PDF《磁化水的磁化机理研究鄢》

物理学报摇 粤糟贼葬 孕澡赠泽援 杂蚤灶援 摇 灾燥造援 远园袁 晕燥援 远 渊圆园员员冤摇 园远源苑园员 M圆园员员 中国物理学会 悦澡蚤灶藻泽藻 孕澡赠泽蚤糟葬造 杂燥糟蚤藻贼赠 摇 澡贼贼责院辕 辕 憎怎造蚤曾遭援 蚤责澡赠援 葬糟援 糟灶 园远源苑园员鄄员 摇摇摇摇磁化水的磁化机理研究鄢 丁振瑞L 摇 赵亚军摇 陈凤玲摇 陈金忠摇 段书兴 渊河北大学物理科学与技术学院袁保定摇 园苑员园园圆冤 渊圆园员园 年苑月圆员 日收到曰圆园员园 年怨月圆愿 日收到修改稿冤 摇摇研究了搅拌状态下三种磁化水的物理性质援 得到水的表面张力系数尧黏度和密度随磁感应强度和磁化时间均 呈现多极值增减变化关系援 该实验规律虽亦有多篇文献报道袁但至今尚无合理解释援 本文从水的分子结构和氢键的 特点出发袁综合应用电磁学尧结构化学和热学的相关理论对水的磁化机理作了进一步研究袁对磁化水表面张力系 数尧黏度和密度的多极值现象给出了解释援 研究认为袁当将水体置于 圆园园 皂栽 以上的磁场中磁化时袁电子受到磁场作 用或扰动袁状态发生变化袁影响了电子间的相互作用袁使部分氢键断裂援 由于形成氢键的条件易于满足袁液态水在一 定温度下氢键断裂和形成过程同时存在袁磁化过程中二者出现的概率大小交替变化袁是导致多极值现象的原因援 物 理量变化的幅度取决于氢键断裂和形成的强弱程度以及该物理量对氢键断裂形成的响应程度袁具有一定的随 机性援 关键词院 磁化水袁 磁化机理袁 表面张力袁 氢键 孕粤悦杂院 源苑郾 远缘郾 悦遭袁 苑缘郾 缘园郾 酝皂袁 远愿郾 园猿郾 悦凿袁 猿猿郾 员缘郾 云皂 鄢河北省自然科学基金渊批准号院粤圆园园愿园园园缘远园冤资助的课题援 L 耘鄄皂葬蚤造院 澡遭怎责凿蚤灶早员远愿岳 员圆远郾 糟燥皂 员郾 引言圆园 世纪中期以来袁世界上许多国家相继开展了 磁化水理论和应用技术研究袁其中前苏联是这一领 域起步较早并富有成效的国家援 我国自 愿园 年代初期 就开始了这方面的研究工作袁并取得了一些成果援 比如袁水在磁场中以一定速度沿垂直磁力线方向流 动并被磁化袁其表面张力系数尧黏度尧密度尧电导率尧 责匀 值等均发生变化咱员袁圆暂 曰水在静态磁化后其光谱特 性改变咱猿要缘暂 援 磁化水技术已广泛用于锅炉防垢除垢尧 混凝土浇筑尧煤层和油田注水增注尧农作物种植尧液 体雾化以及医疗等领域咱员要源暂 袁并取得了一定的经济 效益援 但截止到目前袁磁化水的磁化机理还是一个 尚未完全解决的问题咱猿暂 袁虽然有不少研究结果的报 道咱员要远暂 袁但有些观点还不完全统一援 进一步深入研究 会更加有效地把磁化水技术推广应用到国民经济 的相关领域援 为此袁笔者进行了水在磁场作用下磁 化的系列实验袁分别对沸腾冷却自来水尧自来水和 去离子水的表面张力系数和黏度以及自来水的密 度随磁感应强度和磁化时间的变化作了实验测试袁 分析得出水的表面张力系数尧黏度和密度在磁场作 用后的变化规律袁对磁化水磁化的微观机理作了进 一步探讨援 圆援 实摇验圆郾 员郾 实验装置与仪器 与中国天威集团合作研制的专用新型大功率 磁化装置袁该装置磁极面积大袁磁场均匀性好袁磁感 应强度精确可调袁可对液体进行静态尧流动和搅拌 状态下的磁化曰上海梭伦科技有限公司产 粤圆园员 型 表面张力仪袁测值分辨率为 园郾 园园员 皂晕辕 皂曰日本产 杂灾鄄员园 型高精度黏度计袁精度为读数的 员豫 曰日本京 都电子公司产 阅粤鄄缘圆园 液体密度计袁 密度精度为 依 园郾 园园园园圆 早辕糟皂猿 袁 温度精度为 依 园郾 园圆 益袁重复性为 缘伊员园 原远早辕糟皂猿 援 圆郾 圆郾 材料及处理 考虑磁化水技术在实际生产和生活中的应用 需求袁选取沸腾冷却自来水尧自来水和去离子水以 物理学报摇 粤糟贼葬 孕澡赠泽援 杂蚤灶援 摇 灾燥造援 远园袁 晕燥援 远 渊圆园员员冤摇 园远源苑园员 园远源苑园员鄄 圆摇摇摇摇及它们被磁化后的磁化水为实验材料援 为排除空气 等杂质气体的影响袁将自来水在洁净容器中放置 圆源 澡袁使溶于其中的气体挥发后再进行磁化援 圆郾 猿郾 实验方法 取处理后的水样品 圆园园 皂造 盛放在专用有机玻 璃容器内袁置于磁化装置两磁极之间的间隙中援 在 一定温度下袁或固定磁化时间依次改变磁感应强 度尧或固定磁感应强度依次改变磁化时间袁分别对 水样品进行磁化援 磁化完毕立即作该温度下的表面 张力尧黏度和密度的测量袁与磁化前的情况比较分 析得出相应的变化规律援 每种情况在相同实验条件 下连续重复 缘 次袁观察实验结果的重复性袁取 缘 次结 果的平均值作为最后测量结果援 猿郾 结果与讨论 猿郾 员郾 沸腾自来水冷却磁化后表面张力系数的变化 把自来水加热至沸腾袁然后自然冷却到 圆猿 益袁 置于容器中在搅拌状态下磁化袁磁感应强度从 圆园园 皂栽 开始袁依次增加 圆园 皂栽袁各不同磁感应强度下的 磁化时间均为 远园 皂蚤灶援 测得磁化前和磁化后水的表 面张力系数 琢晕 和 琢酝 袁用驻琢 越 琢酝 原 琢晕 表示磁化前 后的差值袁得出在不同磁场尧相同磁化时间条件下 表面张力系数的相对变化 驻琢辕 琢晕 与磁感应强度 月 的关系袁如图 员 所示援 图 员摇 沸腾冷却自来水表面张力系数的相对变化 由图 员 可知袁在所测范围内沸腾自来水冷却磁 化后的表面张力系数 琢酝 随磁场变化呈不规则波动袁 具有多极值关系援 经数据分析表明袁磁感应强度在 区间渊圆园源郾 缘猿 皂栽袁圆猿圆郾 圆猿 皂栽冤袁渊猿园怨郾 愿源 皂栽袁猿源缘郾 怨愿 皂栽冤 和 渊猿怨源郾 圆源 皂栽袁源员园郾 苑圆 皂栽冤 呈增大状态袁 在 猿圆猿郾 怨园 皂栽 时达到最大袁相对增幅为 员猿郾 猿源豫 曰而在 渊圆猿圆郾 圆猿 皂栽袁 猿园怨郾 愿源 皂栽冤 和 渊猿源缘郾 怨愿 皂栽袁 猿怨源郾 圆源 皂栽冤内呈减小状态袁其中在 圆怨猿郾 苑愿 皂栽 时达到最小袁 减幅为 员源郾 远愿豫 援 这与某研究设计院磁化水试验组 报道的表面张力系数减小 员园豫 要员缘豫 的实验结果 一致援 猿郾 圆郾 自来水磁化后表面张力系数和黏度的变化 把刚从水龙头流出的自来水在容器中放置 圆源 澡袁待气体挥发后测得未磁化时的表面张力系数和 黏度袁然后在磁感应强度为 圆园园 皂栽 下分别磁化不同 时间袁测得相应的表面张力系数 琢酝 和黏度 浊酝 袁 再依 次增加磁感应强度到 圆缘园袁猿园园 皂栽 等袁分别重复上述 过程袁以上实验水温均为 圆缘 益袁实验结果如图 圆和图猿所示援 图 圆摇 自来水表面张力系数与磁化时间的关系 图圆给出了 缘 种不同磁感应强度下自来水表面 张力系数随磁化时间的变化关系袁基本都呈波动状 态援 对于减小表面张力有显著效果的磁感应强度与 磁化时间的优化组合为渊圆园园 皂栽袁猿缘 皂蚤灶冤 和渊源园园 皂栽袁缘园 皂蚤灶冤援 图猿则给出了 缘 种不同磁感应强度下 自来水的黏度随磁化时间的变化关系袁分析可得减 小黏度的最佳优化组合为渊圆园园 皂栽袁员圆 皂蚤灶冤援 猿郾 猿郾 去离子水磁化后表面张力系数和黏度的变化 与上述自来水磁化过程相同袁同样是在水温为 圆缘 益 下袁测得去离子水在不同磁感应强度下的表面 张力系数和黏度随磁化时间的关系如图 源 和图 缘 所示援 物理学报摇 粤糟贼葬 孕澡赠泽援 杂蚤灶援 摇 灾燥造援 远园袁 晕燥援 远 渊圆园员员冤摇 园远源苑园员 园远源苑园员鄄 猿摇摇摇摇图猿摇 自来水的黏度与磁化时间的关系 由图 源 可知袁使去离子水的表面张力系数减幅 较大的两个优化组合为 渊源园园 皂栽袁怨 皂蚤灶冤 和 渊源园园 皂栽袁缘园 皂蚤灶冤援 分析图 缘 可得使去离子水的黏度减小 的优化组合为渊圆园园 皂栽袁缘园 皂蚤灶冤袁其他组合减小效果 不大援 图 源摇 去离子水表面张力系数与磁化时间的关系 猿郾 源郾 自来水磁化后密度的变化及其与黏度和表面 张力变化的比较 摇摇将自来水放置 圆源 澡 后在 圆缘 益 下磁化袁员冤 磁感 应强度从 圆园园 皂栽 开始袁依次增加 圆园 皂栽袁各不同磁 感应强度下的磁化时间均为 员园 皂蚤灶袁分别测得磁化 后水的密度袁得出自来水密度与磁感应强度的关系 图 缘摇 去离子水的黏度与磁化时间的关系 如图 远 所示援 圆冤取具有代表性的 圆缘园 皂栽 磁感应强度 固定不变袁依次改变磁化时间袁每次增加 缘 皂蚤灶袁同一 时刻测得同一样品的密度尧黏度和表面张力系数袁 分别得出它们与磁化时间的关系如图 苑要怨 所示援 图 远摇 自来水密度与磁感应强度的关系 由图 远 可知袁在磁化时间和水温一定时袁磁化自 来水的密度与磁感应强度具有多极值增减变化关 系援 图 苑要怨 表明袁磁感应强度和水温一定时袁磁化自 来水的密度尧黏度和表面张力与磁化时间均呈现多 极值增减变化关系袁并且袁同一磁化水样品密度增 大和减小的变化趋势与黏度和表面张力同一时间 内的变化趋势基本呈相反状态袁但变化的相对幅度 略有差异援 该实验现象在下面结合磁化水的磁化机 理予以探讨援 物理学报摇 粤糟贼葬 孕澡赠泽援 杂蚤灶援 摇 灾燥造援 远园袁 晕燥援 远 渊圆园员员冤摇 园远源苑园员 园远源苑园员鄄 源摇摇摇摇图苑摇 自来水密度与磁化时间的关系 图 愿摇 自来水黏度与磁化时间的关系 图 怨摇 自来水表面张力系数与磁化时间的关系 源郾 磁化水的磁化机理探讨 源郾 员援 水的分子结构状态与氢键特点 圆园 世纪 缘园 年代初期袁阅怎灶糟葬灶 和 孕燥责造藻咱苑暂 应用量 子力学的计算方法得出单个水分子的结构近于四 面体构型袁氧原子位于四面体中心袁圆 个氢原子和氧 原子上的两对孤对电子位于.

.......