Силовий вплив кругового обертового магнітного поля циліндричного електричного індуктора на феромагнітну частинку в технологічних реакторах

Автор(и)

  • Генріх Аронович Польщіков Приватне акціонерне товариство «Науково-дослідний і конструкторсько-технологічний інститут емальованого хімічного обладнання і нових технологій Колан», Україна https://orcid.org/0009-0001-2197-2373
  • Павло Борисович Жуков Приватне акціонерне товариство «Науково-дослідний і конструкторсько-технологічний інститут емальованого хімічного обладнання і нових технологій Колан», Україна https://orcid.org/0009-0005-5661-0275

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2023.293005

Ключові слова:

електромагнітні млини, кругове поле, циліндричний індуктор магнітного поля, феромагнітні частинки, намагніченість, магнітні сили

Анотація

Об'єктом дослідження є силовий вплив кругового магнітного поля циліндричних індукторів з обмотками змінного струму на виконавчий елемент технологічних реакторів – феромагнітну частинку. Технології з використанням обертового магнітного поля та феромагнітних частинок (ОМП і ФЧ) знаходять дедалі ширше застосування в промисловості, у пристроях тонкого та надтонкого помелу, перемішування й активації, у будівельній та хімічній індустрії, в енергозберігаючих та екологічних системах.

У виконаних раніше дослідженнях авторами запропоновано методику розрахунку силового впливу на феромагнітні частинки (ФЧ) еліптичного обертового магнітного поля (ОМП) зовнішнього циліндричного індуктора із симетричною обмоткою змінного струму. У цій роботі на основі цієї методики виводяться й аналізуються формули силового впливу на ФЧ основної гармоніки ОМП циліндричних індукторів із різним числом пар полюсів.

Показано, що для магнітотвердої (Hard-magnetic) і насиченої магнітом'якої (soft-magnetic) частинки в круговому полі циліндричного індуктора з числом пар полюсів, більшим за одиницю, модуль магнітної сили зсуву не залежить від орієнтації магнітного моменту феромагнітної частинки, а напрямок дії цієї сили визначається кутом між вектором індукції кругового поля та магнітним моментом частинки. При збереженні подібності індукторів і рівності в них амплітуди магнітної індукції на поверхні розточки індуктора магнітна сила зміщення не зберігає подібності, зокрема при збереженні значень магнітного моменту частинки ця сила обернено пропорційна радіусу розточки циліндричного індуктора.

Наведено приклади застосування формул для розрахунку відношення сил зміщення до ваги частинки та розрахунку сил для ненасиченої магнітом'якої (soft-magnetic) частинки, де через залежність магнітного моменту від величини поля розрахункові формули видозмінюються та набувають дещо іншого вигляду, ніж формули для частинки з незмінним модулем магнітного моменту.

Результати роботи будуть корисними для інженерів і дослідників, зайнятих дослідженнями, розробленням, проєктуванням та експлуатацією реакторів з технологіями ОМП і ФЧ.

Біографії авторів

Генріх Аронович Польщіков, Приватне акціонерне товариство «Науково-дослідний і конструкторсько-технологічний інститут емальованого хімічного обладнання і нових технологій Колан»

Завідувач сектору електромагнітних пристроїв (на пенсії)

Відділ апаратів з вихровим перемішуванням

Павло Борисович Жуков, Приватне акціонерне товариство «Науково-дослідний і конструкторсько-технологічний інститут емальованого хімічного обладнання і нових технологій Колан»

Інженер-електромеханік (на пенсії)

Посилання

  1. Moerland, C. P., van IJzendoorn, L. J., Prins, M. W. J. (2019). Rotating magnetic particles for lab-on-chip applications – a comprehensive review. Lab on a Chip, 19 (6), 919–933. doi: https://doi.org/10.1039/c8lc01323c
  2. Logvinenko, D. D., Shelyakov, O. P., Pol’shchikov, G. A. (1974). Determination of the main parameters of vortex bed apparatus. Chemical and Petroleum Engineering, 10 (1), 15–17. doi: https://doi.org/10.1007/bf01146127
  3. GlobeCore Transformer Oil Purification Equipment, Bitumen Equipment. Available at: https://globecore.com/ Last accessed: 22.09.2023
  4. Oberemok, V. M. (2010). Elektromahnitni aparaty z feromahnitnymy robochymy elementamy. Osoblyvosti zastosuvannia. Poltava: RVV PUSKU, 201. Available at: http://dspace.puet.edu.ua/handle/123456789/6536
  5. Ogonowski, S. (2021). On-Line Optimization of Energy Consumption in Electromagnetic Mill Installation. Energies, 14 (9), 2380. doi: https://doi.org/10.3390/en14092380
  6. May, F. (2017). Electromagnetic Intensification of Heavy Metal Removal and Wastewater Decontamination. Water Today, 32–38.
  7. Styła, S. (2017). A New Grinding Technology Using an Electromagnetic Mill – Testing the Efficiency of the Process Econtechmod. An International Quarterly Journal, 6 (1), 81–88.
  8. Litinas, A., Geivanidis, S., Faliakis, A., Courouclis, Y., Samaras, Z., Keder, A. et al. (2020). Biodiesel production from high FFA feedstocks with a novel chemical multifunctional process intensifier. Biofuel Research Journal, 7 (2), 1170–1177. doi: https://doi.org/10.18331/brj2020.7.2.5
  9. Kazak, O., Halbedel, B. (2023). Correlation of the Vector Gradient of a Magnetic Field with the Kinetic Energy of Hard Magnetic Milling Beads in Electromechanical Mills. Chemie Ingenieur Technik, 95 (10), 1615–1622. doi: https://doi.org/10.1002/cite.202200183
  10. Polshchikov, G. A., Logvinenko, D. D., Zhukov, P. B. (1975). Nekotorye voprosy rascheta i proektirovaniia apparatov s vikhrevym sloem. NIIKhIMMASh. Oborudovanie s ispolzovaniem razlichnykh metodov intensifikatcii protcessov. Moscow, 71, 128–141.
  11. Makarchuk, O., Calus, D., Moroz, V. (2021). Mathematical model to calculate the trajectories of electromagnetic mill operating elements. Tekhnichna Elektrodynamika, 2021 (2), 26–34. doi: https://doi.org/10.15407/techned2021.02.026
  12. Całus, D. (2023). Experimental Research into the Efficiency of an Electromagnetic Mill. Applied Sciences, 13 (15), 8717. doi: https://doi.org/10.3390/app13158717
  13. Polshchikov, G. A., Zhukov, P. B. (1975). O dvizhenii magnitnoi chastitcy v apparate s vikhrevym sloem. Khimicheskoe mashinostroenie (respublikanskii mezhvedomstvennyi nauchno-tekhnicheskii sbornik). Kyiv: Tekhnika, 22.
  14. Keskiula, V. F., Ristkhein, E. M. (1965). Vozmozhnye sistemy magnitoprovoda i obmotok induktcionnykh vrashchatelei. Trudy Tallinskogo politekhnicheskogo instituta. Seriia A., 231, 69–85.
  15. Polivanov, K. M., Levitan, S. A. (1966). Ob odnoi zadache rascheta vrashchaiushchegosia magnitnogo polia. Elektrotekhnika, 12, 5–7.
  16. Levitan, S. A., Syrkin, V. G., Tolmasskii, I. S. (1969). Primenenie vrashchaiushchegosia magnitnogo polia dlia ulavlivaniia vysokodispersnogo ferromagnitnogo poroshka. Elektronnaia obrabotka materialov, 2 (26), 55–59.
  17. Koniaev, A. Iu., Bagin, D. N. (2021). Modelirovanie i issledovanie elektromagnitnykh smesitelei poroshkovykh materialov. Vestnik PNIPU. Elektrotekhnika, informatcionnye tekhnologii, sistemy upravleniia, 38, 129–147.
  18. Polivanov, K. M. (1969). Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki, ch. 3. Moscow, 352.
  19. Polivanov, K. M. (1957). Ferromagnetiki. Moscow, Leningrad: Gosenergoizdat, 256.
  20. Logvinenko, D. D., Sheliakov, O. P. (1976). Intensifikatciia tekhnologicheskikh protcessov v apparatakh s vikhrevym sloem. Kyiv: Tekhnіka, 144.
Force effect of a circular rotating magnetic field of a cylindrical electric inductor on a ferromagnetic particle in process reactors

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-12-14

Як цитувати

Польщіков, Г. А., & Жуков, П. Б. (2023). Силовий вплив кругового обертового магнітного поля циліндричного електричного індуктора на феромагнітну частинку в технологічних реакторах. Technology Audit and Production Reserves, 6(1(74), 34–40. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2023.293005

Номер

Том 6 № 1(74) (2023): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Технології та системи енергопостачання

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Henrikh Polshchikov, Pavlo Zhukov

Creative Commons License

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.