Как магнитное поле влияет на увеличение тока

Влияние магнитного поля на вольт-амперную характеристику вакуумного дугового разряда Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Духопельников Д.В., Кириллов Д.В.

В работе изучалось влияние магнитного поля на вольт-амперные характеристики вакуумных дуговых испарителей. Исследовались вакуумные дуговые испарители с двумя схемами фиксации катодного пятна на поверхности катода: с расходящимся осесимметричным и арочным магнитным полем. Показано, что магнитное поле существенно влияет на характер вольт-амперной характеристики в обоих схемах. Напряжение разряда при одинаковой величине магнитной индукции и токе разряда существенно выше при арочном магнитном поле , чем при расходящемся магнитном поле . При увеличении индукции магнитного поля возрастающая вольт-амперная характеристика становится падающей. Показано, что данное явление в полностью ионизованной плазме вакуумного дугового разряда объясняется обратной пропорциональностью параметра Холла от ее концентрации.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Духопельников Д.В., Кириллов Д.В.

Динамика движения катодных пятен по поверхности катода в поперечном магнитном поле
Исследование профиля выработки катода дугового испарителя с арочным магнитным полем
Источник псевдоленточных пучков ионов металлов

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КАПЕЛЬНОЙ ФАЗЫ В ПОКРЫТИЯХ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ВАКУУМНО-ДУГОВОГО ОСАЖДЕНИЯ НА УСТАНОВКАХ ТИПА ННВ И PLATIT π80

Измерение индукции магнитного поля и моделирование холловского тока в разряде магнетронной распылительной системы

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Влияние магнитного поля на вольт-амперную характеристику вакуумного дугового разряда»

Наука к Образование

МГТУ им. Н.Э. Баумана

Сетевое научное издание

Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. № 11. С. 124-135.

Представлена в редакцию: Исправлена:

© МГТУ им. Н.Э. Баумана

Влияние магнитного поля на вольт-амперную характеристику вакуумного дугового разряда

Духопельников Д. В. , Кириллов Д. В

kuTÜovdv@bmbtuju :МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

В работе изучалось влияние магнитного поля на вольт-амперные характеристики вакуумных дуговых испарителей. Исследовались вакуумные дуговые испарители с двумя схемами фиксации катодного пятна на поверхности катода: с расходящимся осесимметричным и арочным магнитным полем. Показано, что магнитное поле существенно влияет на характер вольт-амперной характеристики в обоих схемах. Напряжение разряда при одинаковой величине магнитной индукции и токе разряда существенно выше при арочном магнитном поле, чем при расходящемся магнитном поле. При увеличении индукции магнитного поля возрастающая вольт-амперная характеристика становится падающей. Показано, что данное явление в полностью ионизованной плазме вакуумного дугового разряда объясняется обратной пропорциональностью параметра Холла от ее концентрации.

Ключевые слова: вакуумная дуга, магнитное поле, напряжение, вольт-амперная характеристика, плазма

Технология вакуумного дугового испарения, разработанная в 70-х годах в СССР, в настоящее время широко применяется в машиностроении для осаждения различных функциональных покрытий [1, 2, 3]. В современных дуговых испарителях стабилизация разряда и положения катодной привязки (катодного пятна) осуществляется магнитным полем. Используют две схемы магнитных систем: с расходящимся осесимметричным магнитным полем и с арочным магнитным полем [4].

Ранее предпочтение оказывалось системе с расходящимся осесимметричным магнитным полем [5, 6], которая применялась в установках ННВ-6, Булат-3Т, Булат-6, БИ-ПУСК, ПК-200.

Арочное магнитное поле впервые было предложено в работе [7] и используется в дуговых испарителях установок типа NanoArcMaster (Россия, ЦНИИТМАШ-МГТУ им. Н.Э. Баумана) [8], Platit (Швейцария), Ionbond (Швейцария), Oerlikon Balzers (Лихтенштейн).

Поскольку плазма вакуумного дугового разряда практически полностью ионизована, даже слабые магнитные поля (на уровне 0,2 мТл) оказывают существенное влияние на вольт-амперные характеристики разряда. Так, в работе [9] исследованы вольт-амперные

характеристики дугового разряда с током от 100 А до 10 кА между двумя плоскими электродами из различных материалов в осевом магнитном поле величиной до 0,2 Тл. Влияние осевого магнитного поля на напряжение дугового разряда рассмотрено в работе [10]. В монографии [11] приведены исследования дугового разряда дугового испарителя с расходящимся магнитным полем. К сожалению, при обилии материалов по вакуумному дуговому разряду, недостаточно сведений о влиянии величины индукции и формы магнитного поля на вольт-амперные характеристики разряда промышленных дуговых испарителей.

В данной работе проведены исследования влияния магнитного поля на вольт-амперные характеристики (ВАХ) дуговых испарителей с титановым катодом, имеющих расходящееся осесимметричное и арочное магнитное поле. Показано, что магнитное поле существенно влияет на характер ВАХ, меняя её с возрастающей на падающую. При этом увеличение индукции арочного магнитного поля приводит к значительно более высоким значениям напряжения разряда, чем в расходящемся магнитном поле.

Исследовались два вакуумных дуговых испарителя с расходящимся осесимметричным магнитным полем [5] и с арочным магнитным полем [12]. Материалом катодов в обоих случаях был титан ВТ1-0. Магнитное поле в дуговых испарителях создавалось с помощью одной или двух магнитных катушек соответственно. Величина индукции магнитного поля для конструкций с осесимметричным и арочным магнитным полем регулировалась с помощью источников тока и могла достигать значений 20 мТл в области движения катодных пятен. Контроль и измерение значений индукции магнитного поля проводился с помощью измерителя индукции магнитного поля AlphaLAb Inc. GM-2 ST. Измерение индукции расходящегося магнитного поля проводилось в центре катода, арочного — в центре арки магнитного поля (рис. 1). Расстояние от поверхности катода составило 1 мм вследствие габаритов щупа теслометра.

1 — катод; 2 — магнитная система; 3 — место измерения магнитной индукции

Рис. 1. Топография магнитных силовых линий дугового испарителя с расходящимся магнитным полем и

арочным магнитным полем

Расчёт топографии магнитных полей производился методом конечных элементов в программной среде Infolytica MagNet v. 7.1.1. При расходящейся конфигурации касательная составляющая магнитного поля, которая обычно значительно меньше, чем нормальная, заставляет катодную привязку смещаться к периферии катода, увеличивая зону выработки. Величина нормальной составляющей не влияет на движение катодной привязки. При арочной конфигурации катодная привязка движется в центре арки, образованной линиями магнитного поля. Нормальная составляющая в центре арки равна нулю, касательная составляющая максимальна, что значительно увеличивает скорость движения катодных пятен.

Напряжения дугового разряда регистрировалось с помощью цифрового мультиметра Tektronix DMM4050. Величина напряжения имеет большие флуктуации относительно номинала. Для снижения погрешности использовалась аппаратная функция усреднения величины по 15 измерениям. Ток разряда задавался непосредственно на сварочном выпрямителе (отклонение тока от номинального значения не более 5 %).

Работы проводились на установке с цилиндрической вакуумной камерой диаметром 700 мм и длиной 700 мм, оснащённой насосами Oerlikon Leybold Trivac D65B и Oerlikon Leybold Turbovac TW 2401. Напуск газа (аргон) осуществлялся регулятором расхода MKS Instr. 2179A и контроллером MKS Instr. 647C. В качестве источника питания дуговых испарителей использовался инверторный сварочный выпрямитель EWM Tetrix 230 AC/DC с блоком согласования и инициации разряда, разработанным в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Измерение ВАХ проводилось при токе дугового разряда от 80 до 140 А, магнитное поле в обоих случаях изменялось от 0 до 20 мТл. Остаточное давление в вакуумной камере составляло не более 1-10″ Па, рабочее давление аргона во время измерений составляло 1,6-10″ Па.

На рис. 2 показаны ВАХ разряда при различных значениях индукции магнитного поля для двух описанных конфигураций магнитного поля. При отсутствии магнитного поля и при малых значениях индукции магнитного поля ВАХ разряда является возрастающей. При дальнейшем увеличении индукции магнитного поля ВАХ разряда становится падающей. Переход ВАХ от растущей к падающей происходит при значениях магнитного поля 4,4 мТл и 6,5 мТл для расходящегося и для арочного магнитного поля соответственно.

На рис. 3 показаны полученные зависимости напряжения разряда от индукции магнитного поля при постоянных токах разряда. Магнитное поле существенно влияет на напряжение вакуумного дугового разряда. Напряжение при фиксированном разрядном токе линейно возрастает при увеличении индукции магнитного поля от 0 до 20 мТл. Рост напряжения разряда при арочном магнитном поле больше, чем при расходящейся конфигурации: для расходящегося магнитного поля увеличение индукции поля от 0 до 20 мТл вызывает увеличение напряжения с 18,5 В до 24,3 В, в то время как в арочном

магнитном поле увеличение магнитного поля от 0 до 20 мТл вызывает увеличение напряжения с 18,5 В до 37 В.

а) расходящееся магнитное поле; б) арочное магнитное поле Рис. 2. Вольт-амперные характеристики вакуумного дугового разряда

Повышение напряжения разряда при арочном магнитном поле до 37 В вызывало нестабильную работу и гашение дугового разряда, что связано с характеристиками источника питания.

а) осесимметричное расходящееся магнитное поле; б) арочное магнитное поле

Рис. 3. Зависимость напряжения разряда от индукции магнитного поля на поверхности катода при

различных токах разряда

Напряжение дугового разряда складывается из катодного падения, анодного падения и напряжения на положительном столбе [13]. Толщина катодного слоя в рассматриваемом разряде много меньше длины свободного пробега и высоты циклоиды для электронов и ионов. Поэтому умеренные магнитные поля не должны изменять величину катодного падения. В исследуемом разряде в области анода магнитные поля практически отсутствуют, и их влиянием на анодное падение можно пренебречь. Рассмотрим влияние магнитного поля на проводимость положительного столба исследуемого дугового разряда.

Особенность вакуумно-дугового разряда с интегрально холодным катодом является практически полностью ионизованная металлическая плазма, заполняющая разрядный промежуток [14]. В такой плазме преобладающими являются кулоновские столкновения электрон-ион. При этом проводимость плазмы а0 определяется, в основном, её температурой и не зависит от ее концентрации [15]. В этом случае ВАХ положительного столба должна быть линейной и возрастающей, что наблюдается в эксперименте при отсутствии магнитного поля.

В присутствии арочного магнитного поля распространение плазмы идёт в основном поперёк линий магнитного поля, так как перпендикулярная катоду составляющая магнитного поля в центре арки равно нулю. В этом случае проводимость плазмы снижается, и в случае электронной проводимости определяется параметром Холла для электронов Д:

а = ао = ао 1 1 + В2 1 + а2т2 пл

где — циклотронная частота электрона, те — среднее время между соударениями электронов.

Рассмотрим разряд с арочным магнитным полем в прикатодной области. Разобьем положительный столб на два последовательных участка: участок в прикатодной области с магнитным полем длиной Ьк и участок в прианодной области без магнитного поля длиной Ьа. Будем считать, что площадь поперечного сечения положительного столба, плотность тока и напряженность электрического поля на этих участках соответственно равны £к, ^а, 7к, 7а, Ек, Еа. Тогда для напряжения на положительном столбе и и тока разряда I можно записать:

и = ЕЬ + ЕЬ = 7кЬ + =—!—Ь + -^—Ь = (~Ьк + -Ь-)1

к к а а к ^о к 0 а V 0 о^

а1 а0 \а1 Ла°0 \а1 Ла°0

Подставляем в (2) выражение (3) и получаем:

Выражения для циклотронной частоты и среднего времени между соударениями электронов имеют соответственно вид:

где е и те — заряд и масса электрона соответственно, В — величина индукции магнитного поля, пе — концентрация плазмы, ае[ — сечение кулоновских столкновений электрон-ион, ие — скорость электрона.

Запишем зависимость (3) с учетом (4):

Плазма в столбе вакуумно-дугового разряда практически полностью ионизована, и

разряд горит в парах материала катода. Скорость генерации паров определяется

коэффициентом эрозии к и током разряда I:

й (6) При умеренных значениях индукции магнитного поля, когда оно не оказывает влияния на движение ионной компоненты, а параметр Холла для электронов невелик, концентрация плазмы около катода будет определяться коэффициентом амбиполярной диффузии Па, который близок к коэффициенту диффузии ионной компоненты. При этом количество ионов йЫ/й выходящих из катодного пятна в разрядный промежуток должно соответствовать количеству ионов уходящих от катода вследствие распада плазмы со скоростью диффузии:

где ne- концентрация плазмы, S- площадь столба дуги.

Тогда, при массе атома металла катода M и с учетом (6):

В случае плоской геометрии источника плазмы для стационарного случая решением уравнения диффузии является линейная функция [15], и градиент концентрации будет определяться отношением Vn = ne / L, где ne — концентрация плазмы около катода, L —

длина разрядного промежутка. Таким образом, концентрация плазмы около катода ne будет определяться током разряда:

где К — некоторая константа.

Подставив (9) в (5) можно получить выражение для зависимости напряжения разряда от тока:

Магнитное поле электрического тока

Магнитное поле электрического тока — это магнитное поле, возникающее вокруг проводника, по которому протекает электрический ток. Это явление было открыто Ампером в 1820 году и является одним из фундаментальных принципов электромагнетизма.

При прохождении электрического тока через проводник вокруг него создается магнитное поле, которое может быть представлено в виде магнитных линий поля. Направление этих линий зависит от направления тока и может быть определено с помощью правила буравчика (правого винта): если правая рука помещается так, чтобы пальцы указывали в направлении тока, то большой палец будет указывать на направление магнитного поля.

Магнитное поле — это то, что возникает вокруг источников электрического тока, а также вокруг постоянных магнитов. В космосе магнитное поле представляется как совокупность сил, способных воздействовать на намагниченные тела.

Магнитное поле формируется только вокруг электрических зарядов, находящихся в движении. Вот почему магнитное и электрическое поля являются интегральными и вместе образуют электромагнитное поле. Компоненты магнитного поля взаимосвязаны и взаимодействуют, изменяя свои свойства.

Магнитное поле электрического тока обладает несколькими характеристиками:

• Магнитное поле распространяется от проводника в виде замкнутых кривых линий, называемых силовыми линиями. Чем ближе линии друг к другу, тем сильнее магнитное поле.
• Направление силовых линий определяется правилом правого винта. Они образуют замкнутые петли вокруг проводника.
• Интенсивность магнитного поля зависит от величины тока, протекающего через проводник. Чем больше ток, тем сильнее магнитное поле.

Магнитное поле электрического тока имеет широкий спектр применений, включая электромагниты, электрические двигатели, трансформаторы, генераторы и другие устройства, основанные на электромагнитных принципах. Оно также является основой для электромагнитной индукции и электромагнитных волн, что имеет важное значение в области коммуникаций и электромагнитной техники.

Какие физические законы и уравнения описывают магнитное поле электрического тока?

Магнитное поле электрического тока описывается несколькими физическими законами и уравнениями. Вот некоторые из них:

• Закон Био-Савара: Этот закон описывает магнитное поле, создаваемое элементом тока. Он гласит, что магнитное поле пропорционально величине тока, длине элемента тока и синусу угла между элементом тока и точкой, в которой измеряется поле.
• Закон Ампера: Закон Ампера устанавливает, что магнитное поле вокруг проводника с током пропорционально величине тока в проводнике и обратно пропорционально расстоянию до проводника.
• Правило Ленца: Правило Ленца описывает электромагнитную индукцию, которая возникает при изменении магнитного поля. Он гласит, что электромагнитная индукция всегда направлена так, чтобы противодействовать изменению магнитного поля, которое ее вызывает.
• Уравнения Максвелла для магнитного поля: Уравнения Максвелла связывают магнитное поле с электрическим током и электрическим полем. Они утверждают, что изменение магнитного поля во времени создает электрическое поле, а замкнутый электрический ток порождает магнитное поле.

Эти законы и уравнения позволяют описывать и предсказывать поведение магнитного поля электрического тока и его взаимодействие с другими физическими явлениями.

Как величина тока влияет на интенсивность магнитного поля?

Величина тока напрямую влияет на интенсивность магнитного поля, которое создается вокруг проводника, по которому протекает ток. Чем больше ток, тем сильнее будет магнитное поле. Если величина тока увеличивается, то и магнитное поле становится более интенсивным. Аналогично, если ток уменьшается, то и интенсивность магнитного поля будет слабее.

Магнитное поле возникает вокруг проводника в виде концентрических круговых линий, и чем сильнее ток, тем больше будет область, охватываемая этим магнитным полем.

Как изменяется магнитное поле при изменении формы проводника или его ориентации?

Изменение формы проводника или его ориентации может привести к изменению магнитного поля. Когда форма проводника меняется, например, от прямой линии к изгибу или круговой петле, магнитное поле вокруг проводника также изменяется. Изменение формы может привести к изменению направления и распределения магнитных полей вокруг проводника.

Также, изменение ориентации проводника может повлиять на магнитное поле. Если проводник поворачивается или переворачивается, направление магнитного поля, создаваемого током в проводнике, также изменится. Магнитное поле будет перераспределяться в соответствии с новой ориентацией проводника.

В целом, изменение формы проводника или его ориентации приводит к изменению распределения магнитного поля вокруг него, и эти изменения могут быть важными при рассмотрении взаимодействия проводника с другими магнитными или электрическими системами.

Какие материалы могут взаимодействовать с магнитным полем электрического тока?

Магнитное поле электрического тока может взаимодействовать с различными материалами в зависимости от их магнитных свойств. Вот несколько примеров:

• Магнитное поле взаимодействует с магнитными материалами, такими как железо, никель, кобальт и их сплавы. Эти материалы обладают свойством ферромагнетизма, что означает, что они могут притягиваться или отталкиваться магнитным полем и иметь возможность стать намагниченными.
• Некоторые материалы, такие как алюминий, медь и платина, обладают слабым парамагнетизмом. Они немного реагируют на магнитное поле, но их влияние на магнитное поле незначительно.
• Материалы, такие как вода, стекло, дерево и многие органические соединения, обладают свойством диамагнетизма. Они слабо отталкиваются от магнитного поля и не намагничиваются.
• Суперпроводники при определенных условиях могут полностью исключать магнитное поле из своего внутреннего объема. Это явление называется эффектом Мейсснера и проявляется при очень низких температурах.

Все эти материалы реагируют на магнитное поле электрического тока, но характер и сила взаимодействия зависят от их магнитных свойств.

Как магнитное поле электрического тока связано с другими физическими явлениями, такими как электромагнитная индукция и электромагнитные волны?

Магнитное поле электрического тока тесно связано с другими физическими явлениями, такими как электромагнитная индукция и электромагнитные волны.

Изменение магнитного поля в пространстве, вызванное изменением тока в проводнике, порождает электромагнитную индукцию. Это означает, что при изменении тока в проводнике возникает электрическое поле, которое может индуцировать электрический ток в соседних проводниках или вызывать электрические эффекты в окружающей среде. Примером электромагнитной индукции является принцип работы электромагнитных генераторов и трансформаторов.

Переменное магнитное поле, создаваемое переменным током, взаимодействует с переменным электрическим полем, образуя электромагнитные волны. Эти волны являются основой электромагнитного излучения и распространяются в пространстве в виде электрического и магнитного поля, перпендикулярных друг другу и перпендикулярных направлению распространения волны.

Примером электромагнитных волн являются радиоволны, световые волны и рентгеновские лучи.

Электромагнитная индукция и электромагнитное поле

Как магнитное поле электрического тока влияет на окружающую среду?

Магнитное поле электрического тока может оказывать влияние на окружающую среду в различных аспектах.

Высокие уровни магнитного поля могут влиять на здоровье человека. Длительное воздействие сильных магнитных полей может вызывать различные физиологические изменения, такие как повышенное возбуждение нервной системы, изменения сердечного ритма и другие неблагоприятные эффекты. Важно контролировать уровни магнитных полей, особенно вблизи силовых линий или при работе с мощными электротехническими устройствами.

Сильные магнитные поля могут влиять на работу электронных устройств и оборудования. Они могут создавать электромагнитные помехи, приводить к искажениям сигналов и повреждать чувствительные компоненты. Поэтому в некоторых случаях требуется защита от внешних магнитных полей, особенно при работе с чувствительной электроникой или научными приборами.

Магнитное поле электрического тока также может влиять на живые организмы и окружающую среду. Например, сильные магнитные поля могут воздействовать на ориентацию и миграцию некоторых животных и птиц, использующих магнитные поля Земли для навигации. Исследования также показывают, что некоторые растения могут реагировать на магнитные поля и изменять свой рост и развитие.

В некоторых промышленных процессах магнитное поле электрического тока может использоваться для манипулирования материалами или проводить различные процессы, такие как электроосаждение покрытий или электромагнитная сепарация. В таких случаях магнитное поле может быть целенаправленно применено для получения определенных результатов в производственных целях.

Как можно измерить магнитное поле электрического тока и какие приборы используются для этой цели?

Для измерения магнитного поля электрического тока существует несколько методов и различные приборы. Вот некоторые из них:

• Гальванометр — это прибор, основанный на электромагнитном взаимодействии, который может измерять силу тока посредством отклонения иглы или зеркальца. Гальванометры часто используются для измерения слабых магнитных полей, таких как магнитные поля в проводниках или электромагнитных устройствах.
• Тесламетр — это прибор, который используется для прямого измерения магнитной индукции или магнитной плотности магнитного поля. Он может быть основан на различных принципах, таких как Холловский эффект, эффект Лоренца и другие. Тесламетры широко применяются в научных и инженерных исследованиях, а также в промышленных приложениях.
• Феррозонд — это прибор, использующийся для измерения магнитной индукции или магнитной плотности. Он состоит из магнитночувствительной среды (например, феррита) и обмотки, которая создает магнитное поле. Изменение магнитной индукции в окружающей среде приводит к изменению характеристик феррозонда, которые можно измерить и использовать для определения магнитного поля.
• Датчики Холла основаны на эффекте Холла — явлении, при котором электрическое напряжение возникает в поперечном направлении к току и магнитному полю в проводнике. Датчики Холла могут измерять магнитное поле и позволяют получать цифровые данные о его величине и направлении.
• Магнитометры — это устройства, предназначенные для измерения магнитной индукции или магнитного поля. Они могут быть основаны на различных принципах, таких как суперпроводящие квантовые интерферометры, намагниченные иглы, магнитные датчики и другие.

Измерение магнитного поля:

Таким образом, магнитное поле электрического тока является фундаментальным элементом в формировании электромагнитных явлений и взаимодействия с окружающей средой. Это позволяет использовать электромагнитные принципы в различных технологиях, включая электрическую энергетику, связь, радио, оптику, медицину и многие другие области.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Немного об истории вопроса

Достоверно известно, что Магнитная Обработка воды (МО) применялась уже в первые де­сятилетия двадцатого века для предотвращения образования накипи на нагревательных эле­ментах паровых машин, для воздействия на образование кристаллов в пересыщенных рас­творах. Первые опубликованные сообщения и патенты относятся именно к этому периоду.

Простота процедуры, состоящей в том, что поток жидкости протекает через зазор между полюсами магнита или через соленоид, питаемый электрическим током, стимулировала про­ведение экспериментальных работ на широком круге объектов. Поэтому в последующие годы МО применялась не только для водных растворов солей, но и для нефти, моторных то­плив, растворов полимеров, цементных и буровых растворов, семян растений, крови и т.д. Путем применения МО устраняли засоление почв даже при их поливе водой с высоким со­держанием солей, предотвращали отложения минералов и органических веществ при добыче и транспортировке воды и нефти, достигали значительного снижения вязкости цементных растворов и т.д. Широкое применение МО нашла в медицине для улучшения состояния кро­веносных сосудов, очистки крови от отравляющих веществ, понижения кровяного давления.

Однако уже в первые годы было отмечено, что эффекты не всегда повторяются даже для внешне сходных объектов и процессов. Удивлял и сам факт действия применяющихся маг­нитных полей напряженностью несколько сотен эрстед на нечувствительные к таким полям неферромагнитные вещества — воду, нефть, кровь, ткани животных и растений. Все это при­вело к тому, что по отношению к магнитным эффектам сложилось два полярных мнения: первое — это шарлатанство и результат «грязного» эксперимента, второе — в основе магнитной обработки лежат еще неизвестные в физике фундаментальные свойства материи. Научное сообщество разделилось на энтузиастов, которые продолжали исследовать эффекты МО и скептиков, которые не принимали всерьез очередные сообщения об удачном использовании МО.

За прошедшее время опубликовано большое количество статей, обзоров, монографий, в которых акцент делается, прежде всего, на практическую полезность применения МО, со­стоялись многочисленные конференции и совещания по практике применения МО в широ­ком круге промышленных производств. Количество печатных работ и патентов по этой те­матике исчисляется в настоящее время тысячами, и даже десятками тысяч. Большую роль в сохранении интереса к этому направлению сыграли профессор В. И. Классен и член-коррес­пондент АН СССР Б. В. Дерягин.

В восьмидесятые годы автор работал в НИИ по биологическим испытаниям химических соединений в отделе, одной из основных задач которого был поиск физико-химических ме­ханизмов, объясняющих эффекты МО в биологических объектах и водных растворах. Благо­даря присутствию в течение нескольких лет на заседаниях специализированного семинара отдела удалось услышать множество сообщений различных докладчиков, узнать непосредст­венно от авторов как об успешных результатах воздействия магнитного, или электромагнит­ного полей на очередной биологический объект или его модель, так и об очередном провале при попытке повторить результаты эксперимента. В отделе был организован скрининг лите­ратуры по данному вопросу, были проанализированы все теоретические работы по этой теме, опубликованные до начала девяностых годов. При этом было установлено отсутствие обоснованного с точки зрения физики и химии механизма, который объяснял одновременно хотя бы хорошо воспроизводимые эффекты увеличения количества центров кристаллизации и исчезновения приобретенных после МО свойств – исчезновение «памяти» об МО. В ряде случаев эффекты МО объяснялись теоретическими моделями, в которых требуемый резуль­тат являлся результатом элементарных ошибок при вычислениях, предложенные модели в лучшем случае способны были при малообоснованных предположениях объяснить какую-то одну частную сторону какого-либо эффекта магнитной обработки. Тем временем продолжа­лось интенсивное конструирование новых магнитных устройств, в которых реализовывались различные пространственные распределения, частоты, напряженности, градиенты и т.д. электромагнитных полей. Количество изобретений, патентов, публикаций на эту тему со­ставляет несколько тысяч к настоящему времени. При этом никаких научных обоснований преимуществ конструкций не приводилось, отсутствовала надежная процедура определения эффективности МО. Из опыта общения автора с научными работниками различных специ­альностей сложилось впечатление, что значительное количество специалистов считают, что сообщения об эффектах МО в неферромагнитных жидкостях не более чем выдумки или следствия неквалифицированно проведенных экспериментов.

В шестидесятые годы был обнаружен эффект изменения констант скоростей бимолеку­лярных реакций между частицами с ненулевыми электронными спинами – радикалами, три­плетными молекулами. При наложении магнитных полей напряженностью уже несколько десятков эрстед наблюдались изменения на десятки процентов скоростей реакций, проте­кающих в органических кристаллах, органических и водных растворах. Было установлено, что этот эффект обусловлен особенностями динамики столкновений молекул и влиянием магнитного поля на взаимную корреляцию спиновых составляющих волновых функций реа­гирующих частиц. Автор длительное время изучал экспериментально и теоретически реак­ции такого типа, защитил по данной тематике кандидатскую диссертацию. Какое-то время казалось, что именно в рамках этого направления будет найден механизм МО водных рас­творов и иных технологических жидкостей. Однако достаточно сложный для описания в рамках популярной статьи детальный анализ показал, что механизм МО не может быть объ­яснен в рамках представлений о действии магнитного поля на бимолекулярные реакции, по­скольку эффекты изменения скоростей реакций под действием постоянных магнитных полей малозначительны для водных растворов, требуют участия радикалов, прекращаются сразу после снятия воздействия и не сопровождаются появлением «памяти» о магнитной обра­ботке. Коротко говоря изменением констант реакций невозможно объяснить весь спектр на­блюдавшихся эффектов МО. Экспериментально обнаруженное автором на модели биологи­ческой мембраны явление увеличения в магнитном поле скорости трансмембранной диффу­зии для органических ионов также не подходило для объяснения МО.

Сущность обработки – дробление агрегатов частиц железа при действии магнитного поля

Когда представилась возможность попытаться ответить на вопрос возможны ли описан­ные выше МО с точки зрения физики и химии было ясно, что отправной точкой для поста­новки экспериментов по выяснению механизма МО должна быть работа сотрудников Мос­ковского энергетического института О. И. Мартыновой, Б. Т. Гусева и Е. А. Леонтьева в журнале «Успехи физических наук» (1969 г., т. 98, вып.1, стр. 195 – 199, «К вопросу о меха­низме влияния магнитного поля на водные растворы солей»). В статье излагались результаты проведения экспериментов по воздействию постоянным магнитным полем на предотвраще­ние образования накипи на нагревательных элементах. В редакционном комментарии, пред­посланном к статье, было отмечено, что по мнению редакции «поле может оказывать влия­ние на примеси в воде, и уже косвенно через примеси, на кристаллизацию растворенных ве­ществ». Авторы статьи однозначно показали, что эффект МО возникает, когда в воде при­сутствуют ферромагнитные коллоидные частицы железа.

Было обнаружено, что после МО многократно увеличивается количество примесей колло­идных частиц.

Поскольку коллоидные частицы ферромагнитного железа необходимы для проявления эффекта и присутствуют в любой технологической воде возникла гипотеза о том, что в маг­нитном поле изменяются размеры ферромагнитных частиц. Кандидаты на роль таких частиц нашлись. Ими оказались агрегаты коллоидных частиц окислов и гидроокислов железа, от ко­торых всячески пытаются избавиться производители аудио и видеозаписывающих магнит­ных лент. Оказалось, что в природе частицы ферромагнитного железа существуют главным образом в виде стержнеобразных кристаллов с длиной менее одного микрона и эти микро­кристаллы слипаются в агрегаты достаточно больших размеров, в которых находятся сотни и тысячи частиц. Под действием магнитного поля агрегаты дробятся на фрагменты, представ­ляющие агрегаты меньших размеров и отдельные частицы, которые и изменяют свойства растворов. Прежде всего дробление агрегатов приводит к многократному увеличению коли­чества твердых частиц, которые служат центрами кристаллизации и газообразования.

Был проведен эксперимент по обработке воды московского водопровода с помощью счет­чика механических примесей. При этом было обнаружено, что на агрегатах и отдельных час­тицах железа формируются газовые пузырьки с размерами от 1 мкм до 100 мкм и более. Магнитная обработка приводила к многократному увеличению таких образований — газовый пузырек + ферромагнитная частица (агрегат). Растворение частиц железа с помощью специ­ально подобранного комплексона приводило к снижению количества таких образований вплоть до их полного исчезновения.

Почему магнитное поле разрушает агрегаты?

Механизм разрушения такого агрегата в магнитном поле легко проиллюстрировать на примере двух ферромагнитных частиц — крошечных магнитных стрелок. В зависимости от взаимной ориентации как это все знают из курса школьной физики такие стрелки могут ис­пытывать как взаимное притяжение, так и отталкивание.

Притяжение соответствует минимуму энергии, поэтому частицы при случайных столкно­вениях образуют агрегаты, где их магнитные моменты взаимно ориентированы таким обра­зом, что между ними возникает взаимное притяжение.

В сильном внешнем магнитном поле такой агрегат разрушится, поскольку составляющие его частицы приобретут одинаковую ориентацию вдоль поля и за счет появившихся сил от­талкивания отдалятся друг от друга. По истечении времени, если частицы не были израсхо­дованы на химические и физические процессы, агрегаты образуются вновь, вода «забудет» о МО.

Следовательно, агрегаты ферромагнитных частиц окислов железа представляют именно такой объект, взаимодействие с которым магнитного поля и приводит к многочисленным эффектам МО. Поскольку примеси таких частиц присутствуют повсюду, в том числе и в рас­тениях, и в тканях, и в крови животных и человека становится понятным, почему магнитное поле можно использовать и для предотвращения отложения солей и органических веществ, и в промышленных трубопроводах, и в кровеносных сосудах животных. Универсальность применения МО (квалифицированного применения МО!) перестает казаться странным фак­том. Железо представляет четвертый по степени распространения элемент земной коры, по­этому неудивительно, что и вода и любые материалы, изготовленные из минерального сырья содержат примеси железа. Продукты распада гемоглобина крови представляет собой в част­ности и микрочастицы железа, которые присутствуют в тканях, крови, лимфатической жид­кости животных и человека. Микрочастицы окислов железа используют как витаминные препараты для повышения уровня гемоглобина.

Как уже отмечалось выше одним из самых важных результатов МО является возникнове­ние микропузырьков газа, образованных на поверхности железосодержащих частиц. Иссле­дования показали, что такие микропузырьки обладают электрическим зарядом и высокой ад­сорбционной активностью по отношению к органическим и минеральным отложениям. По­сле МО такие пузырьки придают жидкости моющие свойства, подобное тем, которые возни­кают при добавлении в воду стирального порошка или мыла. Сталкиваясь со стенками, пу­зырьки отрывают частички отложений и уносят их на своей поверхности в поток жидкости, очищая стенки трубопроводов, нагревательные элементы, стенки кровеносных сосудов. Бла­годаря наличию электрического заряда микропузырек, возникший в результате МО, приоб­ретает устойчивость к схлопыванию даже при давлениях в десятки и сотни атмосфер. При понижении давления его диаметр растет и увеличивается поверхность адсорбции для вы­павших в кристаллическую фазу солей и органических веществ.

Всегда ли будет наблюдаться эффект МО?

Для проявления эффекта МО в ряде процессов необходимо сочетание нескольких факто­ров. Это объясняет слабую воспроизводимость, присущую МО. Однако разработанные ме­тоды анализа состава вещества и гидродинамических условий течения жидкостей дают воз­можность создавать или выбирать технологические процессы, в которых устойчиво прояв­ляются промышленно важные эффекты, возможно заранее предсказать потенциально ожи­даемые эффекты в каждом конкретном случае, а также обосновать с физической точки зре­ния уже наблюдавшиеся.

Примеры промышленного применения технических устройств,

разработанных автором

Знание механизма МО позволило разработать новый подход к конструкции магнитных устройств и технологии их применения. Были разработаны устройства и технологии их при­менения на предотвращения отложений парафинов в скважинах и транспортных трубопро­водах, для разрушения водонефтяных эмульсий, для обработки воды в системе заводнения нефтяных месторождений. Первые промышленные эксперименты дали весьма впечатляю­щие результаты. Так установка в 1994 г. первого магнитного депарафинизатора, разработан­ного на базе новой теории, на скважине № 400 Южно-Баганского месторождения республики Коми, в которой очистку от парафиноотложений проводили через двое-трое суток, привела к увеличению межочистного периода до 450 дней, т.е. почти в 200 раз. При этом длина защи­щенного участка составила более одного километра.

За прошедшие годы МО была использована автором для увеличения более чем в два раза скорости нагнетания воды в нефтяной пласт, предотвращения отложений в скважинах и неф­тяных трубопроводах, снижения расхода деэмульгатора и температуры сепарации на про­мышленной установке по подготовке нефти. Одновременно выяснилось, что магнитные уст­ройства могут дать эффект только для нефтей определенного типа при условии правильного выбора места установки магнитного устройства. Была разработана методика подбора объек­тов применения метода МО.

Для создания высокоэффективной технологии МО пришлось заодно выяснить и физико-химический механизм отложений парафина, который, как обнаружилось, имеет разный ха­рактер в зависимости от состава нефти и гидродинамического режима работы скважины. При изучении процесса парафиноотложений выяснилась роль пузырьков нефтяного газа, ко­торые образуются вместе с адсорбцией парафинов на частицах железа. Оказалось, что чем больше диаметр пузырька газа, тем больше его скорость движения к стенке насосно-ком­прессорной трубы скважины и тем больше может быть скорость отложения парафинов. Сле­довательно, увеличив в 10 раз количество центров газообразования-адсорбции парафинов можно в десять раз снизить скорость отложения парафинов. Обладающие незаполненными оболочками микропузырьки при столкновениями с отложениями парафина разрыхляют от­ложения, в результате чего происходит постепенный смыв отложений потоком жидкости. Поскольку механические примеси агрегатов железа входят в состав бронирующих оболочек водонефтегазовых эмульсий, то МО приводит к «взрыву» агрегатов, разрушению брони­рующих оболочек и ускорению слияния капель, т.е. к ускорению водогазонефтяной сепара­ции.

Наличие модели физико-химической модели МО дает возможность естественным образом объяснить эффекты МО, наблюдавшиеся в различных процессах.

Начнем с отложения солей жесткости – процесса образования в пересыщенном растворе нерастворимых солей карбоната кальция. Ca (HCO₃)₂ Þ CaCO₃( т ) + CO₂ + H₂O. При увели­чении количества центров кристаллизации средние размеры выпавших кристаллов значи­тельно уменьшаются, т.е. происходит «растворение» твердой фазы, следовательно значи­тельно снижается скорость седиментации, ведущей к образованию накипи. Микропузырьки газа с прикрепленными к ним твердыми частицами окислов железа и карбонатов взаимодей­ствуя с поверхностью нагрева, будут захватывать частицы отложений, и выноситься в объем, двигаясь вместе с конвекционным потоком нагретой жидкости. Совокупность «растворения» и флотационного выноса частиц и даст эффект предотвращения и удаления накипи после МО воды.

Пузырьки газа, на поверхности которых находятся активные вещества широко использу­ются в промышленности для обогащения руд на горно-перерабатывающих предприятиях. Известно, что при флотации мелкие частицы уносятся мелкими газовыми пузырьками, круп­ные-крупными, а эффективность флотации зависит еще и от электрического заряда пу­зырька. Очевидно, что поскольку МО флотирующей жидкости сопровождается образова­нием увеличенного количества заряженных микропузырьков, можно ожидать изменений ко­эффициента обогащения при таком воздействии.

Примеси окислов железа присутствуют в крови человека, являясь продуктами распада ге­моглобина, кровь является переносчиком газов воздуха, поэтому можно ожидать, что МО потока крови приводит к образованию многочисленных «микропузырьковых» активных эле­ментов. Поэтому МО крови может вызывать устранение холестериновых отложений на стен­ках сосудов и, следовательно, улучшать гемодинамику, в том числе капиллярную. Вторич­ным эффектом МО может служить понижение кровяного давления, а также ликвидация от­ложений солей. Принцип действия МО в этом случае полностью аналогичен принципу дей­ствия магнитного депарафинизатора, установленного в добывающей скважине.

И в том и другом случаях естественными примесями являются ферромагнитные частицы окислов и гидроокислов железа, жидкость содержит большое количество растворенного газа и органических молекул, имеющих в своем составе атомы кислорода, азота, серы или другие тяжелые атомы. В случае нефти такими молекулами являются смолы, в том числе асфальте­новые, некоторые масла, и жирные кислоты, в случае крови такими молекулами являются, например, жиры и жирные кислоты. Образование отложений и их отмыв микропузырьками, которые присутствуют и до МО определяется динамическим равновесием между скоростью образования отложений и скоростью их отмыва. Количество частиц в типичных агрегатах с размерами порядка микрометра составляет несколько сотен. Поэтому МО, которую можно осуществить путем, например, ношения правильно сконструированного «магнитного брас­лета» увеличивает скорость отмыва отложений, что и приводит в конечном итоге к их устра­нению.

При МО дизельных и бензиновых топлив, мазута следует ожидать уменьшения средних размеров капель в воздушно-капельной смеси, поскольку частицы окислов являются цен­трами адсорбции примесей смол, асфальтенов, воды и центрами газообразования. Уменьше­ние средних размеров капель приведет к более полному и равномерному сгоранию смеси и выразится в снижении расхода топлива и уменьшении содержания закиси углерода и азота.

Если для полива использовать магнитообработанную воду произойдет вымывание солей из верхних слоев почвы, их перенос в нижележащие слои. Механизм переноса такой же по своей физико-химической сущности, что и отмыв отложений со стенок трубопроводов и кровеносных сосудов.

Если подвергнуть МО цементный раствор, то за счет уменьшения размеров твердых час­тиц и формирования на них несжимаемых газовых микропузырьков возникнет эффект скольжения по жестким газовым микроподшипникам, что проявится как снижение вязкости, или, как говорят в строительной промышленности, -укладываемости раствора. Такой рас­твор быстрее и полнее заполнит опалубку, будет обладать более мелкозернистой, плотной структурой после затвердевания цемента. За счет магнитной обработки возможно снизить вязкость раствора примерно на 50%.

В последнее время появилась реклама стиральных машин, которые осуществляют мойку белья без использования моющих средств только за счет формирования пузырьков газа. В этом случае, вероятно, загрязнения одежды используются как ПАВ для формирования пены, а пузырьки газа приобретают заряд в результате слабого электролиза воды. Возможно, в ос­нову принципа работы таких стиральных машин легла технология, аналогичная технологии МО для предотвращения отложений парафинов.

Все вышеперечисленные эффекты МО могут быть достигнуты, если обработку произво­дить правильно сконструированным магнитным устройством в нужном месте, если жидкий раствор имеет необходимые для проявления эффекта МО примеси в нужном количестве. Не­удачи и удачи экспериментаторов прошлых лет и объясняются тем, что только при учете многих факторов магнитная обработка может быть высокоэффективным технологическим приемом. Выпускаемые в настоящее время отечественной промышленностью постоянные высококоэрцитивные магниты на основе редкоземельной керамики дают возможность не прибегая к импорту создавать «вечные» магнитные устройства, способные многие годы соз­давать нужный технологический эффект. Это открывает возможность совершить технологи­ческую революцию для ряда промышленных устройств и процессов.

Предложенная физико-химическая модель магнитной обработки содержит только один новый экспериментально установленный и теоретически обоснованный элемент – утвержде­ние, что при МО увеличивается количество твердых микрочастиц в жидкости, которые могут быть центрами образования кристаллов и газовых пузырьков. Все остальные элементы меха­низма давно и хорошо известны, но в разных отраслях промышленности и науки. Более того, после разработки механизма автор обнаружил ряд публикаций, где на основе полученных экспериментальных данных можно было уже в пятидесятых и шестидесятых годах предло­жить описанный выше механизм, если бы авторы «выжали» из эксперимента максимум ин­формации, попытавшись выдвинуть гипотезу, объясняющую ими же полученные резуль­таты. Такой публикацией, кстати, является и статья в журнале «Успехи физических наук». Однако этого не произошло. Вероятной причиной является то, что для выявления механизма потребовался синтез специальных знаний в области физической химии, физики магнитных явлений, физики неравновесных процессов и гидродинамики.

Библиографический список:

1. В. И. Лесин. Физико-химический механизм предотвращения парафиноотложений с по­мощью постоянных магнитных полей // Нефтепромысловое дело, 2001, № 5, C.21 – 23.

2. В. И. Лесин. Магнитные депарафинизаторы нового поколения // Изобретения и рацпред­ложения в нефтегазовой промышленности, 2001 г , № 1, C.18 – 20.

3. Лесин В. И. др. Предупреждение АСПО в скважинах путем применения магнитных депа­рафинизаторов в осложненных условиях // Нефтепромысловое дело, 1997, № 4 – 5, C. 32 – 36.

4. Лесин В. И. Физико-химические основы нетеплового воздействия электромагнитных и акустических полей на нефть для предотвращения отложений парафинов // Нефтяное хо­зяйство, 2004, № 1, C. 37 – 39.

5. «Борьба с отложениями парафина», ред. Бабалян Г.А., Изд-во «Недра», 1965, 340 стр.

6. Тихонов А. И., Мягков В. Я. Способ предотвращения отложений парафина на стенках труб фонтанных скважин // А. C. № 134263 от 25.12.1960.

7. РД-39-014/035-218-88м, «Технология восстановления продуктивности скважин на основе использования физических полей», (Мирзаджанзаде А.Х., Аметов И.М., Шахвердиев А.Х. и др.) ВНИИнефть им. А.П.Крылова, 1987 г., 35 с.

8. Мартынова О. И., Гусев Б. Т., Леонтьев Е. А. К вопросу о механизме влияния магнитного поля на водные растворы солей // Успехи физических наук, 1969, Т. 98, вып.1, С. 195 – 199.

9. Лесин В. И. Физико-химический механизм предотвращения парафиноотложений с помо­щью постоянных магнитных полей // Нефтепромысловое дело, 2001, № 5, C.21 – 23.

10. Мищук Н. А., Коопал Л. К. Гетерокоагуляция гидрофобной частицы и пузырька при мик­рофлотации // Коллоидный журнал, 2002, Т. 64, № 4, С. 509 – 517.

11. Лесин В. И. Область наиболее эффективного применения магнитных депарафинизаторов при защите от отложений насосно-компрессорных труб добывающих скважин // Бурение и нефть, 2003, № 1, C. 24 – 27.

12. Галеев Р. Г., Дияшев Р. Н., Потапов С. С. Исследование минерального состава и причин отложений солей в нефтепромысловом оборудовании // Нефтяное хозяйство, 2000, № 5, C. 41 – 45.

13. Пустыров В. И., Хойский Э. М., Бугрий С. М., Зима Г. Ф. Предотвращение отложений парафина с помощью молекулярных экранов // Разведка и разработка нефтяных и газо­вых месторождений, Львов, «Вища школа», 1982, № 19, С. 92 – 96.

14. Лесин В. И. Магнитные депарафинизаторы нового поколения // Изобретения и рацпред­ложения в нетегазовой промышленности, 2001, № 1, C .18 – 20.

15. Лесин В. И. Оптимальные термодинамические параметры нефтеводогазовой смеси при магнитной обработке для предотвращения отложений парафинов // Сборник докладов, VI Всероссийский семинар «Термодинамика поверхностных явлений и адсорбции», 24 июня — 1 июля 2002 г., г. Плес Ивановской обл., C. 57 – 61.

16. Долгоносов Б. М. Параметры равновесного спектра частиц в коагулирующей системе с распадом агрегатов // Коллоидный журнал, 2001, Т. 63, № 1, С. 39 – 42.

17. Лесин В. И., Лесин С. В. Физико-химический механизм воздействия колебаний давления жидкости на фильтрационные свойства нефти и пористой среды // Бурение и нефть, 2003, № 3, C. 24 – 26.

18. Голикова Е. В., Иогансон О. М., Дуда Л. В., и др. Агрегативная устойчивость водных дисперсий a -Fe₂O₃ , a -FeOOH и Cr₂O₃ в условиях изоэлектрического состояния // Колло­идный журнал, 1998, Т. 60, № 2, С. 188 – 193.

19. Потанин А. А., Муллер В. М. Моделирование агрегации при течении коллоидных дис­персий // Коллоидный журнал, 1995, Т. 57, № 4, С. 533 – 560.

20. Урьев Н. Б. Кинетика процессов структурообразования в трехфазных дисперсных систе­мах в динамических условиях (при вибрации) в процессе смешения // Коллоидный жур­нал, 2002, Т. 64, № 2, С.217 – 232.

21. Ушаков В. В., Сорокин А. В., Патрушев С. Г. Способ предотвращения отложения пара­фина при добыче нефти из скважины // Патент РФ № 2083804.

22. Борсуцкий З. Р., Ильясов С. Б. Исследование механизма магнитной обработки нефтей на основе результатов лабораторных и промысловых испытаний // Нефтепромысловое дело, 2002, № 9, с. 38 – 44.

23. Елеманов Б. Д. Использование физических полей для снижения интенсивности асфаль­тосмолопарафиновых отложений // Нефтяное хозяйство, 2002, № 7, C.125 – 127.

24. Кущевская Н. Ф., Мищук Н. А. Получение коллоидных частиц железа термохимическим способом // Коллоидный журнал, 2003, Т. 65, № 1, С. 51 – 54.

25. Долгоносов Б. М. Численное моделирование формирования дисперсной фазы с коагуля­цией-фрагментацией частиц // Теоретические основы химической технологии, 2002, Т. 36, № 5, С. 592 – 598.

26. Лесин В. И., Дюнин А. Г., Хавкин А. Я. Изменение физико-химических свойств водных растворов под влиянием электромагнитного поля // Журнал физической химии, 1993, Т. 67, № 7, С. 1561 – 1562.

27. Лесин В. И., Дюнин А. Г., Хавкин А. Я., Чернышов Г. И. Особенности применения маг­нитной обработки закачиваемых агентов для повышения приемистости нефтяных пластов // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений, 1993, № 11 – 12, С. 39 – 43.

28. Б. В. Карпов, В. П. Воробъев, В. Т. Казаков, И. Р. Василенко, В. И. Лесин. Предупрежде­ние парафиноотложений при добыче нефти из скважин в осложненных условиях путем применения магнитных устройств // Нефтепромысловое дело, 1996, № 12, C.17 – 18.

29. Лесин В. И., Василенко И. Р., Карпов Б. В., Зотиков В. И., Даулинг К. Р. Предупрежде­ние АСПО в скважинах путем применения магнитных депарафинизаторов в осложнен­ных условиях // Нефтепромысловое дело, 1997, № 4 – 5, С.32 – 36.

30. Лесин В. И., Хавкин А. Я. Влияние объемных зарядов на фильтрацию газоводонефтяной смеси в пористой среде // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений, 1997, № 11, C. 49 – 52.

31. Персиянцев М.Н., Сазонов Ю. А., Однолетков В. С., Василенко И. Р., Лесин В. И. Анализ результатов опытно-промышленного применения магнитных депарафинизаторов на неф­тяных месторождениях Оренбургской области // Нефтепромысловое дело, 1998, № 2, C. 24 – 26.

32. Муслимов Р. Х., Хисамов Р. С., Сулейманов Э. И., Хавкин А. Я., Лесин В. И., Василенко И. Р. Повышение приемистости нагнетательных скважин с помощью магнитных уст­ройств в НГДУ ИРКЕННЕФТЬ // Нефтяное хозяйство, 1998, июль, № 7, C. 24 – 25.

33. Хисамов Р. С., Сулейманов Э. И., Тазиев М. М., Хавкин А. Я., Лесин В. И., Василенко И. Р. Повышение приемистости нагнетательных скважин в НГДУ «ИРКЕННЕФТЬ»», Эф­фективность работы магнитных устройств на нагнетательных скважинах НГДУ «Иркен­нефть» // Геология и разработка абдрахмановской площади, сб. научн. Трудов., вып.2 / под ред. Р.С.Хисамова, Уфа, изд-во УГНТУ, 1998, 207 с.,

34. Персиянцев М.Н., Василенко И. Р., Лесин В. И., Лесина О. А. Магнитные депарафиниза­торы МОЖ // Газовая промышленность, 1999, август, С. 52 – 53.

35. Персиянцев М. Н., Сазонов Ю. В., Василенко В. И., Лесин В. И. Помогают магнитные депарафинизаторы // Нефть России, 1998, № 7, С. 60 – 61.

36. Вороновский В. Р., Лесин В. И., Василенко И. Р., Габдрахманов Р. А., Любецкий С. В., Шестернина Н. В. Анализ работы магнитных депарафинизаторов в НГДУ «Лениногор­скнефть» АО «Татнефть» // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений, 1999, № 10, C.37 – 40.

37. Лесин В. И. Физико-химическая модель изменения нефтевытесняющих свойств воды по­сле ее магнитной обработки // Нефтепромысловое дело, 2001, № 3, C.15 – 17.

38. Лесин В. И. Физико-химический механизм предотвращения парафиноотложений с по­мощью постоянных магнитных полей // Нефтепромысловое дело, 2001, № 5, C. 21 – 23.

39. Лесин В. И. Магнитные депарафинизаторы нового поколения // Изобретения и рацпред­ложения в нефтегазовой промышленности», 2001, №1, C.18 – 20.

40. В. И. Лесин. Устройство для магнитной обработки движущихся нефтеводогазовых сме­сей // Приоритет от 03.04.2000, Патент РФ № 2169033, C1 7B 01 D 17/06.

41. Лесин В. И. Обработка магнитным полем водных растворов – способ разрушения приме­сей агрегатов ферромагнитных микрочастиц // Материалы VII Всероссийского симпо­зиума «Актуальные проблемы теории адсорбции, модификации поверхности и разделе­ния веществ», Отделение общей и технической химии РАН, , 22-26 апреля 2002 г., Мо­сква – Клязьма, C. 101.

42. Лесин В. И. Физико-химический механизм разрушения водонефтяных эмульсий под дей­ствием магнитного поля // Материалы VII Всероссийского симпозиума «Актуальные проблемы теории адсорбции, модификации поверхности и разделения веществ», Отделе­ние общей и технической химии РАН, , 22-26 апреля 2002 г., Москва-Клязьма, C. 102.

43. Лесин В. И. Физико-химический механизм предотвращения отложений парафинов при обработке нефтеводогазовой смеси магнитным полем // Материалы VII Всероссийского симпозиума «Актуальные проблемы теории адсорбции, модификации поверхности и раз­деления веществ», Отделение общей и технической химии РАН, , 22-26 апреля 2002 г., Москва-Клязьма, C. 103.

44. Лесин В. И. Физико-химический механизм обработки воды магнитным полем (The physical mechanism of water magnetic treatment) // Сборник докладов 5-го Международного конгресса «Экватэк», Москва, 4-7 июня 2002 г., С. 371 (на русском и английском языках).

45. Лесин В. И. Использование магнитных полей для ускорения очистки попутной воды от нефтепродуктов на промышленной установке сепарации нефти, воды и газа // Сборник докладов 5-го Международного конгресса «Экватэк», Москва, 4-7 июня 2002 г., С. 750 (на русском и английском языках).

46. Лесин В. И. Оптимальные для применения магнитных депарафинизаторов термодинами­ческие параметры нефтеводогазовой смеси // Материалы работ VI Всероссийского Се­минара Термодинамика поверхностных Явлений и адсорбции, МО РФ, РФФИ РАН, 24 июня – 1 июля 2002 г., г. Плес Ивановской области, C. 57 – 61.

47. Лесин В. И., Михайлов Н. Н., Сечина Л. С. Использование коллоидных частиц железа в воде для модификации поверхности порового пространства коллекторов нефти и газа // Геология, геофизика и разработка нефтяных и нефтяных и газовых месторождений, 2002, № 5, C . 78 – 81.

48. В. И. Лесин. Физико-химические основы применения магнитных полей в процессах до­бычи, транспор-тировки, разработки и подготовки нефти // Фундаментальный базис неф­тегазовых технологий, М., Геос, 2003, C. 130 – 135.

49. В. И. Лесин. Область наиболее эффективного применения магнитных депарафинизаторов при защите от отложений насосно-компрессорных труб добывающих скважин // Бурение и нефть, 2002, № 12, 24 – 27.

50. В. И. Лесин. Физико-химический механизм воздействия колебаний давления жидкости на фильтрационные свойства нефти и пористой среды // Бурение и нефть, 2003, № 3, C . 24 – 26.

51. В. И. Лесин. Фрагментация агрегатов примесей ферромагнитных частиц в магнитном поле-технологический прием для улучшения водоподготовки и защиты оборудования от отложений Материалы конференции «Современные технологии водоподготовки и за­щиты оборудования от коррозии и накипеобразования», М., ИРЕА, Июнь 2003 г., С. 107 – 110.

52. В. И. Лесин, Лесин С. В. О физической природе степенной зависимости вязкости буро­вых суспензий от скорости сдвига // Нефтепромысловое дело, 2003, № 11, в печати.

Влияние магнитного поля на человека

Магнитное поле, источником которого является ядро Земли, окружает всю планету. На него накладывается поле Солнца, других космических тел. Поэтому напряженность земного магнитного поля неоднородна, она зависит от географического положения объекта. Вклад в эту неоднородность вносит и человек. Например, вблизи линий электропередач, электронных приборов показатель всегда выше, но в целом он зависит от очень большого количества факторов.

Влияние магнитного поля на человека огромно. Оно сказывается на скорости течения биохимических процессов, продолжительности жизни и многом другом. Каждая молекула, из которой состоит вещество, под действием магнитного поля поляризуется аналогично магнитным полюсам Земли. Это ускоряет реакции в организме, способствует правильному обмену веществ.

Магнитное поле и здоровье

Магнитное поле оказывает значительное влияние на функционирование всех систем и органов человека. При уменьшении напряженности внешнего поля, а также при чрезмерном увеличении организм оказывается в критических условиях. Наглядный пример – магнитные бури, влияющие не только на физическое, но и на психологическое здоровье. В такие периоды наблюдается рост числа заболеваний, увеличивается количество преступлений и просто нелогичных поступков. Осложняет ситуацию то, что человек не может установить причины происходящего, ведь степень воздействия на него магнитного поля можно измерить только точным прибором. Органы чувств тут бессильны.

Интересные факты

Действие магнитного поля на людей изучено недостаточно, что приводит к дискуссиям. Из-за этого было сломано немало копий, споры не утихают и сейчас. Мнения, как и само магнитное поле, поляризованы. Но проведенные эксперименты с высокой достоверностью показывают, что кратковременное нахождение в замкнутом пространстве, по возможности изолированном от влияния магнитного поля Земли, оказывает благоприятное воздействие на человеческий организм. При увеличении этого периода изолированность от внешнего магнитного поля становится пагубным фактором. Критический порог – 20 минут. Позже начинаются процессы, негативно влияющие на психоэмоциональное и физическое состояние человека. Чем дольше длится изоляция, тем интенсивнее протекают изменения.

Каковы же нормы

Допустимые для человека пределы напряженности магнитного поля регламентируются в СанПиН 2.2.4.1191-03, разработанных Минздравом России. В них указаны нормативы для промышленных зон, жилых объектов, всех остальных сфер жизнедеятельности. Оговорена методика измерений, требования к индивидуальным средствам защиты, если таковые имеются. Точно измерить уровень электромагнитных воздействий могут специалисты ООО «Веста», специализированной аккредитованной организацией с собственной технической базой.

Читайте также

Вибрацией принято считать механические колебания твердых тел. Они характеризуются определенной частотой и периодом, а также амплитудами виброскорости, виброперемещения и виброускорения и при контакте передаются человеку.

Срок годности — важная для покупателя информация. На него обращают внимание более 80% людей. Но кто его устанавливает и как выясняется, что продукт годен 7 дней, а не 3, или год, а не 9 месяцев?

Каждое предприятие, занятое в пищевой отрасли, кровно заинтересовано в безопасности продукции.

Орган инспекции

• Экспертиза сроков годности
• Экспертиза проектов СЗЗ, ПДВ, ОВОС
• Экспертиза проектов перепланировки