The object of research, development or design (in Russian) : система магнитной обработки воды

The object of research, development or design (in Kazakh) : магнитті суды өңдеу жүйесі

Aim of work (in Russian) : Цель проекта – разработать комплексную систему для магнитной обработки технической воды с целью снижения образования накипи на поверхности нагрева теплоэнергетического оборудования за счет использования комбинации импульсных электромагнитов и постоянных магнитов

Aim of work (in Kazakh) : Жобаныңмақсаты – импульстік электромагниттердің және тұрақты магниттердің комбинациясын қолдану арқылы жылуэнергетикалық жабдығының қыздыру бетінде қақтардың пайда болуын азайту мақсатында технологиялық суды магниттік тазартудың кешенді жүйесі нәзірлеу.

Методы исследования (на русском) : Проект носит прикладной характер и направлен на решение проблем в сферах энергетики и экологии, поэтому основой проведенных исследований являются эмпирические исследования. Основой является практический эксперимент с использованием опытного образца. В проекте использованы методы вычислительной математики, физики и компьютерного моделирования различных процессов. Для достижения цели выбраны стратегия и подход к проведению исследований. После первичного анализа данных и описания устройства, а также разработки технического задания для создания опытного образца, проводились теоретические и экспериментальные этапы. Выполнялись численные исследования с помощью прикладных программ (Matlab, Ansys и COMSOL Multiphysics). Созданы математическая и компьютерная модели для исследования процесса распространения электромагнитных волн. Разработана и смоделирована магнитно-резонансная система. Проведено изучение процессов изменения рН фактора за счет электролиза. Все опыты проводились как в статическом положении воды, так и в динамическом состоянии с различной скоростью ее потока. Воспроизведен магнитный и магниторезонансного эффекта воздействия на соли жёсткости, растворенные в воде. Использован модельный метод с поэтапным приближением к объекту исследования. Использован метод четырехполюсника

Методы исследования (на казахском) : Жобақолдан балысипатқаие және энергетика және экология салаларындағы мәселелерді шешуге бағытталған, сондықтан жүргізілетін зерттеулердің негізі эмпирикалық зерттеулер болып табылады. Негізі – прототип Қолданатын практикалық тәжірибе. Жобада есептеу математикасы, физика және әртүрлі процестерді компьютерлік модельдеу әдістер іқолданылады. Мақсат қажету үшін зерттеу жүргізудің стратегиясы мен тәсілітаңдалды. Құрылғының деректері мен сипаттамасын бастап қыталдаудан кейін, сондай-ақ прототип құруға арналған техникалық шарттарды әзірлеуден кейін теориялық және эксперименттік кезең дері өткізілді. Сандық зерттеулер қолдан балы бағдарламалар (Matlab, Ansys және COMSOL Multiphysics) арқылы жүргізілді. Электромагниттік толқындардың таралу процесін зерттеу үшін математикалық және компьютерлік модельдер жасалды. Магниттік резонанс жүйесі әзірленді және моделі жасалынды. Электролизге байланысты рН факторының өзгеру процестері зерттелді. Барлық тәжірибелер судың статикалық күйінде де, әртүрлі ағын жылдамдығы мен динамикалық күйде де жүргізілді. Суда еріген қаттылық тұздарының әсерінен магниттік және магниттік резонанс әсерлері қайташығарылды. Зерттелетін объектіге сатылайтәсілмен модельдік әдіс қолданылды. Төртполюсті әдісіқолданылды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Научной новизной является разработка нового метода подготовки технической воды для систем водо и теплоснабжения основанного на использовании комплексного воздействия магнитных полей на поток движущейся воды. Метод подразумевает использование не только магнитных полей, создаваемых электрическими и постоянными магнитами, но и магнитно-резонансное воздействие на воду при значительных уровнях силы магнитного поля в пределах нескольких Тесла. Использование магнитного воздействия на воду позволит очистить воду и снизить ее жесткость. Так как это является основной причиной возникновения накипи на нагревательных поверхностях. Частичный отказ или исключение использование химикатов позволит сократить уровень загрязнения водных ресурсов, как в промышленности, так и в быту. Принципиальной новизной является новая конструкция комплексного магнитно-резонансного устройства с микропроцессорным управлением процесса обработки воды для снижения ее жесткости.. Получены математическая и компьютерная модели. Разработан и изготовлен опытный образец устройства. Проведены практические измерения показателей жесткости воды при регулировании силы электромагнитов при помощи микропроцессорного управления. Опубликованы 3 статьи в журнале КОКНВО. Опубликована одна статья в рецензируемой базе данных Science Citation Index Expanded WebofScience и (или) не менее 35 Cite Score в базе данных Scopus.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Ғылыми жаңалық-магнит өрістерінің қозғалатын су ағынына кешенді әсерін пайдалануға негізделген су және жылумен жабдықтау жүйелері үшін техникалық суды дайындаудың жаңа әдісін әзірлеу. Бұл әдіс электр және тұрақты магниттер тудыратын магнит өрістерін ғана емес, сонымен қатар магнит өрісінің беріктігінің едәуір деңгейлерінде суға магниттік-резонанстық әсер етуді де қамтиды. Суға магниттік әсерді қолдану суды тазартады және оның қаттылығын төмендетеді. Бұл қыздыру беттерінде масштабтың пайда болуының негізгі себебі болып табылады. Ішінара бас тарту немесе алып тастау химиялық заттарды қолдану өнеркәсіпте де, тұрмыста да су ресурстарының ластану деңгейін төмендетуге мүмкіндік береді. Негізгі жаңалық-оның қаттылығын төмендету үшін суды өңдеу процесінің микропроцессорлық басқаруымен күрделі магнитті-резонанстық құрылғының жаңа дизайны.. Математикалық және компьютерлік модельдер алынды. Құрылғының прототипі әзірленді және жасалды. Микропроцессорлық басқару көмегімен электромагниттердің күшін реттеу кезінде судың қаттылық көрсеткіштерін практикалық өлшеу жүргізілді. КОКНВО журналында 3 мақала жарияланды. Science Citation Index expanded WebofScience және (немесе) Scopus дерекқорында кемінде 35 cite Score рецензияланған дерекқорында бір мақала жарияланды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Конструктивно предлагаемое устройство состоит из отрезка трубопровода, выполненного из немагнитного материала, на котором устанавливаются излучатели, формирующие силовые линии в различных плоскостях к оси потока. Воздействие на воду оказывается различными видами магнитов, которые расположены поверх трубопровода и не контактируют с водой, что позволяет в совокупности достичь более высокого магнитного поля. Предлагаемый метод заключается в комплексном воздействии, при котором одновременно работают различные типы магнитов и магнитно-резонансный излучатель. Силовые магнитные линии являются разнонаправленными и распространяются как поперёк, так и вдоль потока воды. Использование резонатора позволяет создавать кратковременное импульсное воздействие высокой интенсивности магнитного поля в пределах от 2 до 3 Тесла. В теплоэнергетических установках образование накипи создает опасность перегрева и разрыва металла стенки, снижает теплопроизводительность, вызывает перерасход топлива. При толщине слоя накипи 0,5 мм перерасход топлива составляет 1,5 %. При наличии накипи повышается гидравлическое сопротивление теплообменника и возрастают энергозатраты на перекачку продукта. Чистка теплообменной поверхности связана с необходимостью отключения аппарата, установкой дублирующего оборудования. Проект направлен на решение проблемы связанной с образованием накипи и повышением эффективности работы систем водо и теплоснабжения различных предприятий

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Құрылымдық жағына нұсынылы потырған құрылғы магниттік емес материалдан жасалған құбырдыңу часкесінен тұрады, оның үстіне сәулешығарғыштар орнатылып, ағыносіне әртүрлі жазықтықта күшсызық тарын құрайды.Суға әсер ету құбырдың жоғарғы жағында орналасқан және сумен жанаспайтын магниттердің әртүрлі түрлерімен қамтамасыз етіледі, бұл бірге жоғары магнит өрісіне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Ұсынылған әдіс күрделі әсерден тұрады, онда әртүрлі типтегі магниттер мен магниттік резонанс эмиттері бір уақытта жұмыс істейді. Магниттік күш сызықтары көп бағытты және су ағынының бойымен де, бойымен де таралады. Резонаторды пайдалану 2-ден 3 Теслаға дейінгі диапазондағы жоғары қарқынды магнит өрісінің қысқа мерзімді импульстік әсерін жасауға мүмкіндік береді. Жылу электр станцияларында масштабтың пайда болуы металл қабырғаның қызып кету және жарылуы қаупін тудырады, қыздыру өнімділігін төмендетеді және отынның шамадан тыс шығынын тудырады. Шкаланың қабатының қалыңдығы 0,5 мм болса, отынның артық шығыны 1,5% құрайды. Масштаб болған жағдайда жылу алмастырғыштың гидравликалық кедергісі артады және өнімді айдау үшін энергия шығыны артады. Жылу алмасу бетін тазалау құрылғыны өшіру және резервтік жабдықты орнату қажеттілігін қамтиды. Жоба ауқымды қалыптастырумен және әртүрлі кәсіпорындардың су және жылумен жабдықтау жүйелерінің тиімділігін арттырумен байланысты мәселені шешуге бағытталған

Level of implementation (in Russian) : Внедрение не запланировано в первый год реализации проекта

Level of implementation (in Kazakh) : Жобаны іске асырудың бірінші жылында енгізу жоспарланбаған

Efficiency (in Russian) : Мультипликационный эффект, затрагивает разные сферы науки, экономики и экологии.Эффект связан сповышением качества водных ресурсов, их очисткой, а также водоподготовки для систем теплоснабжения.Данная ресурсосберегающая технология пригодна, как для систем водоподготовки тепловых электростанций, так и для различных котельных, а также бытовых водонагревателей. Предложенные устройства для электромагнитной обработки воды могут быть легко масштабированы для любых типов котельных агрегатов, теплообменников и водонагревателей. Экологический эффект заключается в использовании электромагнитного поля вместо химических реагентов, что позволит снизить загрезнение водных ресурсов. Научно- технический эффект будет заключаться в публикации результатов проекта в зарубежных журналах, входящих в базы Web of Science и Scopus, что позволит повысить международный авторитет республики Казахстан в области ресурсосберегающих и экологически чистых технологий. Результаты проекта послужат созданию новой научной школы для подготовки магистрантов и докторантов, что можно отнести к социальному эффекту. Предотвращение накипи и очистка уже образовавшихся отложений позволит повысить эффективность работы котельного и теплообменного оборудования, а также продлить срок его эксплуатации, что можно отнести к экономическому эффекту.

Efficiency (in Kazakh) : Мультфильм әсері ғылымның, экономиканың және экологияның әртүрлі салаларына әсер етеді.Бұл әсер су ресурстарының сапасын жақсартумен, оларды тазартумен, сондай-ақ жылумен жабдықтау жүйелері үшін суды тазартумен байланысты.Бұл ресурс үнемдеу технологиясы жылу электр станцияларының су дайындау жүйелері үшін де, әртүрлі қазандықтар үшін де, тұрмыстық су жылытқыштар үшін де жарамды. Ұсынылған электромагниттік суды өңдеу құрылғыларын қазандық қондырғыларының, жылу алмастырғыштардың және су жылытқыштардың кез келген түріне оңай масштабтауға болады. Экологиялық әсер химиялық реагенттердің орнына электромагниттік өрісті қолдану болып табылады, бұл су ресурстарының ластануын азайтады. Ғылыми-техникалық әсер жоба нәтижелерін Web of Science және Scopus базаларына кіретін шетелдік журналдарда жариялаудан тұрады, бұл Қазақстан Республикасының ресурс үнемдеуші және экологиялық таза технологиялар саласындағы халықаралық беделін арттыруға мүмкіндік береді. Жобаның нәтижелері әлеуметтік әсерге жатқызуға болатын магистранттар мен докторанттарды даярлау үшін жаңа ғылыми мектеп құруға қызмет етеді. Қақтың алдын алу және қалыптасқан шөгінділерді тазарту қазандық пен жылу алмасу жабдықтарының тиімділігін арттыруға, сондай-ақ оның қызмет ету мерзімін ұзартуға мүмкіндік береді, оны экономикалық әсерге жатқызуға болады.

Field of application (in Russian) : Системы водоподготовки предприятий энергетической сферы республики Казахстан. Системы очистки воды и предотвращения накипи для бытовых и промышленных водонагревателей. Проект позволит создать систему водоподготовки без использования химических реагентов или с их минимальной долей, что в конечном итоге позволит сократить загрязнение водных ресурсов.

Field of application (in Kazakh) : Қазақстан Республикасының энергетикалық кәсіпорындары үшін суды тазарту жүйелері. Тұрмыстық және өнеркәсіптік су жылытқыштар үшін суды тазарту және масштабты болдырмау жүйелері. Жоба химикаттарды қолданбай немесе олардыңең аз үлесімен суды тазарту жүйесін жасайды, бұл сайып келгенде су ресурстарының ластануын азайтады.