Визначення розподілу силової функції в робочій зоні магнітного дискового сепаратора
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.181043Ключові слова:
постійний магніт, силова функція, магнітна система, магнітний сепаратор, розвантажувальний дискАнотація
Проведено дослідження розподілу магнітної силової функції в робочій зоні дискового сепаратора нової конструкції, призначеного для очищення дрібнодисперсних сипких речовин, що транспортується стрічковим конвеєром, від небажаних феромагнітних домішок. Показано, що для створення в робочому об’ємі сепаратора необхідної топології магнітного поля та підвищення його енергоефективності доцільним є використання постійних магнітів. Обґрунтовано, що основною перевагою запропонованого пристрою на постійних магнітах є можливість самоочищення поверхні немагнітного обертового розвантажувального диску. Для вирішення основних задач дослідження застосований метод скінченних елементів, реалізований у програмному середовищі COMSOL Multiphysics. Досліджувалась магнітна силова функція, що діє на багатодоменні феромагнітні частинки. У зв’язку зі складністю просторової геометрії розподілу силового поля в робочій зоні дискового магнітного сепаратора розроблена тривимірна модель магнітної системи. Визначений вплив величини повітряного проміжку та, відповідно, ефективної довжини сектороподібних постійних магнітів на розподіл силової магнітної функції в робочій зоні. Показано, що при зміні повітряного проміжку змінюється як розподіл силової функції по висоті робочої зони, так і величина силової дії. Надано рекомендації щодо використання магнітних систем з різними зазорами. Встановлено, що при вилученні феромагнітних включень має значення рівномірність розподілу силової функції в напрямку розгортання спіралі магнітів. Доведено, що магнітні системи з малими зазорами доцільно використовувати в сепараторах без розвантажувального диску. В цьому випадку магнітна система може встановлюватися у безпосередній близькості до матеріалу, що сепарується, а очищення поверхні постійних магнітів здійснюватися вручну по мірі накопичення на них вилучених феромагнітних включень. В результаті проведеного дослідження визначено раціональний розмір повітряного міжполюсного проміжку, що забезпечує максимальну величину силової дії та, відповідно, більш ефективну роботу магнітного сепаратора
Посилання
- Mikhailov, V. M., Sen’kov, A. P. (2017). The Use of Permanent-Magnet Machines in Ship Electrical Systems. Russian Electrical Engineering, 88 (12), 814–817. doi: https://doi.org/10.3103/s1068371217120112
- Xu, L., Lin, M., Fu, X., Li, N. (2016). Analysis of a Double Stator Linear Rotary Permanent Magnet Motor With Orthogonally Arrayed Permanent Magnets. IEEE Transactions on Magnetics, 52 (7), 1–4. doi: https://doi.org/10.1109/tmag.2016.2527634
- Grebennikov, V. V. (2011). Elektrogeneratory s postoyannymi magnitami dlya vetroustanovok i mikro-GES. Hidroenerhetyka Ukrainy, 1, 43–48.
- Furlani, E. P. (2001). Permanent Magnet and Electromechanical Devices. Materials, Analysis, and Applications. Academic Press, 518. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-269951-1.x5000-1
- Strnat, K. J. (1990). Modern permanent magnets for applications in electro-technology. Proceedings of the IEEE, 78 (6), 923–946. doi: https://doi.org/10.1109/5.56908
- Bulyzhev, E. M., Menshov, E. N., Dzhavakhiya, G. A. (2011). Modeling of the field permanent magnet. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk, 13 (4), 106–110.
- Lungu, M., Schlett, Z. (2001). Vertical drum eddy-current separator with permanent magnets. International Journal of Mineral Processing, 63 (4), 207–216. doi: https://doi.org/10.1016/s0301-7516(01)00047-3
- Nedelcu, S., Watson, J. H. P. (2002). Magnetic separator with transversally magnetised disk permanent magnets. Minerals Engineering, 15 (5), 355–359. doi: https://doi.org/10.1016/s0892-6875(02)00043-2
- Zagirnyak, M., Shvedchikova, I., Miljavec, D. (2011). Forming a genetic record of cylindrical magnetic separator structures. Przegląd elektrotechniczny (Electrical Review), 3, 220–223.
- Li, Y., Yang, F. (2016). Research Progress and Development Trend of Permanent Magnetic Separators in China and Abroad. DEStech Transactions on Engineering and Technology Research. doi: https://doi.org/10.12783/dtetr/icvme2016/4873
- Lungu, M. (2009). Separation of small nonferrous particles using a two successive steps eddy-current separator with permanent magnets. International Journal of Mineral Processing, 93 (2), 172–178. doi: https://doi.org/10.1016/j.minpro.2009.07.012
- Gómez-Pastora, J., Xue, X., Karampelas, I. H., Bringas, E., Furlani, E. P., Ortiz, I. (2017). Analysis of separators for magnetic beads recovery: From large systems to multifunctional microdevices. Separation and Purification Technology, 172, 16–31. doi: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2016.07.050
- Camacho, J. M., Sosa, V. (2013). Alternative method to calculate the magnetic field of permanent magnets with azimuthal symmetry. Revista Mexicana de F´ısica, 59, 8–17.
- Sandulyak, A. A., Ershov, D. V., Oreshkin, D. V., Sandulyak, A. V. (2013). Characteristics of magnetic field induction inside a module of a magnetic separator. Vestnik MGSU, 5, 103–111.
- Kilin, V. I., Kilin, S. V. (2008). K vyboru polyusnogo shaga magnitnyh sistem separatorov dlya suhogo obogashcheniya. Obogashchenie rud, 6, 14–18.
- Zeng, S., Zeng, W., Ren, L., An, D., Li, H. (2015). Development of a high gradient permanent magnetic separator (HGPMS). Minerals Engineering, 71, 21–26. doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2014.10.009
- Karlov, A., Kondratenko, I., Kryshchuk, R., Rashchepkin, A. (2014). Magnetic system with permanent magnets for localization magnetic nanoparticles in a given region of the biological environments. Elektromekhanichni i enerhozberihaiuchi systemy, 4 (28), 79–85.
- Kirilenko, A. V., Chekhun, V. F., Podoltsev, A. D., Kondratenko, I. P., Kucheryavaya, I. N., Bondar, V. V. (2012). Motion of magnetic nanoparticles in flowing liquid under the action of static magnetic field. Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2, 186–196.
- Brauer, J. R. (2015). Magnetic nanoparticle simulation. ANSYS ADVANTAGE, 9 (1), 47–50.
- Berry, C. C., Curtis, A. S. G. (2003). Functionalisation of magnetic nanoparticles for applications in biomedicine. Journal of Physics D: Applied Physics, 36 (13), R198–R206. doi: https://doi.org/10.1088/0022-3727/36/13/203
- COMSOL Multiphysics, version 3.5а. AC/DC Module Reference Guide. Available at: https://www.comsol.com/
- Dimova, T., Aprahamian, B., Marinova, M. (2019). Research of the Magnetic Field Inside a Drum Separator With Permanent Magnets. 2019 16th Conference on Electrical Machines, Drives and Power Systems (ELMA). doi: https://doi.org/10.1109/elma.2019.8771679
- Shvedchikova, I. A., Zemzulin, M. A. (2013). The research of magnetic field distribution in the disk separator with magnetic system of spiral type. Elektromekhanichni i enerhozberihaiuchi systemy, 2 (22), 18–24.
- Gerlici, J., Shvedchikova, I. A., Nikitchenko, I. V., Romanchenko, J. A. (2017). Investigation of influence of separator magnetic system configuration with permanent magnets on magnetic field distribution in working area. Electrical Engineering & Electromechanics, 2, 13–17. doi: https://doi.org/10.20998/2074-272x.2017.2.02
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Iryna Shvedchykova, Inna Melkonova, Hryhorii Melkonov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
