитной обработки воды основан на комплексном многофакторном воздействии магнитного поля, генерируемого постоянными магнитами или электромагнитами на растворенные в воде гидратированные катионы металлов и структуру гидратов и водных ассоциатов, что в конечном результате сказывается на изменениях структуры воды и гидратированных ионов, физико-химических свойствах и поведении растворенных неорганических солей [11].

При воздействии на воду магнитного поля в ней изменяются скорости химических реакций за счет протекания конкурирующих реакций растворения и осаждения растворенных солей, происходит образование и распад коллоидных комплексов, улучшается электрохимическая коагуляция с последующей седиментацией и кристаллизацией солей. Также имеются данные, указывающие на бактерицидное действие магнитного поля [12]. Эти эффекты в совокупности приводят к изменению плотности обрабатываемой воды, поверхностного натяжения, вязкости, значения рН и физико-химических параметров протекающих в воде процессов, в том числе растворения и кристаллизации растворенных в воде неорганических солей.

В итоге содержащиеся в воде магниевые и кальциевые соли теряют способность формироваться в виде плотного отложения — вместо карбоната кальция СаСО3 образуется более щадящая мелкокристаллическая полиморфная форма СаСО3, по структуре напоминающая арагонит, который или совсем не выделяется из воды, поскольку рост кристаллов останавливается на стадии микрокристаллов, или выделяется в виде тонкодисперсной взвеси, скапливающейся в грязевиках или отстойниках.

Имеются сведения о влиянии магнитной водообработки на уменьшение концентрации в воде кислорода и СО2, что объясняется возникновением метастабильных клатратных структур катионов металлов по типу гексааквакомплекса [Са(Н2О6)] 2+. Магнитная обработка воды широко внедряется во многих отраслях промышленности, сельском хозяйстве и медицине, а также в водообработке для умягчения воды и устранения накипи.

Накипь представляет собой образующиеся на внутренних стенках труб паровых котлов, теплообменников и др. теплообменных аппаратов твердые отложения гидрокарбонатных солей (углекислые соли Са(НСО3)2 и Mg(НСО3)2, которые при нагреве воды разлагаются на СаСО3 и Mg(OH)2 с выделением СО2), сульфатных (CaSO4, MgSO4), хлоридных (MgSO4, MgCl2) и в меньшей мере — силикатных солей кальция, магния и железа. Ускорение процесса кристаллизации накипеобразующих солей в воде при магнитной обработке приводит к значительному уменьшению концентраций растворенных в воде ионов Ca2+ и Mg2+ за счет процесса кристаллизации и уменьшения размеров кристаллов, осаждающихся из нагреваемой воды.

Выпускаемые отечественной промышленностью устройства магнитной обработки воды (табл. 1 и 2) подразделяются на работающие на электромагнитах (соленоид с ферромагнетиком) аппараты магнитной обработки воды (АМО) и использующие постоянные магниты (магнитотвердые ферриты бария и редкоземельные магнитные материалы), гидромагнитные системы (ГМС), магнитные преобразователи (гидромультиполи) (МПВ, MWS, ММТ) и активаторы воды серий АМП, МПАВ, МВС, КЕМА бытового и промышленного назначения.

Они монтируются к трубопроводу эти аппараты с помощью резьбового или фланцевого соединения. ГМС выгодно отличаются от магнитных устройств на основе электромагнитов и магнитотвердых ферритов, поскольку при их эксплуатации отсутствуют проблемы, связанные с потреблением электроэнергии и с ремонтом при электрическом пробое обмоток электромагнита.

Эти аппараты могут быть установлены как в промышленных, так и в бытовых условиях: в магистралях, подающих воду в водопроводные сети, бойлерах, проточных водонагревателях, паровых и водяных котлах, системах водонагрева различного технологического оборудования (компрессорные станции, электрические машины, термическое оборудование и др.). Хотя ГМС рассчитаны на расход воды от 0,08 до 1100 м3/ч и на трубопроводы диаметром 15–325 мм, однако есть опыт создания магнитных аппаратов для ТЭЦ с размерами трубопровода 4000 × 2000 мм. Также в последнее время разработаны аппараты импульсного магнитного поля, распространение которого в пространстве характеризуется частотной модуляцией и импульсами с интервалами в микросекунды, способные генерировать сильные (5–100 Тл) и сверхсильные магнитные поля с индукцией более 100 Тл.

Для этого используются главным образом геликоидальные соленоиды, изготовленные из прочных сплавов стали и бронзы. При получении сверхсильных постоянных магнитных полей с большей индукцией используются сверхпроводящие электромагниты.

Заключение

В России и за рубежом существует множество производителей турбулизаторов (структуризаторов) воды. И хотя в настоящее время доказано воздействие турбулентности и внешнего магнитного поля на изменение физико-химических свойств воды и структуру гидратированных ионов и примесей, широкого практического применения этот метод пока не получил. Использование технологии магнитной обработки движущейся в турбулентном потоке воды обуславливает эффективность конструированных приборов.

Положительные характеристики данного способа водообработки — уменьшение поверхностного напряжения воды, изменение значения рН, сокращение времени водообработки, улучшение вкусовых качеств обрабатываемой воды, более длительные сроки ее сохранения в свежем виде. Справедливую критику вызывает цитирование разработчиками этих приборов таких ненаучных терминов, как «энергетические свойства» воды и «информационный обмен» с некой «эталонной» водой.