Καθαρισμός του νερού από τη καταβύθιση ανθρακικού ασβεστίου σε διεπιφάνεια στερεού-υγρού, υπό την επίδραση μαγνητικού πεδίου μέσα σε τυρβώδη ροή

Βοσκάκης, Ιωάννης; Voskakis, Ioannis

dc.contributor.author	Βοσκάκης, Ιωάννης	el
dc.contributor.author	Voskakis, Ioannis	en
dc.date.accessioned	2022-10-31T07:59:49Z
dc.date.available	2022-10-31T07:59:49Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56031
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23729
dc.rights	Default License
dc.subject	Magnetic water treatment	en
dc.subject	Turbulent flow	en
dc.subject	Polymorphic transformation	en
dc.subject	Calcite	en
dc.subject	Aragonite	en
dc.subject	Καθαρισμός του νερού με μαγνητικό πεδίο	el
dc.subject	Τυρβώδης ροή	el
dc.subject	Μετατροπή κρυσταλλικής δομής	el
dc.subject	Ασβεστίτης	el
dc.subject	Αραγωνίτης	el
dc.title	Καθαρισμός του νερού από τη καταβύθιση ανθρακικού ασβεστίου σε διεπιφάνεια στερεού-υγρού, υπό την επίδραση μαγνητικού πεδίου μέσα σε τυρβώδη ροή	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Magnetic engineering	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-06-28
heal.abstract	Η εφαρμογή εξωτερικού μαγνητικού πεδίου σχετικά υψηλής έντασης (~0.4Τ) στη ροή του νερού, ευνοεί τη κατακρήμνιση του ανθρακικού ασβεστίου με τη μορφή του αραγωνίτη έναντι του ασβεστίτη, στα τοιχώματα του σωλήνα. Χωρίς τη παρουσία του πεδίου, ο σχηματισμός του ασβεστίτη συμβαίνει σε χαμηλότερη ενεργειακή στάθμη από το σχηματισμό του αραγωνίτη και σε συνηθισμένες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας, ο ασβεστίτης είναι η κυρίαρχη κρυσταλλική μορφή με την οποία συντελείται η καταβύθιση του ανθρακικού ασβεστίου στην διεπιφάνεια στερεού-υγρού. Οι δυνάμεις συνάφειας του αραγωνίτη με το υλικό του τοιχώματος είναι ασθενείς, με αποτέλεσμα οι μικρο-δομές του ανθρακικού ασβεστίου να συμπαρασύρονται από τη ροή του νερού. Προϋπόθεση για την εμφάνιση του φαινομένου είναι η παρουσία τυρβώδους ροής, μέσω της οποίας μπορούν να ενισχυθούν οι αυθόρμητα εμφανιζόμενες μαγνητικές διακυμάνσεις, που αναπτύσσονται εντός της ροής του νερού, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται οι κατάλληλες θερμοδυναμικές συνθήκες για το σχηματισμό του αραγωνίτη. Με την εφαρμογή του μαγνητικού πεδίου, υπάρχουν ενδείξεις, ότι συντελείται αποδόμηση των σχηματισμών του ασβεστίτη που βρίσκονται σε επαφή με τη ροή, φαινόμενο στο οποίο επικεντρώνεται και η έρευνα της παρούσας εργασίας. Στις επιφάνειες όπου οι δομές του ανθρακικού ασβεστίου βρίσκονται σε επαφή με το νερό, έχει παρατηρηθεί αλλαγή φάσης από ασβεστίτη σε αραγωνίτη, η οποία δύναται να προκαλέσει το θρυμματισμό της κρυσταλλικής δομής και τη σταδιακή αποδόμηση των καθαλατώσεων. Για τα πειράματα χρησιμοποιήθηκε νερό βρύσης, σχετικά μεγάλης σκληρότητας, το οποίο ανακυκλώνονταν σε κλειστό υδραυλικό δίκτυο. Οι δοκιμές έγιναν σε μικρού μεγέθους δοκίμια που τοποθετήθηκαν εντός της ροής του νερού. Παρατηρήθηκε αρχικά ότι η επιβολή μαγνητικού πεδίου εμποδίζει την εναπόθεση του CaCO3 , ενώ επόμενη δοκιμή έδειξε μείωση του βάρους των επικαθίσεων. Απαιτείται ωστόσο περαιτέρω έρευνα για τη παροχή ισχυρότερων ενδείξεων, σχετικά με την εμφάνιση του φαινομένου της αλλαγής φάσης από ασβεστίτη σε αραγωνίτη.	el
heal.abstract	The application of an external magnetic field of relatively high intensity (~0.4T) to the water flow, favors the precipitation of calcium carbonate in the form of aragonite versus calcite, on the walls of the tube. Without the presence of the field, the formation of calcite occurs at a lower energy level than the formation of aragonite, and in normal conditions of pressure and temperature, calcite is the predominant crystalline form with which the precipitation of calcium carbonate on the solid-liquid interface occurs. The forces of affinity with the wall material are weak, as a result of which the micro-structures of calcium carbonate are carried away by the flow of water. A prerequisite for the appearance of the phenomenon is the presence of turbulent flow, through which the spontaneously occurring magnetic fluctuations that develop within the water flow can be enhanced, resulting in the creation of appropriate thermodynamic conditions for the formation of aragonite. With the application of the magnetic field, there are indications that there is a degradation of the calcite formations that are in contact with the flow, a phenomenon on which the research of the present work is also focused. On surfaces where calcium carbonate structures are in contact with water, a phase change has been observed from calcite to aragonite, which may cause the fragmentation of the crystalline structure and the gradual degradation of desalination. For the experiments, tap water, of relatively high hardness, was used, which was recycled in a closed hydraulic network. The tests were conducted on small test pieces placed within the water flow. It was initially observed that the imposition of a magnetic field prevents the deposition of CaCO3 , while a subsequent test showed a reduction in the weight of deposits. However, further research is needed to provide stronger evidence of the phenomenon of phase change from calcite to aragonite.	en
heal.advisorName	Χριστοφόρου, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Χριστοφόρου, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Γκόνος, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Τσαραμπάρης, Παναγιώτης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Επικοινωνιών, Ηλεκτρονικής και Συστημάτων Πληροφορικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	77 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false