为技术目的应用磁场
出于技术目的,磁场主要用于:
- 对金属和带电粒子的影响,
- 水和水溶液的磁化,
- 对生物对象的影响。
在第一种情况下 磁场 它用于从金属铁磁杂质中纯化各种食品介质的分离器,以及用于分离带电粒子的设备。
第二,旨在改变水的物理化学性质。
第三——控制生物自然过程。
在使用磁性系统的磁性分离器中,铁磁性杂质(钢、铸铁等)从大块物质中分离出来。有分隔符 永久磁铁 和电磁铁。为了计算磁铁的升力,使用了电气工程一般课程中已知的近似公式。
式中Fm为升力,N,S为永磁体或电磁铁磁路的截面,m2,V为磁感应强度,T。
根据提升力的要求值,确定使用电磁铁时磁感应强度的要求值,磁化力(Iw):
其中I为电磁铁电流,A,w为电磁铁线圈匝数,Rm为磁阻等于
这里lk是磁路的各个截面的长度和材料,m,μk是相应截面的磁导率,H/m,Sk是相应截面的截面,m2,S是磁路的横截面,m2,B是电感,T。
只有电路的非磁性部分的磁阻是恒定的。对于磁性部分,RM 的值是使用磁化曲线找到的,因为这里 μ 是一个变量。
永磁除铁器
最简单和最经济的分离器是带有永磁体的,因为它们不需要额外的能量来为线圈供电。例如,它们在面包店中用于清除面粉中的亚铁杂质。通常,这些分离器中录音机的总提升力应至少为 120 N。在磁场中,面粉应以约 6-8 毫米厚的薄层移动,速度不超过小于 0.5 米/秒。
永磁分离器也有明显的缺点:它们的提升力很小,并且由于磁铁的老化会随着时间的推移而减弱。带电磁铁的分离器没有这些缺点,因为安装在其中的电磁铁由直流电供电。它们的提升力要高得多,并且可以通过线圈电流进行调节。
在图。图 1 显示了用于大块杂质的电磁分离器的示意图。分离物料被送入接收料斗1,并沿输送机2运动至由非磁性材料(黄铜等)制成的驱动滚筒3。滚筒 3 围绕静止的电磁铁 DC 4 旋转。
离心力将物料抛入卸料孔5,铁质杂质在电磁铁4的磁场作用下“粘”在输送带上,离开磁铁作用域后才脱离输送带落入铁杂质卸料孔 6.输送带上的产品层越薄,分离效果越好。
磁场可用于分离分散系统中的带电粒子。这种分离基于洛伦兹力。
其中Fl是作用在带电粒子上的力,N,k是比例因子,q是粒子电荷,C,v是粒子速度,m/s,N是 磁场强度,A/m,a是场矢量与速度矢量的夹角。
带正电和带负电的粒子、离子在洛伦兹力的作用下向相反的方向偏转,另外,速度不同的粒子也在磁场中按照速度的大小进行分选。
米。 1.大块杂质电磁分离器示意图
水磁化装置
近年来进行的大量研究表明,可以有效地应用磁处理水系统——工业水和天然水、溶液和悬浮液。
在水系统的磁处理过程中,会发生以下情况:
- 凝结加速——悬浮在水中的固体颗粒的粘附,
- 吸附的形成和改善,
- 蒸发过程中盐晶体的形成不是在容器壁上,而是在体积中,
- 加速固体的溶解,
- 改变固体表面的润湿性,
- 溶解气体浓度的变化。
由于水是所有生物和大多数技术过程的积极参与者,因此其在磁场影响下的特性变化已成功用于食品技术、医学、化学、生物化学以及农业。
借助液体中物质的局部浓度,可以实现:
- 淡化和改善天然和技术水域的质量,
- 清除悬浮杂质的液体,
- 控制食品生理和药理溶液的活性,
- 控制微生物的选择性生长过程(加速或抑制细菌、酵母的生长和分裂),
- 废水细菌浸出过程的控制,
- 磁麻醉学。
控制胶体系统、溶解和结晶过程的特性用于:
- 提高浓缩和过滤过程的效率,
- 减少盐分、水垢和其他堆积物的沉积,
- 改善植物生长,增加产量,发芽。
让我们看看磁化水处理的特点。 1、磁化处理需要水以一定的速度强制流过一个或多个磁场。
2.磁化效应不会永远持续下去,而是会在磁场结束后的某个时间(以小时或天为单位)消失。
3.处理的效果取决于磁场的感应及其梯度、流速、水系统的组成及其在磁场中的时间。值得注意的是,治疗效果与磁场强度的大小之间没有正比关系。磁场的倾斜起着重要作用。如果我们考虑从非均匀磁场一侧作用在物质上的力 F 由表达式确定,这是可以理解的
其中x为物质单位体积的磁化率,H为磁场强度,A/m,dH/dx为强度梯度
通常,磁场感应值在 0.2-1.0 T 范围内,梯度为 50.00-200.00 T/m。
磁处理的最佳效果是在场内水的流速等于 1-3 m/s 时实现的。
人们对溶解在水中的物质的性质和浓度的影响知之甚少。结果发现,磁化效果取决于水中盐类杂质的类型和数量。
这里有一些磁处理水系统的安装项目,使用永磁体和由不同频率的电流供电的电磁铁。
在图。 2.显示了用两个圆柱形永磁体3对水进行磁化的装置示意图,水在空心铁磁芯4放置在外壳L中形成的磁路的间隙2中流动,磁场的感应强度为0.5T,梯度为 100.00 T/m 间隙宽度为 2 mm。
米。 2.磁化水装置方案
米。 3.水系统磁处理装置
装有电磁铁的器具被广泛使用。这种类型的设备如图 1 所示。 3. 它由几个电磁体 3 和线圈 4 组成,线圈 4 放置在抗磁涂层 1 中。所有这些都位于铁管 2 中。水流入管道和主体之间的间隙,并由抗磁盖保护。该间隙中的磁场强度为 45,000-160,000 A / m。在此类设备的其他版本中,电磁铁从外部放置在管子上。
在所有考虑的设备中,水通过相对狭窄的间隙,因此预先清除固体悬浮液。在图。图4展示变压器型装置的图解。它由带有电磁线圈 2 的磁轭 1 组成,在线圈的两极之间放置了抗磁材料制成的管 3。该装置用于用不同频率的交流或脉动电流处理水或纤维素。
此处仅介绍成功应用于各个生产领域的最典型的设备设计。
磁场还影响微生物生命活动的发展。磁生物学是一个发展中的科学领域,越来越多地发现实际应用,包括在食品生产的生物技术过程中。揭示了恒定、可变和脉动磁场对微生物的繁殖、形态和培养特性、新陈代谢、酶活性等生命活动的影响。
磁场对微生物的影响,无论其物理参数如何,都会导致形态、培养和生化特性的表型变异。在某些物种中,由于处理,化学成分、抗原结构、毒力、对抗生素、噬菌体和紫外线辐射的抗性可能会发生变化。有时磁场会导致直接突变,但更多时候它们会影响染色体外的遗传结构。
没有普遍接受的理论解释磁场作用于细胞的机制。磁场对微生物的生物效应可能是基于通过环境因素间接影响的一般机制。


