автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Совершенствование конструкции модульных аппаратов магнитной обработки воды для систем тепловодоснабжения животноводческих объектов

На правах рукописи

Оиачоо-—

КОФАНОВ ДМИТРИЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ МОДУЛЬНЫХ АППАРАТОВ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ ДЛЯ СИСТЕМ ТЕГШОВОДОСНАБЖЕНИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Специальность: 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование

в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Зерноград 2009

1 о ДЕК 2009

003488335

Работа выполнена в аграрном университете

ФГОУ ВПО Ставропольском государственном

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор

Ннкитенко Геннадий Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Ксенз Николай Васильевич

кандидат технических наук, доцент

Гончаров Анатолий Александрович

Ведущее предприятие: ГНУ Всероссийский научно-

исследовательский проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВНИПТИМЭСХ г. Зерноград)

Защита диссертации состоится «Я*) £/г& 2009 г. в часов на

заседании диссертационного совета ДМ 220.001.01 Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии по адресу: 347740, Ростовская область, г. Зерноград, ул. Ленина 21, АЧГАА, корпус 5, ауд. № 201.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии.

Автореферат разослан «¿У» МХЬ/гЛ 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета доктор технических наук, профессор ) Н.И.Шабанов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность темы. Животноводческие комплексы и фермы для технологических нужд берут воду из артезианских скважин. Вода в таких источниках характеризуется высокой жесткостью, порядка 15-35 мг-экв/л. В результате этого, на нагревательных элементах водогрейных установок животноводческих предприятий, интенсивно идет процесс солеотложения.

Известно, что накипь обладает низкой, в 5-40 раз меньшей по сравнению с металлом, теплопроводностью, поэтому при передаче тепла теплоносителю возникают тепловые потери, приводящие к перерасходу топлива, В отечественной и зарубежной литературе приводятся результаты исследований, свидетельствующие о негативном влиянии минеральных отложений на водогрейный процесс.

Одним из способов водоподготовки, химической промышленностью предлагается умягчение воды. Для установки производительностью 1м3/ч необходимо 20-30 кг фильтрующего вещества, а стоимость 1 кг ионообменной смолы достигает 2-4тыс. руб.

Альтернативой является магнитная обработка воды. Принцип действия которой, основан на изменении физико-химических свойств воды прошедшей через магнитное поле. В результате этого кристаллы солей образуются не на поверхности нагрева, а в толще воды. Стоимость обработки 1м3 воды данным способом не превышает 0,5-0,8руб.

Проблемой снижения солеотложения с помощью магнитного поля занимались такие ученые, как: Голубцов В.А., Гурницкий В.Н., Душкин С.С., Катков В.И., Киргинцев А.Н., Классен В.И., Ксенз Н.В., Лапотышкина Н.П., Миненко В.И., Никитенко Г.В., Очков В.Ф., Ремпель СЛ., Тебенихин Е.Ф.

Отечественной и зарубежной промышленностями выпускаются магнитные противонакипные устройства, которые позволяют достигнуть противонакипного эффекта, но обладают рядом недостатков. Рабочий зазор таких устройств составляет порядка 5-20 мм. Для монтажа необходимо останавливать технологический процесс и проводить сварочные работы. Активная часть таких устройств сделана из редкоземельных дорогостоящих материалов, магнитные свойства которых утрачиваются со временем.

Существуют модульные аппараты магнитной обработки воды (АМОВ), монтаж которых осуществляется на поверхность трубопровода, сечение рабочего зазора устройства равно проходному сечению трубы. Однако магнитная система таких устройств не оптимизирована, что не позволяет получать максимальный противонакипный эффект. Поэтому совершенствование конструкции модульных АМОВ является актуальной задачей.

Целью работы является обоснование конструкционно-технологических параметров модульного АМОВ, обеспечивающего противонакипный эффект в системах тепловодоснабжения животноводческих объектов.

Объект исследования. Магнитная система модульного АМОВ. Вода, прошедшая обработку в магнитном поле.

Предмет исследования. Закономерности изменения магнитного КПД, его влияние на свойства воды прошедшей обработку и технико-эксплуатационные показатели модульного АМОВ.

Методы исследовании. В работе использованы теоретические основы физики и электротехники, метод конечных элементов, теория планирования научного эксперимента и регрессионного анализа, измерительные приборы (вольт-, ампер-, ом-, тесламетр), графические и вычислительные средства персональных компьютеров.

Научная новизна исследований состоит в уменьшении солеотложения в системе тепловодоснабжения животноводческих объектов достигнутое за счет повышения магнитного потока в рабочую зону путем его эффективного перераспределения в магнитной системе модульного АМОВ, реализация которой позволила:

- создать трехмерную математическую модель на базе полевых методов математической физики, позволяющую рассчитывать магнитную систему модульного АМОВ, а также получать значения магнитной индукции в рабочем зазоре;

- получить теоретические зависимости величины магнитного КПД от геометрических размеров полюсных наконечников;

- установить зависимость геометрических параметров полюсных наконечников модульного АМОВ от диаметра трубопровода;

- выявить оптимальные геометрические параметры полюсных наконечников по критерию наибольшего магнитного КПД.

Практическая значимость работы состоит в том, что использование модульных АМОВ с оптимальными размерами полюсных наконечников позволяет:

- повысить магнитный КПД модульных АМОВ до 39 %;

- увеличить срок службы котельного оборудования за счет снижения солеобразования на нагревательных элементах;

- обосновать модельный ряд модульных АМОВ для различных диаметров трубопровода;

- разработать методику инженерного расчета параметров намагничивающей катушки модульного АМОВ;

- получить экономический эффект от снижения эксплуатационных затрат при использовании и производстве модульного АМОВ.

Нп защиту выносятся:

1. Математическая модель магнитной системы модульного АМОВ разработанная на основе полевых методов математической физики, позволяющая рассчитывать трехмерные магнитные процессы, протекающие в модульном АМОВ.

2. Зависимость магнитного КПД от геометрических размеров полюсных наконечников и обоснование оптимальной конфигурации полюсных наконечников.

3. Методика проектирования модульного АМОВ на различные диаметры трубопровода, позволяющая рассчитывать параметры намагничивающей катушки и магнитопровода с цель получения наибольшего магнитного КПД.

Апробация работы. Основные результаты исследований представлены автором на ежегодных внутривузовских научно-практических конференциях в Ставропольском ГАУ в период 2004 - 2008г.г.; третьей Российской научно-практической конференции «Физико-технические проблемы создания новых технологий в АПК» СтГАУ, - 2005г.; пятой Международной научной конференции Ставрополь 2004г. в Северо-Кавказсоком ГТУ; научных конференциях в Кубанском ГАУ в 2008-2009г.г.; Международной выставке-конгрессе «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции», получен диплом 3-ей степени в номинации «Лучший инновационный проект в области производственных технологий» Санкт-Петербург 2008г.

Публикации результатов работы. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 11 печатных работах, в том числе 2 статьи в изданиях перечня ВАК, 2 патента РФ на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения с обоснованием задач исследований, 5 глав, основных выводов по работе, списка литературы, включающего 151 наименование и приложения. Общий объем диссертации составляет 158 страниц машинописного текста, включая 70 рисунков 32 таблицы, 1 ] страниц приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, изложено состояние вопроса, цель и задачи исследования, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Магнитные технологии и устройства для водоподготовки» рассмотрены требования, предъявляемые к воде для подпитки водогрейных установок. Сделано сопоставление этих требований с реальным качеством воды находящейся в доступных, для животноводческих объектов, природных источниках. Аналитический обзор конструкций и характеристик аппаратов магнитной обработки воды, разработанных на сегодняшний день, позволили выявить основные недостатки и определить перспективы совершенствования конструкции АМОВ.

Животноводческие фермы такие как, коровники, свинарники, овчарни находятся вдалеке от магистралей, с подготовленной водой. Поэтому для поения, технологических процессов" связанных с производством молочных продуктов, отопления и горячего водоснабжения (ГВС) животноводческие предприятия вынуждены брать воду из артезианских скважин, количество солей которых может превышать 35 мг-экв/л. При таком солесодержании особо остро стоит проблема образования накипи на нагревательных элементах котловых агрегатов.

С процессом накипеобразования связан ряд проблем. Одна из них заключается в потере тепловой энергии при передачи тепла от нагревательных элементов к теплоносителю и, как следствие, перерасход топлива (до 30-35%). Вторая заключается в больших эксплуатационных затратах на чистку котлового оборудования, с применением дорогостоящих химических веществ загрязняющих окружающую среду. Третья - в порче оборудования из-за забивания проходных отверстий, трубопровода. В результате оборудование, которое должно служить 15-20 лет требует замены уже через 7-10лет эксплуатации.

Химической промышленностью для котельных объектов сельского хозяйства предлагаются ионообменные смолы. Применение данной технологии связано с высокими капиталовложениями. Стоимость 1 кг реагента достигает 24 тыс. руб., что делает данный способ малопригодным для использования в котельных животноводческих комплексов.

Альтернативой химической является магнитная обработка, которая позволяет снизить стоимость обработки 1м3 воды до 0,5-0,8 руб. Выпускаемые сегодня отечественной и зарубежной промышленностью аппараты для магнитного воздействия на воду имеют ряд недостатков, а именно: малая величина (5-20мм) рабочего зазора, который может забиться в процессе эксплуатации. Активная часть выполнена из редкоземельных, дорогостоящих материалов, которые утрачивают свои магнитные свойства во времени. Для монтажа требуется нарушение целостности трубопровода, что ведет за собой остановку технологического процесса и привлечение сварочных работ.

Разработанные АМОВ нового поколения - модульные АМОВ могут устанавливаться на поверхность трубопровода, выполненного го металла или полиэтилена, конструкция их проста, а для производства могут применяться как электротехнические, так и конструкционные стали.

Конструкция модульных АМОВ не рациональна и магнитный поток перераспределяется в рабочую зону малоэффективно в результате снижается противонакипный эффект. Это делает их малопривлекательными для применения в теплосетях и котельных различных животноводческих предприятий.

Существует объективная необходимость в совершенствовании магнитной системы модульных АМОВ для получения высоких энергетических показателей, отвечающих современным требованиям.

На основе проведенного анализа состояния вопроса была выдвинута научная гипотеза: повышение магнитного КПД возможно за счет эффективного перераспределения магнитного потока в рабочую зону.

Рабочая гипотеза: перераспределение магнитного потока модульного АМОВ за счет изменения конфигурации и формы полюсных наконечников.

В соответствии с поставленной целью сформулированы задачи исследования:

1. Разработать математическую модель, описывающую магнитные процессы, происходящие в магнитной системе модульного АМОВ;

2. Повысить параметры магнитного поля (В и Н) в рабочем зазоре модульного АМОВ (увеличить магнитный КПД);

3. Выявить особенности проектирования модульных АМОВ на различные диаметры трубопроводов с учетом влияния магнитных характеристик материала;

4. Экспериментально подтвердить теоретические расчеты магнитной системы и работоспособность модульного АМОВ и провести экономическую оценку проектируемого противоникипного устройства.

Во второй главе «Моделирование конструкции модульного АМОВ» дано теоретическое обоснование связи магнитного КПД с распределением магнитного потока по рабочему сечению. Приводится описание разработанной математической модели. Описана методика нахождения конструкции полюсных; наконечников (ПН), при которой перераспределение магнитных потоков в сторону рабочей области будет максимальным.

установленного на трубу трехмерном пространстве

Модульный АМОВ состоит из четырех модулей (рис.1), каждый из которых включает в себя магнитопровод 1, полюсные наконечники 3, намагничивающую катушку 2 и элементы крепления 4. Вся конструкция монтируется на поверхность трубопровода 5. При протекании по катушке постоянного тока в магнитопроводе появляется основной магнитный поток Ф, который проходя через полюсные наконечники делится на четыре составляющие: фронтальный Ф,/„ рабочий Фр, боковой Ф,; (рис.2) и магнитный поток, который замыкается по трубе Фтр.

Такое представление о путях прохождения магнитных потоков было сделано исходя из анализа результатов исследования первого опытного образца и его математической модели.

Процесс совершенствования магнитной системы не возможен без моделирования электромагнитных процессов происходящих в модульных

АМОВ. Математическая модель разработана на основе численных методов математической физики, а именно метода конечных элементов. Позволяет точно находить параметры магнитного поля при заданных геометрических величинах магнитной системы в трехмерном пространстве.

При совершенствовании магнитной системы ставилась задача перераспределить магнитный поток таким образом, чтобы добиться наибольших значений магнитной индукции {В,а) и напряженности (//,,,) в рабочей зоне. В этом случае можно ориентироваться на магнитный КПД О],,) — энергия, создаваемая магнитной системой устройства в рабочем (магнитном) зазоре (1Урз) отнесенная к магнитной энергии накопленной намагничивающей катушкой (1УК):

IV В Н -V

ц „ = /■' I" '"-100%. (1)

(Г. /24 4 '

Из формулы 1 следует, что для увеличения магнитного КПД, при постоянных электрических параметрах (/=со/м/) катушки, необходимо увеличивать значение Вг, и Нр1 в рабочем зазоре. Хорошо известно, что магнитная индукция и напряженность зависят от конструкции и геометрических размеров магнитопровода. Таким образом, магнитный КПД связывает характеристики магнитного поля в рабочем зазоре с геометрическими и магнитными параметрами магнитной системы устройства.

В основе математической модели лежат уравнения описывающее магнитное состояние аппарата в частных производных в декартовых координатах для трехмерного пространства х, у, т.

Уравнение Пуассона:

8, дА, д ЗА. 8 , 8А, г йг дх оу оу се се

1 . где »' =--удельное магнитное сопротивление; А - вектор магнитного

потенциала; //, - магнитная проницаемость вакуума; и - магнитная пронщаемость вещества; х,у, г - декартовы координаты.

Уравнение Лапласа:

8 . дА, 8 дА. д , 8А, п дх дх ду су 8: &

Граничные условия области определения решения (рис.З-а):

ЗА

А = 0 на Г,, Г2; — = 0 наГ5 Г4. сп

Для решения уравнений 2 и 3 в МКЭ применяется вариационное исчисление, которое позволяет использовать энергетический метод, заключающийся в замене краевой задачи для уравнения Пуассона задачей о минимуме функционала энергии:

(8А~\1 (дАЛ1 Га Р

где 8У = дхдудг - объем области интегрирования.

гГТЛ

а) - Граничные условия области исследования

б) - Конечный элемент - тетраэдр

в) - Разбиение области исследования на конечные элементы Рис.3. Графические пояснения к математической модели

Определить значение магнитной индукции в центре элемента возможно путем нахождения значения вектора магнитного потенциала в каждой вершине тетраэдра. Поэтому выразим вектор магнитного потенциала через базисные функции для элемента е:

А"'> = И, А^ + + + (5)

Таким образом, вектор магнитного потенциала может быть определен для каждого тетраэдра е в виде:

Условие минимума функционала:

яр-м 8Р(">

- = 0: — = 0; —-т—= 0; = 0.

ал:-" дАр заГ а4в)

(6) (7)

дР'г)

ел"

Полная матрица для тетраэдра будет иметь следующий вид:

Ь,Ь, + с,с, + (1/.1; ¡\Ь + стс, + ЬпЬ, + спс, +11ПА1 ЬрЬ, + срс, + ¿рй1

Ь,Ьа + с,ст + ¡¡¡¡¿т + стст + 1/,„с/ш Ь„Ь„ + снст + с1пс!т ЬрЬт + срст + (¡рс1т Ь,ЬП + с,сп + 4,с1п ЬтЬп + стсп + <1тс1п ЬПЬП + спсп + <1пс1п ЬрЬп + с сп + с1рс!п

где Ь„сь(11 - коэффициенты формы

Переход от вектора магнитного потенциала к магнитной индукции можно осуществить с помощью выражений:

я.=~=~ ((?,аг+ся4?+сл*+М"+^+^+4Л));

==¿((мг++м?+++¿а*+

дхду 6У * ■ ' ™ " " ' ' ' и ' " ...... ' ' "

шуг , (8)

Х 36К/ д<«>

<>

Вектор магнитной индукции в центре конечного элемента:

в1е)=р1+в1+в1. (10)

Значение В вычислялось для каждого элемента рабочей зоны и находилась общая энергия, а также строились графики В по направлениям.

Основные пути прохождения магнитного потока были определены при помощи созданного базового модульного АМОВ. Проанализировав конструкцию опытного образца, были предложены следующие, этапы модифицирования полюсных наконечников.

Первый этап предполагает изменение угла ПН а.

Рис.4, а) - Магнитный КПД в функции угла ПН;

б) — внешний вид полюсного наконечника на первом этапе На втором этапе изменялось межполюсное расстояние 8.

ч, %

11=30°

----------3

/

/

15 20

8-1

бР

ш

Рис.5, а) - Магнитный КПД в функции расстояния между ПН; б) - внешний вид полюсного наконечника на втором этапе

На третьем этапе варьировалась высота ПН к„

34,0 32,0 30,0 28,0 28,0 24.0 22,0 20,0 18,0

1. а-45° -

кг—

-

04; 1 4мм

*

I.

б)

у*

I

«п

Рис.6, а) - Магнитный КПД в функции высоты ПН;

б) - внешний вид полюсного наконечника на третьем этапе

и

На четвертом этапе менялась ширина ПН /,,

г. М

Рис.7, а) - Магнитный КПД в функции ширины ПН;

б) - внешний вид полюсного наконечника на четвертом этапе

На первом этапе наибольший магнитный КПД достигает 18%, на четвертом его значение составляет 39% (рис.4-7). Таким образом, у аппарата, рассчитанного на трубу 0= 108мм, геометрические размеры ПН, при которых магнитный КПД будет наибольшим, следующие: а=45°; 6=10мм; Ит=4мм; Д/,„ ,= 14-16мм.

Полутать представление о распространении магнитного поля в рабочей зоне можно с помощью графиков и карт™ распределения магнитной индукции по сечению рабочей зоны модульного АМОВ (рис.8);

- зависимости магнитной индукции от радиуса рабочей зоны В=/(г);

- зависимости магнитной индукции от длины дуги сектора рабочей зоны В=/(1,11...13) при различных значениях радиуса г, г/, г2, г3 (г=Ятр - внешний радиус трубопровода, Г/, г2, г3, - произвольно выбранные радиусы, меньше Ятр\ г, = 0,91Ятр=49мм; г,=€,815Ятр=44мм; г3 = 0,63Лтр=34мм);

- зависимости магнитной индукции от ширины рабочей области В=/(м>,м>]...м>з) при значении радиуса г, о, г3, г3.

Рис.8. Картина распределения магнитной индукции по сечению: а) модульного АМОВ; б) рабочей зоны

Повысить магнитный КПД, можно с помощью применения материалов с высокой магнитной проницаемостью - электротехнические стали (рис.9).

Рис.9. Магнитный КПД АМОВ при использовании различных материалов для магнитопровода

Подводя итог математическим исследованиям по совершенствованию полюсных наконечников, можно с уверенностью сказать, что разработанная математическая модель позволяет рассчитывать магнитное поле в трехмерном пространстве. Найдены значения межполюсного расстояния, угла, высоты и длины ПН, при которых магнитный поток перераспределяется таким образом, что магнитный КПД аппарата достигает 39%. Использование электротехнических сталей для магнитопровода увеличивает его до значения 48-50%.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» Представлена методика нахождения размеров полюсного наконечника магнитного активатора для различных диаметров трубы, при которых значение магнитного КПД достигает наибольшей величины. Представлен план четырехфакторного эксперимента для выбора оптимальных геометрических размеров полюсного наконечника.

Производительность водоснабжающей системы прямо пропорциональна сечению водовода. Геометрические размеры модульных АМОВ зависят от внешнего диаметра трубопровода (Д„р). Изменение геометрических величин, как известно, приводит к изменению электромагнитных параметров. Рассчитывались геометрические параметры полюсных наконечников для аппаратов на диапазон диаметров: 025...219мм.

Методика отслеживания изменения магнитных параметров и геометрических размеров модульного АМОВ от внешнего диаметра трубопровода заключается в следующем.

За основу принимались размеры модульного АМОВ рассчитанного на Д„р= 108мм. Вначале вычисляется коэффициент размера (кцтр)

кВтр=0'тр/\08, (11) где В 'тр - это необходимый диаметр трубопровода.

Затем, каждая геометрическая величина модуля умножалась на к0п1р.

Марка стали

Варьирование размеров обмоточного окна приводят к изменению параметров намагничивающей катушки. Вычислялись количество витков и тока обмотки по разработанной методике.

С начала обмоточное пространство модуля заполнялось максимально возможно, принимался наибольший диаметр провода. За тем, находилась МДС для ряда катушек с меньшим сечением провода. При этом плотность тока оставалась постоянной (/=сош1).

Уменьшение сечения провода приводит к снижению сечения обмоточного пространства. В результате этого появляется возможность улучшить магнитные характеристики магнитной системы путем изменения, в сторону уменьшения, высоты окна катушки (/?ок) и высоты магнитопровода (Нт). Однако, в целях чистоты эксперимента, подобного изменения не происходило. Модульные аппараты исследовались на следующих диаметрах трубопровода: 0 25, 54, 108, 159,219.

$ООВ ЧКХЯ 1100(1 т2300" ТлООО 1*0« "5007 161Л0 (ГЗи? А 19М>

а) V—- о)

25 ЗР 35

Рис. 10. Зависимости магнитного КПД; магнитной энергии рабочего зазора и катушки от МДС (а) и межполюсного расстояния (б)

По расчетным данным строились графические зависимости: магнитного КПД; магнитной энергии рабочего зазора: и затраченная энергия в функции потокосцепления намагничивающей катушки (рис. 10 - а). Полученные графики анализировались, и выбиралась МДС, при которой магнитный КПД принимает наибольшее значение. Поиск оптимальных высоты и межполюсного расстояния (рис. 10 - б) полюсных наконечников велся именно с этим значением Р. Выбранные геометрические параметры ПН для всех принятых диаметров приведены в таблице 1.

Таблица 1 Сводная таблица принимаемых размеров модулей

1),„р, мм Нх, мм мм" 5, мм /»„„, мм к„„, мм

25 830 23,6 39 5 2 4

54 2860 47,3 156,3 5 2 7-8

108 4860 94,5 625 10 4 14-16

159 10700 141,8 1406 15 4 21-24

219 13500 189 2500 15 6 28-32

14

Значение максимального магнитного КПД для различных диаметров трубопровода при оптимальных геометрических размерах лежит в пределах 40-43%. Расчеты производились для магнитопровода изготовленного из стали 2011.

В соответствии с теорией планирования эксперимента составлен план четырехфакторного эксперимента для выбора оптимальных геометрических размеров полюсного наконечника.

В качестве целевой функции принимаем магнитный КПД, а угол, межполюсное расстояние, высоту и длину полюсного наконечника как независимые факторы. Применялся ортогональный план второго порядка, полином имеет вид:

у = 18,6 + 0,96*2 + 1,67.x, +1,45*4 - 0.003*,л4 + 0,02*,*, -0,07*,*„ +

+ 0,045л^ - 0.056Л-,2 - 0,035*; ^' ^

Существенными факторами, влияющими на эффективность выпучивания магнитных силовых линий в рабочую зону, являются межполюсное расстояние, высота и длина ПН.

Составлены адекватные теоретические модели зависимости магнитного КПД от четырех факторов. Данные полученные по теоретической модели согласуются с экспериментальными данными по критерию Фишера ^табл•

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» приведены результаты экспериментальных исследований магнитной системы опытного образца: определены значения магнитной индукции по радиусу, длине окружности и толщине рабочей зоны. Получены зависимости параметров магнитного поля в рабочем зазоре, когда аппарат установлен на металлическую и пластиковую трубу. Проведен сравнительный анализ параметров магнитного ' поля для аппаратов с различным магнитным КПД, на различных типах труб. Исследован противонакипный эффект получаемый от использования аппаратов с различным магнитным КПД.

Опытный образец модульного АМОВ (рис. 11) был создан с учетом геометрических размеров ПН, при которых магнитный КПД был максимальным. 1

Рис.11. Опытный образец модульного АМОВ установленный на поверхность металлического трубопровода

Достоверность математической модели была подтверждена экспериментально. На рисунке 12 представлены расчетные и экспериментальные графики магнитной индукции в функции радиуса рабочей зоны, когда модульный АМОВ с г\м=39% установлен на металлическую (а) и пластиковую (б) трубу диаметром Д^ 10 8мм.

2, Гл

0.040 0.035' 0,030 0.056;

ода доколю

0,005 а)

1 I 1

\ Эюпртентальная. кривая

Фйвая

10

15:

вЛ.

т

35

5а

В, Гл 0,250 0;2ГО ■0,150 0,100 а,обо

б)

\ 1 1 !

\ р »счетная кривая

Рис.12. Графики зависимости магнитной индукции от радиуса рабочей зоны:

а) - аппарат, установлен на металлическую трубу;

б) — на пластиковую трубу

30 35

50

Противонакипный эффект зависит от величины магнитного потока, времени нахождения и скорости движения водного потока. С другой стороны от магнитных характеристик поля зависит количество зародышей, будущих центров кристаллизации. Аппараты с различным магнитным КПД имеют разную плотность магнитного потока в рабочем зазоре или различную степень выпучивания магнитного потока в рабочую область.

При воздействии на воду магнитными полями создаваемыми аппаратами с различным магнитным КПД, получается различный противонакипный эффект. Поэтому, следующим этапом исследования стало сравнение величины магнитной индукции в рабочем зазоре каждого из спроектированного устройства. На рисунке 13 представлены экспериментальные зависимости магнитной индукции от радиуса рабочей зоны для различных конфигураций ПН.

Анализ графиков позволяет увидеть, что устройство с магнитным КПД 18%, позволяет получить большие значения магнитной индукции вблизи трубопровода, но по мере приближения к центру имеет гораздо меньшие значения, чем у аппарата с г\м=39%. В направлении длины окружности рабочего объема ситуация выглядит примерно также. Основываясь на представленных зависимостях можно сказать, что значение магнитной индукции в рабочем

зазоре, при г|„=1&% уменьшаются значительно быстрее по направлениям, чем у аппарата, магнитный КПД которого г|„=39%, т.е. происходит наилучшее перераспределение магнитного потока в рабочую зону.

Рис. 13. Магнитная индукция в функции радиуса рабочей зоны В=/(Я) для аппаратов с различным магнитным КПД

Были проведены эксперименты по определению количества кристаллов солей, образовавшихся в толще воды для устройств с различным магнитным КПД установленных на различные типы трубопровода. По результатам эксперимента были построены графики (рис.14)

а)

.у/'-''

1 магнитный КПД 59% •■••»•■матимтиий КПД 18 I

:

'III!

6)

......... -------

( 1 Ца|Я|4 тныА КПД 39% -я-магнитный КПД 1 I I

Рис.14. Зависимость числа кристаллов N от кратности магнитной обработки А" для аппаратов г]л1= 18% и //Л,=39% Ьт= 108 мм:

а) - пластиковый трубопровод;

б) - металлический трубопровод

В пятой главе «Технико-экономическое обоснование модульного аппарата магнитной обработки воды» дано технико-экономическое обоснование модульного АМОВ. Стоимость спроектированного устройства не превышает

19000 р. Чистый дисконтированный доход за 3 года составляет 18320. Срок

окупаемости 2,7 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель на основе метода конечных элементов, позволяющая моделировать магнитную систему модульного АМОВ в трехмерном пространстве.

2. Установлено, что у полюсных наконечников с размерами: а=45°; 5 = 10мм; 1г„„ = 4мм; 1„„ = 57 мм, происходит наилучшее перераспределение магнитного потока в рабочую зону, а магнитный КПД достигает 39%.

3. На основе разработанной методики инженерного расчета спроектирован линейный ряд противонакипных устройств на диаметры труб: 25...219 мм имеющих наибольший магнитный КПД и рекомендуемых для применения в тепловодосистемах животноводческих объектов;

4. Использование материалов с высокой магнитной проницаемостью для изготовления магнитопровода аппарата позволило увеличить магнитный КПД до //„=51%.

5. Установлено, что при прохождении воды через магнитное поле, созданное аппаратом с магнитным КПД 39%, количество кристаллов образующихся в толще воды возрастает в 4-5раз по сравнению с необработанной водой.

6. Увеличение магнитного КПД приводит к лучшему перераспределению магнитных потоков в рабочую зону и, тем самым, снижает кратность обработки с 5 до 4 раз.

7. Чистый дисконтированный доход в процессе производства модульного АМОВ составляет 18320 руб., а срок окупаемости не превышает 2,7 года, это позволяет говорить об эффективности инвестирования разработки данного устройства.

Основное содержание работы опубликовано в следующих работах: Публикации в изданиях перечня БАК

1. Кофанов, Д.Е. Повышение магнитного коэффициента полезного действия для модульных аппаратов магнитной обработки воды [Текст] / Никитенко Г.В., Кофанов Д.Е. // Механизация и электрификация. - 2008. - №3. 34-35с.;

2. Кофанов, Д.Е. Особенности моделирования модульных аппаратов магнитной обработки воды на различные диаметры трубопроводов [Текст] / Никитенко Г.В., Кофанов Д.Е. // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2008. - №1.68-70с.;

Публикации в других изданиях

3. Кофанов, Д.Е. Удельные характеристики модульных аппаратов магнитной обработки воды [Текст] / Никитенко Г.В., Кофанов Д.Е. // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе. - Ставрополь: СтГАУ «АГРУС», 2005. - 56-60с.;

4. Кофанов, Д.Е. Аппарат магнитной обработки воды нового поколения [Текст] / Никитенко Г.В., Кофанов Д.Е. // Методы и технические средства повышения эффективности применения электрической энергии в сельском хозяйстве. - Ставрополь: СтГАУ «АГРУС», 2005. - 87-89с.;

5. Кофанов, Д.Е. Моделирование аппарата магнитной обработки воды в среде программного комплекса А^УБ [Текст] / Никитенко Г.В., Кофанов, Д.Е. // Методы и технические средства повышения эффективности применения электрической энергии в сельском хозяйстве. - Ставрополь: СтГАУ «АГРУС», 2005. - 122-125с.;

6. Кофанов, Д.Е. Расчет обмоточных данных намагничивающей катушки аппарата магнитной обработки вещества [Текст] / Никитенко Г.В., Кофанов, Д.Е. // Методы и технические средства повышения эффективности применения электрической энергни в сельском хозяйстве. -Ставрополь: СтГАУ «АГРУС», 2006. - 17-21с.;

7. Кофанов, Д.Е. Модульный аппарат магнитной обработки вещества на постоянных магнитах [Текст] / Никитенко Г.В., Кофанов Д.Е. // Методы и технические средства повышения эффективности применения электрической энергии в сельском хозяйстве. - Ставрополь: СтГАУ «АГРУС», 2007. - 29-31с.;

8. Кофанов, Д.Е. Повышение магнитного коэффициента полезного действия для модульных аппаратов магнитной обработки воды [Текст] / Никитенко Г.В., Кофанов Д.Е. // Методы и технические средства повышения эффективности применения электрической энергии в сельском хозяйстве. -Ставрополь: СтГАУ «АГРУС», 2007. -31-36с.;

9. Кофанов, Д.Е. Методика выбора геометрических размеров АМОВ на различные диаметры трубопровода [Текст] / Кофанов Д.Е. // Методы и технические средства повышения эффективности применения электрической энергии в сельском хозяйстве. - Ставрополь: СтГАУ «АГРУС», 2009. - 63-67с.;

Патенты РФ

10. Патент РФ на изобретение №2300502, МПК С 02 Б 1/48. Аппарат магнитной обработки воды [Текст] / Г.В. Никитенко, И.В. Атанов, Д.Е. Кофанов. Бюл. №16 - 2007;

11. Патент РФ на изобретение №2370454, МПК С02Р 1/48. Модульный аппарат магнитной обработки воды [Текст] / Г.В. Никитенко, Д.Е. Кофанов. Бюл. №29 - 2009.

Подписано в печать 16.11.2009. формат 60x84 Усл. печ. л. 1,0 Гарнитура «Тайме». Печать офсетная. Тираж 100 экз. Заказ № 627.

Налоговая льгота - Общероссийский классификатор продукции ОК 005-93-953000

Издательство Ставропольского государственного аграрного университета «АГРУС», 355017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12. E-niail: agrus@stgau.ru: http:/Ayww.agrus.ru. Тел./факс: (8652) 35-06-94.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии издательско-полиграфического комплекса СтГАУ «АГРУС», г. Ставрополь, ул. Мира, 302.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. МАГНИТНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВОДОПОДГОТОВКИ

1.1 Требования к качеству воды для теплоэнергосистем объектов животноводства.

1.2 Проблемы водоподготовки в котельных объектов животноводства.

1.3 Воздействие магнитного поля на процесс накипеобразования.

1.4 Анализ конструкций аппаратов магнитной обработки воды.

1.5 Выводы.

Глава 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ МОДУЛЬНОГО АМОВ

2.1 Магнитный КПД как критерий совершенствования конструкции

2.2 Математическое моделирование магнитной системы модульного АМОВ в трехмерном пространстве методом конечных элементов.

2.3 Рационализация формы полюсных наконечников модульного АМОВ.

2.4 Зависимость КПД от магнитных свойств материала магнитопровода.

2.5 Выводы.

Глава 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Определения обмоточных данных модульного АМОВ.

3.2 Методика выбора геометрических размеров АМОВ на различные, диаметры трубопровода.

3.3 Математическая обработка результатов эксперимента.

3.4 Выводы.

Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Экспериментальное подтверждение теоретических расчетов магнитной системы

4.2 Исследование структуры солеобразования после. магнитной обработки воды.

4.3 Выводы.

Глава 5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

МОДУЛЬНОГО АППАРАТА МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ

5.1 Расчет затрат на стадии исследования и разработки.

5.2 Определение себестоимости изделия.

5.3 Нахождение капитальных вложений.

5.4 Расчет общих экономических показателей.

Отопление животноводческих объектов, связано с передачей тепла от нагревательных элементов водогрейных установок теплоносителю - воде. Эффективность работы котлоагрегатов напрямую зависит от толщины минеральных отложений (накипи) на теплопередающей поверхности.

Сети теплоснабжения коровников, свинарников и пр. имеют открытый характер и нуждаются в постоянном поступлении подпиточной воды, которая берется из природных источников (открытые водоемы, артезианские скважины).

Образование накипи обусловлено наличием в воде солей ионов кальция (Са" ) и магния (Mg ), которые в результате термического воздействия, осаждаются на внутренней поверхности котла.

Накипь обладает низкой (в 5.40 раз), по сравнению с металлом теплопроводностью и затрудняет передачу тепла котловой воде. Поэтому для достижения необходимой температуры теплоносителя требуется затратить гораздо больше энергии. Образование накипи толщиной в 1мм увеличивает тепловые потери, это приводит к перерасходу топлива до 8-10% на 1мм солевых отложений. Чистка и замена нагревательных элементов отопительного оборудования приводит к дополнительным затратам, что в современных рыночных условиях экономически не выгодно [124].

Водоснабжение животноводческих комплексов осуществляется от артезианских скважин глубокого залегания. Артезианская вода содержит большое количество растворенных карбонатов до 25 - 35 мг-экв/л. Увеличение жесткости обуславливает рост скорости образования минеральных отложений на теплообменных поверхностях. Во избежание нежелательных денежных затрат на чистку и замену отопительного оборудования, до поступления в водогрейную установку жидкость должна подготавливаться.

Снижение солеотложения на теплопередающих поверхностях котельных является актуальной задачей, решение которой позволяет добиться экономии затрат на чистку и замену водогрейных установок.

Химической промышленностью для котельных объектов сельского хозяйства предлагаются ионообменные смолы, заменяющие накипеобразующие элементы на ионы натрия (Na+). Применение данных установок связано с высокими капиталовложениями, а также высокая стоимость реактива, делают данный способ мало пригодным для использования в котельных коровников, свинарников и пр.

Ультразвуковой способ, также позволяет предотвращение накипи на внутренних поверхностях котлов, но наличие высокочастотных колебаний не позволяет применение таких устройств в жилых и животноводческих помещениях.

Воздействие магнитной индукции на молекулярную структуру водно-солевого раствора приводит к генерированию затравочных кристаллов накипеобразователей. В результате, соли не откладываются на нагревательных поверхностях, а вызывают появление шлама, который периодически или непрерывно удаляется из системы [118].

Воздействие магнитного поля не только предотвращает образование новых известковых наслоений, но и приводит к удалению уже существующих на внутренних стенках котлов, трубопроводов и радиаторов водяного отопления. Данный способ позволяет достичь не меньшего, по сравнению с химическими способами, противонакипного эффекта.

Аппараты магнитной обработки воды (АМОВ), выпускаемые серийно отечественными и зарубежными производителями уже доказали свою работоспособность и эффективность. Однако, современные магнитные активаторы из-за особенностей конструкции имеют ряд недостатков. Сечение магнитного зазора в разы меньше сечения трубопровода и в процессе эксплуатации аппарата может засоряться. Несвоевременная очистка проходного отверстия приводит к авариям в системах холодного и горячего водоснабжения, и выходу из строя дорогостоящего оборудования.

Малая величина рабочего зазора приводит к уменьшению производительности всей тепломагистрали. Возникает необходимость покупки нескольких противонакипных устройств и включения их в параллельную работу. Современные аппараты предназначены для монтажа в разрыв трубопровода, что требует остановки водогрейного процесса.

В Ставропольском государственном аграрном университете на кафедре ПЭЭСХ был разработан модульный аппарат магнитной обработки воды (АМОВ), который монтируется на поверхность стальной трубы и диаметр рабочего зазора соответствует внутреннему диаметру трубопровода. Однако, его магнитная система требует доработки с целью повышения противонакипного эффекта, тем самым, улучшая массогабаритные показатели магнитного активатора. Критерием оценки эффективности конструкции был выбран магнитный КПД.

Магнитный КПД показывает соотношение магнитной энергии поля созданного в рабочем зазоре к энергии намагничивающей катушки. Он прямо пропорционален значению магнитной индукции и напряженности поля, которые, в свою очередь, зависят от геометрических размеров магнитопровода.

Противонакипный эффект зависит от параметров магнитного поля в рабочем зазоре, времени воздействия на водно-солевой раствор и скорости движения водного потока.

Цель диссертационной работы: обоснование конструкционно-технологических параметров модульного АМОВ, обеспечивающего противонакипный эффект в системах тепловодоснабжения животноводческих объектов.

Научная гипотеза: повышение магнитного КПД за счет эффективного перераспределения магнитного потока в рабочую зону.

Рабочая гипотеза: перераспределение магнитного потока модульного АМОВ за счет изменения конфигурации и формы полюсных наконечников.

Объект исследования: Магнитная система модульного АМОВ. Вода, прошедшая обработку в магнитном поле.

Предмет исследования: закономерности изменения магнитного КПД, его влияние на свойства воды прошедшей обработку и технико-эксплуатационные показатели модульного АМОВ.

Задачи исследования:

1. Разработать математическую модель, описывающую магнитные процессы, происходящие в магнитной системе модульного АМОВ;

2. Повысить параметры магнитного поля (В и Н) в рабочем зазоре модульного АМОВ (увеличить магнитный КПД);

3. Выявить особенности проектирования модульных АМОВ на различные диаметры трубопроводов с учетом влияния магнитных характеристик материала;

4. Экспериментально подтвердить теоретические расчеты магнитной системы и работоспособность модульного АМОВ и провести экономическую оценку проектируемого противоникипного устройства.

Методы исследований: в работе использованы теоретические основы физики и электротехники, метод конечных элементов, теория планирования научного эксперимента и регрессионного анализа, измерительные приборы (вольт-, ампер-, ом-, тесламетр), графические и вычислительные средства персональных компьютеров.

Научная новизна исследований состоит в уменьшении солеотложения в системе тепловодоснабжения животноводческих объектов достигнутое за счет повышения магнитного потока в рабочую зону путем его эффективного перераспределения в магнитной системе модульного АМОВ, реализация которой позволила:

- создать трехмерную математическую модель на базе полевых методов математической физики, позволяющую рассчитывать магнитную систему модульного АМОВ, а также получать значения магнитной индукции в рабочем зазоре;

- получить теоретические зависимости величины магнитного КПД от геометрических размеров полюсных наконечников;

- установить зависимость геометрических параметров полюсных наконечников модульного АМОВ от диаметра трубопровода;

- выявить оптимальные геометрические параметры полюсных наконечников по критерию наибольшего магнитного КПД.

Практическая значимость работы состоит в том, что использование модульных АМОВ с оптимальными размерами полюсных наконечников позволяет:

- повысить магнитный КПД модульных АМОВ до 39 %;

- увеличить срок службы котельного оборудования за счет снижения солеобразования на нагревательных элементах;

- обосновать модельный ряд модульных АМОВ для различных диаметров трубопровода;

- разработать методику инженерного расчета параметров намагничивающей катушки модульного АМОВ;

- получить экономический эффект от снижения эксплуатационных затрат при использовании и производстве модульного АМОВ.

Апробация работы: основные результаты исследований представлены автором на ежегодных внутривузовских научно-практической конференциях в Ставропольском государственном аграрном университете в период 2004 - 2008г.г.; третьей Российской научно-практической конференции «Физико-технические проблемы создания новых технологий в АПК» СтГАУ, - 2005г.; пятой Международной научной конференции Ставрополь 2004г. в Северо-Кавказсоком государственном техническом университете; научных конференциях в Кубанском государственном аграрном университете в 2008-2009г.г.; Международной выставке-конгрессе «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции», получен диплом 3-ей степени в номинации «Лучший инновационный проект в области производственных технологий» Санкт-Петербург 2008г.

Публикации результатов работы. Основные положения работы опубликованы в 11 печатных работах, в том числе 2 статьи в журналах перечня ВАК, 2 патента РФ на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения с обоснованием задач исследований, 5 глав, основных выводов по работе, списка литературы, включающего 152 наименований и приложения. Общий объем диссертации составляет 156 страниц машинописного текста, включая 61 рисунок 16 таблиц и 13 страниц приложений.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ На основании проделанной научно-исследовательской работы по разработке модульного аппарата магнитной обработки воды, работающих на принципе использования магнитных полей выпучивания, и адаптации их к технологическому процессу предотвращения образования накипи на внутренних стенках нагрева водогрейных котлов и систем трубопроводов горячего и холодного водоснабжения для котельных животноводческих ферм и комплексов, делаются следующие выводы.

1. Разработана математическая модель на основе метода конечных элементов, которая позволяет моделировать магнитную систему модульного АМОВ в трехмерном пространстве.

2. Установлено, что у полюсных наконечников с размерами: ос = 45°; б = 10мм; Ипи = 4мм; 1пн = 57 мм, происходит наилучшее перераспределение магнитного потока в рабочую зону, а магнитный КПД достигает 39%.

3. На основе разработанной методики инженерного расчета спроектирован линейный ряд противонакипных устройств на диаметры труб: 25.219 мм имеющих наибольший магнитный КПД и рекомендуемых для применения в тепловодосистемах животноводческих объектов;

4. Использование материалов с высокой магнитной проницаемостью для изготовления магнитопровода аппарата позволило увеличить магнитный КПД до 77,„=51%.

5. Установлено, что при прохождении воды через магнитное поле, созданное аппаратом с магнитным КПД 39%, количество кристаллов образующихся в толще воды возрастает в 4-5раз по сравнению с необработанной водой.

6. Увеличение магнитного КПД приводит к лучшему перераспределению магнитных потоков в рабочую зону и, тем самым, снижает кратность обработки с 5 до 4 раз.

7. Чистый дисконтированный доход в процессе производства модульного АМОВ составляет 18320 руб., а срок окупаемости не превышает 2,7 года, это позволяет говорить об эффективности инвестирования разработки данного устройства.

1. Александров Г.Н. Теория электрических аппаратов: Учебник для втузов / Александров Г.Н. - М.: Высш. шк., 1985. - 312 с.

2. Алиев И.И. Электротехнический справочник / Алиев И.И. М.: ИП РадиоСофт, 2000. - 384 с.

3. Асатурян В.И. Теория планирования эксперимента: учебн. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1983. - 248 с.

4. Ахмеров У.Ш. Методы индикации магнитной воды / Ахмеров У.Ш., Ведерников А.П., Поленов Л.Ф. Казань: Казань. 1972. - 39с.

5. Ашмарин И.П. и др. Быстрые методы статистической обработки и планирования экспериментов. Л.: Ленингр. ин-т, 1974. - 76 с.

6. Басов К.A. Ansys: справочник пользователя. М.: ДМК Пресс, 2005. -640с.

7. Басов К.A. Ansys в примерах и задачах. М.: КомпьютерПресс, 2003. -224с.

8. Басов К.А. Графических интерфейс комплекса Ansys. М.: ДМК Пресс, 2006.-248с.

9. Басовский Л.Е. Теория экономического анализа / Басовский Л.Е. — М.: ИНФРА М, 2002. - 222 с.

10. Бузников Е.Ф. и др. Производственные и отопительные котельные. М.: Энергия, 1984.-248 с.

11. Бузников Е.Ф. Водогрейные котлы и их применение на электростанциях / Бузников Е.Ф. М.: Энергия, 1965. - 249 с.

12. Бенерджи П. Методы граничных элементов в прикладных науках / Бенерджи П., Баттерфилд Р. М.: Мир, 1984. - 496 с.

13. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учебник для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов / Бессонов Л.А. М.: Высш. шк., 1978.-528 с.

14. Бессонов Jl.А. Теоретические основы электротехники: электромагнитное поле. Учебник для студентов вузов / Бессонов Л.А. М.: Высш.шк., 1978.-231 с.

15. Бинс К. Анализ и расчет электрических и магнитных полей / Бинс К., Лауренсон П. М.: Энергия, 1970. - 376 с.

16. Боревич З.И. Определители и матрицы: Учебное пособие для вузов / Боревич З.И. М.: Наука, 1988. - 184 с.

17. Бреббия К. Методы граничных элементов / Бреббия К., Вроубел Л., Теллесх Ж. -М.: Мир, 1987. 527 с.

18. Бреббия К. Применение метода граничных элементов в технике / Бреббия К., Уокер С. М.: Мир, 1982. - 248 с.

19. Бронштейн И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. М.: наука, 1986. - С. - 568 с.

20. Бугров Я.С. Высшая математика. Дифференциальные уравнения. Кратные интегралы. Ряды. Функции комплексного переменного: Учебник для вузов / Бугров Я.С., Никольский С.М. М.: Наука, 1989. -464 с.

21. Бугров Я.С. Высшая математика. Элементы линейной алгебры и аналитической геометрии / Бугров Я.С., Никольский С.М. М.: Наука, 1988. -224 с.

22. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Колос, 1973. — 199 с.

23. Вержбицкий В.М. Численные методы (математический анализ и обыкновенные дифференциальные уравнения) / Вержбицкий В.М. М.: Высш. шк., 2001. - 382 с.

24. Владимиров B.C. Уравнения математической физики / Владимиров B.C. -М.: Наука, 1981.-512 с.

25. Водяников В.Т. Экономическая оценка средств электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства и систем сельскойэнергетики: учебное пособие / Водяников В.Т. М.: МГАУ, 1997. — 172 с.

26. Вознесенский В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. М.:Статистика, 1974. - 192 с.

27. Гаврилов А.Ф. Загрязнение и очистка поверхностей нагрева котельных установок / Гаврилов А.Ф., Малкин Б.Н. М.:Энергия, 1980. - 328 с.

28. Галлагер, Р. Метод конечных элементов. / Галлагер Р. М.: Мир, 1984. -428 с.

29. Голубцов В.А. Использование магнитного поля для предотвращения накипи в испарителях, работающих на высокоминерализованных водах // Теплоэнергетика / Голубцов В.А., Тебенихин Е.Ф., Клевайчук К.А. № 5.- 1971.-С. 57-59.

30. Голубцов В.А. Удаление шлама при обработке воды магнитным полем в промышленной энергетике / Голубцов В.А. М.: Энергия, 1967. - 13 с.

31. Гордон А. В., Сливинская А Г. Электромагниты переменного тока.— М.: Энергия, 1968.

32. Гордон JI В., Сливинская А. Г. Электромагниты постоянного тока. — М.: Госэнергоиздат, 1960.

33. Грановский В.А., Сирая Т.Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях JL: Энергоатомиздат, 1990. - 288 с.

34. Громогласов А.А. и др. Водоподготовка: процессы и аппараты М.: Энергоатомиздат, 1990.-271 с.

35. Гурницкий В.Н. Магнитом по воде / Гурницкий В.Н., Никитенко Г.В., Атанов И.В, Антонов С.Н. // Изобретатель и рационализатор.- 2001, № 2.- С. 12.

36. Гурницкий В.Н. Магнитная обработка воды / Гурницкий В.Н., Никитенко Г.В. //Жилищное и коммунальное хозяйство. 2003, №2. -С. 40-43.

37. Гурницкий В.Н. Математическое моделирование аппарата магнитной обработки воды / Гурницкий В.Н., Никитенко Г.В. \\ Вестник Уральскогогосударственного технического университета. Екатеринбург. - 2003, № 5(25).- С.217 - 222.

38. Гурницкий В.Н. Применение метода конечных разностей для расчета аппарата магнитной обработкивещества / Гурницкий В.Н., Никитенко Г.В. Сб. науч. тр., СтГАУ. - 2002. - С. 4 - 13.

39. Гурницкий В.Н. Справочное руководство по расчету электромагнитов постоянного тока. 4.1. Расчет магнитных цепей / Гурницкий В.Н. — Алтайский ПИ.- Барнаул, 1975. 142 с.

40. Гурницкий В.Н. Влияние геометрии магнитной системы на интенсивность обработки вещества в электромагнитном поле / Гурницкий В.Н., Никитенко Г.В., Атанов И.В, Антонов С.Н.// Сб. науч. тр., СГСХА. Ставрополь, 2000.- С. 170 - 174.

41. Гурницкий В.Н. Результаты исследования проводимостей воздушных промежутков с различной формой полюсов / Гурницкий В.Н., Никитенко Г.В., Атанов И.В. // Вестник Челябинского государственного аграрного университета.- Челябинск.- 1998, № 28.

42. Гурницкий В.Н. Итоги исследования аппарата магнитной обработки воды (АМОВ) за 2000 год / Гурницкий В.Н., Никитенко Г.В., Атанов И.В, Антонов С.Н. // Сб. науч. тр., СГСХА. Ставрополь, 2002. - С. 72 -73.

43. Гурницкий В.Н. Магнитные технологии в сельскохозяйственном производстве / Гурницкий В.Н., Никитенко Г.В., Атанов И.В. В кн.: Тезисы докладов 62-й научной конференции. - Ставрополь, 1998.

44. Гурницкий В.Н. Влияние магнитного поля на жесткость воды / Гурницкий В.Н., Никитенко Г.В., Атанов И.В, Антонов С.Н. // Физико-техничекие проблемы создания новых технологий в АПК / Сб. науч. тр., СГСХА. Ставрополь, 2001.- Т2. - С. 68 - 69.

45. Демерчян К.С. Моделирование и машинный расчет электрических цепей: Учебное пособие / Демерчян К.С. М.: Высш. шк., 1988.- 335 с.

46. Джордж А. Численное решение больших разряженных систем уравнений / Джордж А., Лю Дж. М.: Мир, 1984. - 334 с.

47. Душкин С.С. Улучшение технологии очистки природных и сточных вод магнитным полем. — Харьковский гос. ун-т., 1988. — 146 с.

48. Евдокимов В.Б. О стохастической природе омагничивания разбавленных водных растворов макромолекул // Физическая химия / Евдокимов В .Б. № 11. - 1969. - С. 2703 - 2712.

49. Жермен-Лакур П. Математика и САПР 2 / Жермен-Лакур П., Жорж П. Л., Пистр Ф., Безье П. М.: Мир, 1989. - 264 с.

50. Зедгинидзе И. Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем. М.: Наука, 1976, 390 с.

51. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике / Зенкевич О., Морган К. -М.: Мир, 1975.-542 с.

52. Зенкевич О. Конечные элементы и аппроксимация / Зенкевич О., Морган К. -М.: Мир, 1986.-318 с.55. 26. Зисман Г.А. Курс общей физики. Электричество и магнетизм / Зисман Г.А., Тодес О.М. М.: Наука, 1969. - 368 с.

53. Зыков А.К. Паровые и водогрейные котлы: Справочное пособие / А.К. Зыков.- М.: Энергия, 1991.- 124 с.

54. Ильин В.П. Численные методы решения задач электрофизики / Ильин В.П.-М.: Наука, 1985. 1985. - 336 с.

55. Ильин В.П. Численные методы решения задач строительной механики / Ильин В.П., Карпов В.В., Масленников A.M. Минск: Высш. шк., 1990. -349 с.

56. Ильинский Н. Ф. Элементы теории эксперимента. — Тр.МЭИ, 1980, 90 с.

57. Калантаров П.Л. Расчет индуктивностей: Справочная книга / Калантаров П.Л. Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 488 с.

58. Карцев В. П. Эксперимент и практика.— М.: Знание, 1974, 64 с.

59. Касандрова О. Н., Лебедев В. В. Обработка результатов наблюдений. М.: Наука, 1970.

60. Каплун А.Б. Ansys в руках инженера: практическое руководство. М.: Едиториал УРСС. 2003 - 272с.

61. Каханер Д. Численные методы и программное обеспечение / Каханер Д., Моулер К., Неш С. М.: Мир, 1998. - 575 с.

62. Катков В.И. Роль ферромагнитных окислов железа при магнитной обработке воды: Вопросы теории и практики магнитной обработки воды и водных систем / Тебенихин Е.Ф., Кишневский В.А. М.: Цветметинформация, 1971. - С. 274 - 283.

63. Киргинцев А.Н К вопросу образования магнетита в магнитных аппаратах // Прикладная химия / Киргинцев А.Н., Соколов В.М., Т. 38. Вып.8.- 1965.-С. 1871 1876.

64. Киргинцев А.Н. О физико-химических изменениях в воде и растворах под действием магнитного поля // Физическая химия / Киргинцев А.Н., Соколов В.М. № 9. - 1966. - С. 2053 - 2508.

65. Кислицын А.Л. Расчет магнитных полей электрических машин методом конечных элементов / Кислицын А.Л., Крицштейн A.M., Солнышкин Н.И., Эрнст А.Д. Саратов: СГУ, - 1980. - 174 с.

66. Классен В.И. Вода и магнит / Классен В.И М.: Наука, 1973.- 110 с.

67. Кулон Ж. САПР в электротехнике / Кулон Ж., Сабоннадьер Ж. М.: Мир, 1988.-208 с.

68. Лапотышкина Н.П. Опыт применения магнитной воды в теплосетях с непосредственным водозабором: Водоподготовка, водный режим и химконтроль на паросиловых установках / Лапотышкина Н.П., Балаханов И.Г., Иванова Г.М. -М.: Энергия. 1972. Вып. 4. С. 44-50.

69. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул учебн. пособие для вузов. 2-е изд. перераб. И доп. - М.: Высш. шк. 1988.-238 с.

70. Маневич Ш.С. Простейшие статистические методы анализа результатов наблюдений и планирования экспериментов. — Казань, 1970. 106 с.

71. Мак-Кракен Д. Численные методы и программирования на фортране / Мак-Кракен Д., Дорн У. М.: Мир, 1977. - 584 с.

72. Мельников А.А. Расчет электромагнитных и температурных полей методом конечных элементов / Мельников А.А. М.: МГИРЭА, 2001. -76 с.

73. Мельников А.А. Математическое моделирование тепловых режимов методом конечных элементов / Мельников А.А. М.: МИРЭА, 2000. - 68 с.

74. Мельников А.А. Расчет электромагнитных и температурных полей методом конечных элементов: Учебное пособие / Мельников А.А. М.: МИРЭА , 2000. - 68 с.

75. Мельников С.В. и др. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С.В. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин.- 2-е изд., перераб. и доп.- Л.: Колос, 1980.- 168с.

76. Миненко В.И. Магнитная обработка водно-дисперсных систем / Миненко В.И. К.: Техника, 1970. - 165 с.

77. Миненко В.И. Магнитная обработка для охлаждения конденсаторов паровых турбин: Водоподготовка, водный режим и химконтроль на паросиловых установках / Миненко В.И. -М.: Энергия, 1978. Вып. 6. С . 136 138.

78. Миненко В.И. Водоподготовка, водный режим и химконтроль на паросиловых установках / Миненко В.И. М.: Энергия, 1978.- 138 с.

79. Митчелл Э. Метод конечных элементов для уравнений с частными производными / Митчелл Э., Уэйт Р. М.: Мир, 1981. - 216 с.

80. Никитенко А.Г. Автоматизированное проектирование электрических аппаратов / Никитенко А.Г. — М.: Высш. шк., 1983. — 192 с.

81. Никитенко А.Г. Программирование и применение ЭВМ: в расчетах электрических аппаратов: Учеб. Пособие для вузов по спец. «Электр, аппараты» / Никитенко А.Г., Гринченков В.П., Иваненко А.Н.- М.: Высш. шк., 1990.-231 с.

82. Никитенко А.Г. Расчет электромагнитных механизмов на вычислительных машинах / Никитенко Г.В., Пеккер И.И. М.: Энергия, 1985.-216 с.

83. Никитенко Г.В. Алгоритм расчета аппарата магнитной обработки вещества / Никитенко Г.В., Атанов И.В. // Сб. науч. тр., СГСХА. -Ставрополь, 1996. С. 31 - 35.

84. Никитенко Г.В. Математическая модель аппарата магнитной обработки воды / Никитенко Г.В., Атанов И.В. Сб. науч. тр., СГСХА. - 1998. - С. 59-63.

85. Никитенко Г.В. Программирование расчета магнитных потенциалов внутри аппарата магнитной обработки вещества / Никитенко Г.В., Грибоедов Р.А. В кн.: Тр. СГСХА.- Ставрополь, 2001. - С. 192 - 194.

86. Никитенко Г.В. Применение метода конечных разностей для расчета электромагнитных величин внутренних узлов АМОВ / Никитенко Г.В., Папикян А.Л. В кн.: Тр. СГСХА. - Ставрополь, 2000. - С. 111 - 113.

87. Никитенко Г.В. Применение метода конечных разностей для расчета электромагнитных величин угловых узлов АМОВ / Никитенко Г.В., Сосин А.И. В кн.: Тр. СГСХА. - Ставрополь, 2000. - С. 90 - 92.

88. Никитенко Г.В. Векторный магнитный потенциал на внутренних границах раздела сред / Никитенко Г.В. // Физико-технические проблемысоздания новых технологий в агропромышленном комплексе. -Ставрополь, 2003. Т 3. С. 682 - 686.

89. Никитенко Г.В. Основные элементы оптимизации АМОВ / Никитенко Г.В. // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе. Ставрополь, 2003. Т 3. - С. 690 - 693.

90. Никитенко Г.В. Нахождение уравнений состояния при подключении АМОВ к различным источникам питания / Никитенко Г.В., Грибоедов Р.А. В кн.: Тр. СГСХА. - Ставрополь, 2000. - С. 102 - 104.

91. Никитенко Г.В. Устройство для защиты аппарата магнитной обработки воды / Никитенко Г.В., Петров Д.В. В кн.: Тезисов СГСХА. -Ставрополь, 2000. - С. 110 - 111.

92. Никитенко Г.В. Разработка надтрубного аппарата магнитной обработки воды / Никитенко Г.В., Миргородский Р.А. В кн.: Тр. СГСХА. -Ставрополь, 2001.-С. 197-198.

93. Никитенко Г.В. Исследование температуры нагрева АМОВ / Никитенко Г.В. // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе. Ставрополь, 2003. Т 3. — С. 682 - 686.

94. Никитенко Г.В. Математическое моделирование физических процессов в аппаратах магнитной обработки воды. Ставрополь: СтГАУ «АГРУС», 2003. - 124с.

95. Никитенко Г.В. Аппарат магнитной обработки воды нового поколения / Никитенко Г.В., Кофанов Д.Е. // Методы и технические средства повышения эффективности применения электрической энергии в сельском хозяйтсве. Ставрополь: СтГАУ «АГРУС», 2005. - 87-89с.

96. Никитенко Г.В. Повышение магнитного коэффициента полезного действия для модульных аппаратов магнитной обработки воды / Никитенко Г.В., Кофанов Д.Е. // Механизация и электрификация. 2008. -№3. 34-35с.

97. Никитенко Г.В. Особенности моделирования модульных аппаратов магнитной обработки воды на различные диаметры трубопроводов / Никитенко Г.В., Кофанов Д.Е. // Труды Кубанского государственного аграрного университета. -2008. -№1. 68-70с.

98. Никитенко Г.В. Удельные характеристики модульных аппаратов магнитной обработки воды/ Никитенко Г.В., Кофанов Д.Е. // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе. Ставрополь: СтГАУ «АГРУС», 2005. — 122-126с.

99. Никитенко Г.В. Электромагнитные технологии и технические средства для энергосистем теплоснабжения Ставрополь. СтГАУ «АГРУС», 2006.- 160с.

100. Никольский С.М. Элементы математического анализа: Учебное пособие / Никольский С.М. М.: Наука, 1989. - 224 с.

101. Норри Д. Введение в метод конечных элементов / Норри Д., де Фриз Ж. -М.: Мир, 1981.-304 с.

102. Онищенко Н.П. Эксплуатация котельных установок / Онищенко Н.П. -М.: Агропромиздат, 1987. 352 с.

103. Очков В.Ф. Особенности применения некоторых методов ограничения карбонатных отложений в прямоточных и оборотных системах водоснабжения // Тр. МЭИ / Очков В.Ф., Гузеева А.А., Кашинский В.И. -1980. Вып. 466. С. 39-45.

104. Ш.Поршнев С.В. Компьютерное моделирование физических процессов с -использованием пакета MathCad: Учебное пособие / Поршнев С.В. М.: Горячая линия Телеком, 2002. - 252 с.

105. Ремпель С.И. О механизме явлений при магнитной и высокочастотной водоподготовке // Тр. АКХ им. К.Д. Памфилова / Ремпель С.И., Бураков М.Р. -№4.-1964.-187 с.

106. Сабоннадьер Ж. Метод конечных элементов и САПР / Сабоннадьер Ж., Кулон Ж. М.: Мир, 1989. - 190 с.

107. Сандуляк А.В. Систематизация данных по магнитной обработке воды в энергетике // Изв. Вузов. Энергетика / Сандуляк А.В., Ткаченко С.И. -1980, №4. -С. 125 127.

108. Сегерлинд JL Применение метода конечных элементов / Сегерлинд JI. — М.: Мир, 1979.-392 с.

109. Сильвестер П. Метод конечных элементов для радиоинженеров и инженеров электриков / Сильвестер П., Феррари Р. М.: Мир, 1986. -229 с.

110. Тебенихин Е.Ф. Обработка воды магнитным полем в теплоэнергетике / Тебенихин Е.Ф., Гусев Б.Т. М.: Энергия, 1970. - 142 с.

111. Тебенихин Е.Ф. Безреагентные методы обработки воды в энергоустановках / Тебенихин Е.Ф. М.: Энергия, 1985. - 144 с.

112. Тебенихин Е.Ф. О кристаллизации модификаций карбоната кальция // Неорганическая химия / Тебенихин Е.Ф., Гусев Б.Т № 6. - 1966. — С. 1484- 1486.

113. Тебенихин Е.Ф. Влияние магнитного поля на накипеобразователи // Электрические станции / Тебенихин Е.Ф., Гусев Б.Т № 8. - 1968. — С. 49 - 52.

114. Тебенихин Е.Ф. Экспресс контроль за обработкой котловой воды магнитным полем// Энергетик / Тебенихин Е.Ф., Пронина З.Ф. - № 1. — 1974.-С. 24-27.

115. Тебенихин Е.Ф. Влияние магнитного поля на коррозию стали в агрессивной среде // Теплоэнергетика / Тебенихин Е.Ф., Пронина З.Ф., Рыбальченко B.C. № 10. - 1972. - С. 69-73.

116. Тебенихи Е.Ф. и др. Контроль за обработкой воды магнитным полем // Тр. МЭИ, 1980. Вып. 466. С. 79-82.

117. Тебенихин Е.Ф. Воздействие магнитного и ультразвукового полей на величину отложений в конденсаторах турбин ТЭС // Тр. МЭИ / Тебенихин Е.Ф., Старовойтов B.C., Чуканова A.M. 1981. Вып. 526. С. 68-70.

118. Тебенихин Е.Ф. Безреагентные методы обработки воды в энергоустановках / Тебенихин Е.Ф. М.:Энергия, 1977. - 183 с.

119. Тихонов А.Н., Уфимцев Н.В. Статистическая обработка результатов экспериментов.: Учебн. пособие -М.: Моск. ин-т, 1988. 174с.

120. Тьюки Д. В. Анализ результатов наблюдений (разведочный анализ). — М.: Мир, 1981,-693 с.

121. Чигарев А.В. Ansys для инженеров: справочное пособие. — М.: Машиностроение-1, 2004. 512с.

122. Шенен П. Математика и САПР 1 / Шенен П., Коснар М., Гардан И. М.: Мир, 1988.-204 с.

123. Бурение артезианской скважины Электронный ресурс. Электрон, дан. - [М.].: runet, сор. 2005-2009. - Режим доступа: www.kristalvoda.ru/?section=14.

124. Бурение скважин на воду Электронный ресурс. Электрон, дан. — [М.].: runet, сор. 2005-2009. - Режим доступа: www.geostrom.ru.

125. Виды водяных скважин для систем автономного водоснабжения Электронный ресурс. Электрон, дан. - [М.].: runet, сор. 2005-2009. -Режим доступа: www.bore.ru/types.htm.

126. Водоподготовка Электронный ресурс. Электрон, дан. - [М.].: runet, сор. 2005-2009. - Режим доступа: www.aquafi-eshsystems.ru/article03 p2.htm.

127. Газовые котлы. Каталог статей об отопительном оборудовании Электронный ресурс. Электрон, дан. - [М.].: runet, сор. 2005-2009. — Режим доступа: www.catalog.expoelectro.ru/article-45.html.

128. Гидромагнитные системы Электронный ресурс. — Электрон, дан. -[М.].: runet, сор. 2005-2009. Режим доступа: www.eniris.ru.

129. Ионообменные смолы ИОС Электронный ресурс. - Электрон, дан. -[М.].: runet, сор. 2005-2009. - Режим доступа: www.smoly.ru/kationit.html.

130. К пониманию сущности магнитной обработки воды как наиболее перспективного метода безреагентной водоподготовки Электронный ресурс. Электрон, дан. - [М.].: runet, сор. 2005-2009. - Режим доступа: www.promelectro.net/produkt.php?act=descr.

131. Колодезная, родниковая, ключевая, артезианская вода Электронный ресурс. Электрон, дан. - [М.].: runet, сор. 2005-2009. - Режим доступа: www.o8ode.m/article/oleg2/kolodeznaarodnikovaaklu4evaaartezianckaa voda.htm.

132. Магнитная и гидроциклонная обработка воды, системы водоочистки Электронный ресурс. Электрон, дан. - [М.].: runet, сор. 2005-2009. -Режим доступа: www.mbckema.ru.

133. Магнитные преобразователи воды Электронный ресурс. Электрон, дан. — [М.].: runet, сор. 2005-2009. - Режим доступа: www.mwsys.ru.

134. Отопительные котлы Buderus, Viessmann: газовые, твердотопливные, дизельные, паровые, электрические водогрейные котлы Электронный ресурс. Электрон, дан. - [М.].: runet, сор. 2005-2009. - Режим доступа: www.kotlol.ru.

135. Приборы от накипи «ТЕРМИТ» Электронный ресурс. Электрон, дан. - [М.].: runet, сор. 2005-2009. - Режим доступа: www.a-tec.ru.

136. Регенерация ионообменных смол Электронный ресурс. Электрон, дан. — [М.].: runet, сор. 2005-2009. - Режим доступа: www.sofltwater.ru/art02.php.

137. Системы очистки воды для бытовых и производственных целей Электронный ресурс. Электрон, дан. - [М.].: runet, сор. 2005-2009. -Режим доступа: www.aqua-club.ru.

138. Системы магнитной обработки воды Электронный ресурс. — Электрон, дан. [М.].: runet, сор. 2005-2009. - Режим доступа: www.runga.ru.

139. Фильтры для воды, водоподготовка, очистка воды Электронный ресурс. Электрон, дан. - [М.].: runet, сор. 2005-2009. - Режим доступа: www.waterking.ru.

140. Электромагнитная обработка воды в деталях Электронный ресурс. -Электрон, дан. [М.].: runet, сор. 2005-2009. - Режим доступа: www.ekos-t.ru/docs.htm.

141. Электромагнитные технологии обработки воды Электронный ресурс. — Электрон, дан. [М.].: runet, сор. 2005-2009. - Режим доступа: http://www.energotrust.ru/catalog.aspx?id=16.

142. Энерготеплосистемы Электронный ресурс. — Электрон, дан. [М.].: runet, сор. 2005-2009. - Режим доступа: www.kotloved.ru/santechnik.html.

143. Перспективные технологии и новые разработки Электронный ресурс. -Электрон, дан. [М.].: runet, сор. 2005-2009. - Режим доступа: http://www.sibpatent.ru/default.asp?khid=30506&code=688539&sort=2.

144. Дьяконов В. Mathcad 8/2000: специальный справочник / Дьяконов В. — С. Петербург: Питер, 2001. - 592 с.157