Akuaka Manyetik Kireç Önleyici 3 inç

3'' MANYETİK KİREÇ ÖNLEYİCİ

MANYETİK KİREÇ ÖNLEYİCİLERİN BİLİMSEL TEMELLERİ

Manyetik kireç önleme, 1900'lü yılların başlarından beri bilinen ve 1950'li yıllardan sonra ticarî uygulamaya geçen bir sistemdir. 

Manyetik alan; elektronların kendi eksenleri etrafında dönmeleri anlamına gelen spinlerinin, elektrik akımı veya manyetik alanın 

etkisiyle aynı yöne çevrilmesi sonucunda oluşan bir tür elektrik alanıdır.

Spinleri farklı iken dış ortamları etkilemeyen elektronlar, spinleri aynı olduğunda yüksek bir güç meydana getirerek dış ortamı etkilemeye başlarlar. 

Bu tür bir etkiye manyetik etki, manyetik etki gösteren maddelere de mıknatıs denilmektedir. Birçok madde mıknatıslardan ve manyetik alandan etkilenmez. 

Bu gibi maddelere diamanyetik maddeler denir. Bazı maddeler, özellikle de metaller manyetik alandan etkilenir ve kendileri de mıknatıslanarak birer mıknatıs hâline gelir. 

Bu gibi maddelere de paramanyetik maddeler denir.

Su, diamanyetik bir madde olup, manyetik alandan etkilenmez. Bununla birlikte su içerisindeki bileşikler ve elementler manyetik alandan etkilenir. 

Su içerisindeki kireç, manyetik alandan etkilenen bileşiklerden birisidir. Kireç, yani kalsiyum karbonat, manyetik alanın etkisiyle kristal yapı değişikliğine uğrar. 

Kristal yapı değişikliği ile kalsit kristalleri aragonit kristallerine dönüşür ve tesisat ve cihazlarda kireç tabakası oluşumu görülmez.

Manyetik alanın su içerisinde yer alan kireç üzerindeki söz konusu etkisinin keşfedilmesi ile 1950'li yıllardan itibaren manyetik kireç önleme cihazları üretilerek piyasaya verilmeye başlanmıştır.

Bilim adamları, geçmişten günümüze kadar manyetik alanın kireç oluşumunu önlemeye yönelik etkisini araştırmışlar ve dayandığı bilimsel temelleri ortaya koymaya çalışmışlardır. 

Bu bölümde, konu ile ilgili önemli bazı bilimsel çalışmalara yer verilmiştir.

Kireç oluşumunu önlemek amacıyla çok değişik yöntemler geliştirilmiş olup,

manyetik kireç önleme de bu yöntemlerden birisidir

Manyetik kireç önleme,

uzun yıllardan beri bilinen ve uygulanan bir yöntemdir.

Manyetik kireç önleme, manyetik alanın su içerisindeki kirecin kristal yapısını değiştirmesine dayanır.

Manyetik alanın bu özelliğinden yararlanmak üzere manyetik kireç önleyici cihazlar geliştirilmiştir.

Manyetik kireç önleyici cihazlar ile ilgili ilk ciddi bilimsel araştırmaları bir Alman  asıllı Amerikalı fizikçi olan

Klaus J. Kronenberg yapmıştır.

Klaus J. Kronnberg,

yaptığı araştırmalarda, manyetik alana maruz kalan suyun manyetik alan dışında da manyetik etkiyi muhafaza ettiğini ortaya koymuştur.

Kronenberg'den sonra da araştırmacılar manyetik alanın

su ve sudaki kireç üzerine etkilerini araştırmaya devam etmişler ve olayın bilimsel temellerini büyük ölçüde ortaya koymuşlardır. Bununla birlikte,

bu hususta aydınlatılması gereken birçok noktalar vardır.

Yanda yer alan makalenin tamamı “IEEE Transactions on Magnetics” adlı süreli yayının

“Vol. Mag-21, No: 5 September 1985” sayısında yer almaktadır

Normal, yani manyetik alana tabi tutulmamış olan suda, kristal oluşumu için çekirdek oluşum merkezleri bulunmaz.

Bu sebeple, doygunluk sınırından sonra sudaki mineraller dendritik kristal yapıda çökelmeye başlar.

Bunun sonucu olarak,çekirdek oluşumunun başladığı merkezlere sıkı sıkıya bağlı, kalın kristaller oluşur.

Bu araştırma kapsamında su, manyetik alana maruz bırakıldığında, suda ağırlıklı olarak bulunan kalsiyum karbonatın farklı kristal yapıları ortaya çıkmıştır.

Manyetik alana maruz bırakılan su, manyetik etkiyi muhafaza ederek mevcut kireci de çözmüştür

MANYETİK ALANIN HAREKET EDEN SUYAETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK GÖSTERİLMESİ

Özet;

Bu araştırmada, manyetik alanın su üzerindeki gözlemlenebilir etkileri araştırılmıştır. Manyetik alana maruz bırakıldığında, suda mevcut minerallerin kristal yapıları, 

üzerinde çökeldiği malzemeye bağımlı olan dendritik yapıdan disk şeklindeki münferit kristallere dönüşmüştür. Üzerinde çökelinen malzemeye bağımlı kristallerinin azalma miktarı, 

manyetik alanın etkisinin nitel bir ölçüsü olarak kullanılabilir.

Bu sonuçlardan yola çıkılarak, manyetik alanın zaman dizisi ile su komplekslerinin iç titreşim frekansları arasındaki rezonansın bazı komplekslerin parçalanmasına yol açtığı kabul edilmiştir. 

Sudaki bu değişimin bir sonucu olarak, su ile sarılmış bulunan yabancı parçacıklar serbest kalmış ve disk şeklindeki kireç kristallerinin oluşumu için çekirdek oluşturmuşlardır.

500 ppm toplam çözünmüş madde içeren ve manyetik alana maruz bırakılmamış 50 µL

şebeke suyu bir cam plaka üzerinde buharlaştırıldığında, 500 prizmatik kristalden oluşan bir halka oluşmuştur. Söz konusu halkada yer alan kristallerin çok azı dentritik yapıdadır.

Buna karşın,

manyetik alana maruz bırakılmış aynı miktar su cam plaka üzerinde buharlaştırıldığında dairesel disk şeklinde kristaller oluşmuştur.

Söz konusu kristallersu damlasının çevresi boyunca değil, bütün hacmine dağılmış

bir şekilde oluşmuştur.

Yanda ilk sayfası verilen makalenin tamamına aşağıda yer alan internet adresinden ulaşılabilir.

ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/ 246246/92190/1/51.pdf

Bu araştırma kapsamında, manyetik alanınkristal gelişim hızları üzerine etkisi, kristal gelişiminin gerçekleştiği akışkan yatağa yerleştirilen düşük ve yüksek güçteki

mıknatıslarla sabit bileşim tekniği kullanılarak araştırılmıştır.

Kalsit kristalinin gelişim hızları değişik doygunluk, pH ve iyonik kuvvet

seviyelerinde ölçülmüştür

Manyetik alandakalsit kristalinin gelişim hızı düşmüş ve manyetik alanın kristal gelişim hızını düşürme oranının manyetik alan ne kadar büyük ise o kadar büyük olduğu görülmüştür.

Özellikle, düşük doygunluk,

pH ve iyonik kuvvet seviyelerinde bile kristal gelişim hızlarında

büyük düşüşler gözlenmiştir.

SABİT MIKNATISLARLA OLUŞTURULAN MANYETİK ALANIN CACO3'IN KRİSTAL YAPISI ÜZERİNE ETKİLERİ

Özet;

Bu çalışmada, manyetik alanın akışkan yatakta askıda tutulan kalsit kristalinin gelişimi üzerine etkileri, farklı manyetik güce sahip sabit mıknatıslar kullanılarak araştırılmıştır.

Mıknatıslar, kristal gelişiminin gerçekleştiği akışkan yatağa yerleştirilmiştir. Kristal gelişme hızları, sabit bileşim yöntemi kullanılarak farklı doygunluk (?), pH ve iyonik kuvvet (I) seviyelerinde ölçülmüştür. 

Manyetik alanda kalsit kristalinin gelişme hızı, manyetik alan yok iken kalsit kristalinin gelişme hızından daha düşük olarak ölçülmüş olup, manyetik akı yoğunluğu ne kadar yüksek ise, 

kristal gelişmesi de daha düşük olarak gerçekleşmiştir.

Bu çalışmada ayrıca, manyetik alanının CaCO3'ın kristal yapısı üzerine etkileri de araştırılmıştır. Kristal yüzdesinin, manyetik alana maruz bırakılma süresine bağlı olduğu görülmüştür. 

Doygun çözeltinin 48 saat süreyle manyetik alana tâbi tutulmasından sonra pH'sının değiştirilmesi sonucu meydana gelen çökelek karışımının aragonit kristali ağırlıklı olduğu tespit edilmiştir.

Bağıl doygunluk seviyesi ?=0,5 iken, en güçlü mıknatıs kullanıldığında kalsit gelişim hızındaki düşüş, manyetik alanın büyüklüğü ile doğru orantılı olarak gerçekleşmiştir.

Mıknatısların, aşı kristalleri hariç, sadece çözeltiye manyetik alan uygulamak üzere kullanılması durumunda belirli bir süre manyetik alanın etkisi gözlemlenememiştir.

Manyetik alanın

kalsiyum karbonatın kristal yapısı üzerine etkisi dikkate alındığında, çözeltinin manyetik alana maruz bırakılması sonucunda oluşan çökeleğin büyük oranda aragonit kristallerinden meydana

geldiği görülmüştür.

Yanda ilk sayfası verilen makalenin tamamına aşağıda yer alan internet adresinden ulaşılabilir.

ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/ 246246/92190/1/51.pdf

Manyetik alanın kalsit kristalinin gelişimini önleme etkisi,

düşük pH ve doygunluk oranlarında ve eşit olmayan

Ca+2 ve CO -2 aktifliklerinde, ticari bir kireç önleyici cihaz kullanılarak teyid edilmiştir.

Manyetik alanın sularda kireç oluşumunu önlemesini açıklamak üzere farklı mekanizmalar geliştirilmiştir.

Araştırmacılar,

manyetik alan varken ortamda çekirdek halindeki kristallerin sayısının arttığını bulmuşlardır.

Çekirdek oluşum hızının artması, boru çeperlerine yapışma yerine suda askıda kalan çok sayıda

küçük parçacıklar meydana gelmesine sebep olduğu için kireç oluşumunu düşürmektedir

SABİT BİLEŞİM ORTAMINDA MANYETİK ALANIN KALSİT KRİSTAL GELİŞİM HIZI ÜZERİNE ETKİLERİ

Özet;

Bu araştırmada sabit bileşim ortamında kalsit kristalinin gelişim hızı, manyetik alan oluşturularak ölçülmüştür. Diğer bileşenler sabit tutularak, 

manyetik alanın pH, bağıl doygunluk oranı (?), iyonik kuvvet (I), Ca+2/CO -2  iyonik aktiflik oranı (R) ve doğrusal akış hızı (v) gibi çözelti değişkenleri ile değişimi araştırılmıştır.

Bu araştırma sonucunda, manyetik alanın, düşük pH değerleri ve bağıl doygunluk oranlarında kalsit kristali gelişim hızını tamamen düşürdüğü görülmüştür. 

Aksine, yüksek pH değerleri ve bağıl doygunluk oranlarında kalsit kristali gelişim hızı artmıştır. Sürpriz olan ise, 1'e eşit olduğu durum hariç, 

manyetik alanın kalsiyum karbonat (CaCO3) gelişim hızı üzerindeki durdurucu etkisinin bütün iyon aktiflik oranlarında görülmesi olmuştur.

Bu çalışma sonucu elde edilen sonuçlar, manyetik kireç önleyici cihazların işlevlerini anlamada referans olarak kullanılabilir.

Belirli şartlarda kalsit gelişim hizi tamamen durmuştur.

Bununla birlikte manyetik alan; yüksek pH, doygunluk oranı ve eşit Ca+2 ve CO3-2 aktifliklerinde

sadece kalsitin kristal gelişim hızını düşürememekle kalmayıp

pH > 10 ve ? > 1,4'tekalsit kristali gelişim hızının yükselmesine sebep olmuştur.

Çözeltinin iyonik kuvvetinin ve doğrusal hızının manyetik etki üzerinde

olumsuz etkisi olmadığı görülmüştür.

Bu çalıma kapsamında her iki değişkenin değişik değerlerinde manyetik alan

kalsit gelişim hızını düşürmüştür.

Yanda ilk sayfası verilen makalenin tamamına aşağıda yer alan

internet adresinden ulaşılabilir.

energy.bjut.edu.cn/client.../..%5Cclient_c%5 Clunwen%5C2005_51.pdf

Bu çalışma kapsamında, kireç oluşumunukontrol eden mekanizmaları ortaya koymak

amacıyla kalsiyum karbonatın tesisat yüzeylerinde birikimi ile ilgili denetler gerçekleştirilmiştir.

Sonuçlar, birikim hızını farklı iyon derişimlerinde farklı mekanizmaların

kontrol ettiğini göstermektedir.

Düşük iyon derişimlerinde birikim hızını kimyasal tepkimelerin kontrol ettiği görülmüştür.

Kireç oluşum şekli,akış hızı ve yığın sıcaklığının birikim hızı  üzerine herhangi bir etkisinin olmadığını göstermektedir.

DOYGUNLUK SICAKLIĞININ ALTINDA KAYNAMA ŞARTLARINDA KALSİYUM KARBONATIN KİREÇTAŞI OLUŞTURMA MEKANİZMASI

Özet;

Sanayi tesislerinde ısı aktarım yüzeylerinde sık görülen kabuk (kireç) oluşumlarının genellikle 

çözünürlüğü sıcaklıkla azalan kalsiyum karbonattan oluştuğu görülmektedir.

Bu araştırmada, kabuk oluşumu kontrol mekanizmaları ve oluşan kabuğun kristal yapısı incelenmiş ve farklı sıcaklıklarında, 

akış hızlarında ve iyon derişimlerinde deneyler gerçekleştirilmiş ve kabuk oluşturma hızının deney parametrelerinin değer 

aralığında iyon derişimine bağlı olarak, farlı mekanizmalar tarafından kontrol edildiği görülmüştür. Yüksek iyon derişimlerinde 

kabuk oluşturma hızı, sıcaklığa bağlı olarak doğrusal bir şekilde artmakta ve akım hızının kabuk oluşturma hızına etkisi 

oldukça fazla olduğundan, kütle aktarımının kabuk (kireçtaşı) oluşturma işlemini kontrol ettiği düşünülmektedir. 

Düşük iyon derişimlerinde ise, kabuk oluşturma hızı, yüzey sıcaklığına bağlı olarak üssel bir şekilde artmakta 

ve iki tip kalsiyum karbonat kristali (kalsit ve aragonit) oluşmaktadır.

Sıcaklık ve iyon derişimi ne kadar düşük ise kabuk oluşum süresi o kadar uzamakta ve çökelen kireçtaşı miktarı o kadar artmaktadır.