Penggunaan medan magnet untuk tujuan teknologi

Untuk tujuan teknologi, medan magnet digunakan terutamanya untuk:

• kesan pada logam dan zarah bercas,

• kemagnetan air dan larutan akueus,

• kesan ke atas objek biologi.

Dalam kes pertama medan magnet ia digunakan dalam pemisah untuk penulenan pelbagai media makanan daripada kekotoran feromagnetik logam dan dalam peranti untuk pengasingan zarah bercas.

Dalam kedua, dengan tujuan mengubah sifat fiziko-kimia air.

Dalam ketiga - untuk mengawal proses yang bersifat biologi.

Dalam pemisah magnetik yang menggunakan sistem magnetik, kekotoran feromagnetik (keluli, besi tuang, dll.) dipisahkan daripada jisim pukal. Terdapat pemisah dengan magnet kekal dan elektromagnet. Untuk mengira daya angkat magnet, formula anggaran yang diketahui dari kursus umum kejuruteraan elektrik digunakan.

di mana Fm ialah daya angkat, N, S ialah keratan rentas magnet kekal atau litar magnet bagi elektromagnet, m2, V ialah aruhan magnet, T.

Mengikut nilai daya angkat yang diperlukan, nilai aruhan magnet yang diperlukan ditentukan apabila elektromagnet digunakan, daya magnetisasi (Iw):

di mana I ialah arus elektromagnet, A, w ialah bilangan lilitan gegelung elektromagnet, Rm ialah rintangan magnet sama dengan

di sini lk ialah panjang bahagian individu litar magnetik dengan keratan rentas malar dan bahan, m, μk ialah kebolehtelapan magnet bagi bahagian yang sepadan, H / m, Sk ialah keratan rentas bahagian yang sepadan, m2, S ialah keratan rentas litar magnet, m2, B ialah aruhan, T.

Rintangan magnet adalah malar hanya untuk bahagian bukan magnet litar. Untuk bahagian magnetik, nilai RM didapati menggunakan lengkung kemagnetan, kerana di sini μ ialah kuantiti berubah-ubah.

Pemisah medan magnet kekal

Pemisah yang paling mudah dan paling menjimatkan adalah dengan magnet kekal, kerana ia tidak memerlukan tenaga tambahan untuk menggerakkan gegelung. Ia digunakan, sebagai contoh, di kedai roti untuk membersihkan tepung daripada kekotoran ferus. Jumlah daya angkat perakam pita dalam pemisah ini, sebagai peraturan, hendaklah sekurang-kurangnya 120 N. Dalam medan magnet, tepung harus bergerak dalam lapisan nipis, kira-kira 6-8 mm tebal, dengan kelajuan tidak lebih. daripada 0.5 m / s.

Pemisah magnet kekal juga mempunyai kelemahan yang ketara: daya angkatnya kecil dan lemah dari semasa ke semasa disebabkan oleh penuaan magnet. Pemisah dengan elektromagnet tidak mempunyai kelemahan ini, kerana elektromagnet yang dipasang di dalamnya dikuasakan oleh arus terus. Daya angkat mereka jauh lebih tinggi dan boleh dilaraskan oleh arus gegelung.

Dalam rajah. 1 menunjukkan gambar rajah pemisah elektromagnet untuk kekotoran pukal.Bahan pemisah dimasukkan ke dalam corong penerima 1 dan bergerak sepanjang penghantar 2 ke dram pemacu 3 yang diperbuat daripada bahan bukan magnet (loyang, dsb.). Dram 3 berputar mengelilingi elektromagnet pegun DC 4.

Daya sentrifugal melemparkan bahan ke dalam lubang pemunggahan 5, dan kekotoran fero di bawah tindakan medan magnet elektromagnet 4 "melekat" ke tali pinggang penghantar dan terlepas daripadanya hanya selepas ia meninggalkan medan tindakan magnet. jatuh ke dalam lubang pemunggahan untuk kekotoran fero 6. Lebih nipis lapisan produk pada tali pinggang penghantar, lebih baik pemisahan.

Medan magnet boleh digunakan untuk mengasingkan zarah bercas dalam sistem tersebar. Pemisahan ini berdasarkan daya Lorentz.

di mana Fl ialah daya yang bertindak ke atas zarah bercas, N, k ialah faktor kekadaran, q ialah cas zarah, C, v ialah halaju zarah, m / s, N ialah kekuatan medan magnet, A / m, a ialah sudut antara medan dan vektor halaju.

Zarah bercas positif dan negatif, ion terpesong ke arah yang bertentangan di bawah tindakan daya Lorentz, di samping itu, zarah dengan halaju yang berbeza juga disusun dalam medan magnet mengikut magnitud halajunya.

nasi. 1. Gambar rajah pemisah elektromagnet untuk kekotoran pukal

Peranti untuk memagnetkan air

Banyak kajian yang dijalankan dalam beberapa tahun kebelakangan ini telah menunjukkan kemungkinan penggunaan berkesan rawatan magnet sistem air - air teknikal dan semula jadi, penyelesaian dan ampaian.

Semasa rawatan magnet sistem air, perkara berikut berlaku:

• pecutan pembekuan - lekatan zarah pepejal terampai dalam air,

• pembentukan dan peningkatan penjerapan,

• pembentukan kristal garam semasa penyejatan bukan pada dinding kapal, tetapi dalam jumlah,

• mempercepatkan pembubaran pepejal,

• perubahan dalam kebolehbasahan permukaan pepejal,

• perubahan kepekatan gas terlarut.

Oleh kerana air adalah peserta aktif dalam semua proses biologi dan kebanyakan teknologi, perubahan sifatnya di bawah pengaruh medan magnet berjaya digunakan dalam teknologi makanan, perubatan, kimia, biokimia, dan juga dalam pertanian.

Dengan bantuan kepekatan tempatan bahan dalam cecair, adalah mungkin untuk mencapai:

• penyahgaraman dan peningkatan kualiti air semula jadi dan teknologi,

• membersihkan cecair daripada kekotoran terampai,

• mengawal aktiviti penyelesaian fisiologi dan farmakologi makanan,

• mengawal proses pertumbuhan terpilih mikroorganisma (pecutan atau perencatan kadar pertumbuhan dan pembahagian bakteria, yis),

• mengawal proses larut lesap bakteria air sisa,

• anestesiologi magnetik.

Mengawal sifat sistem koloid, proses pembubaran dan penghabluran digunakan untuk:

• meningkatkan kecekapan proses penebalan dan penapisan,

• pengurangan deposit garam, skala dan pengumpulan lain,

• meningkatkan pertumbuhan tumbuhan, meningkatkan hasil mereka, percambahan.

Mari kita perhatikan ciri-ciri rawatan air magnetik. 1. Rawatan magnet memerlukan aliran air wajib pada kelajuan tertentu melalui satu atau lebih medan magnet.

2.Kesan kemagnetan tidak kekal selama-lamanya, tetapi hilang beberapa ketika selepas tamat medan magnet, diukur dalam jam atau hari.

3. Kesan rawatan bergantung kepada aruhan medan magnet dan kecerunannya, kadar aliran, komposisi sistem air dan masa ia berada di medan. Adalah diperhatikan bahawa tiada perkadaran langsung antara kesan rawatan dan magnitud kekuatan medan magnet. Kecondongan medan magnet memainkan peranan penting. Ini boleh difahami jika kita menganggap bahawa daya F yang bertindak pada bahan dari sisi medan magnet tidak seragam ditentukan oleh ungkapan

di mana x ialah kerentanan magnet per unit isipadu bahan, H ialah kekuatan medan magnet, A / m, dH / dx ialah kecerunan keamatan

Sebagai peraturan, nilai induksi medan magnet berada dalam julat 0.2-1.0 T, dan kecerunan adalah 50.00-200.00 T / m.

Keputusan terbaik rawatan magnet dicapai pada kadar aliran air di medan yang sama dengan 1–3 m/s.

Sedikit yang diketahui tentang pengaruh sifat dan kepekatan bahan terlarut dalam air. Didapati bahawa kesan magnetisasi bergantung kepada jenis dan jumlah kekotoran garam di dalam air.

Berikut ialah beberapa projek pemasangan untuk rawatan magnet sistem air dengan magnet kekal dan elektromagnet yang dikuasakan oleh arus frekuensi yang berbeza.

Dalam rajah. 2.menunjukkan gambarajah peranti untuk memagnetkan air dengan dua silinder magnet kekal 3, Air mengalir dalam celah 2 litar magnet yang dibentuk oleh teras feromagnetik berongga 4 diletakkan dalam bekas L Aruhan medan magnet ialah 0.5 T, kecerunan ialah 100.00 T / m Lebar celah 2 mm.

nasi. 2. Skim peranti untuk memagnetkan air

nasi. 3.Peranti untuk rawatan magnet sistem air

Peralatan yang dilengkapi dengan elektromagnet digunakan secara meluas. Peranti jenis ini ditunjukkan dalam rajah. 3. Ia terdiri daripada beberapa elektromagnet 3 dengan gegelung 4 diletakkan dalam salutan diamagnet 1. Semua ini terletak di dalam paip besi 2. Air mengalir ke dalam jurang antara paip dan badan, dilindungi oleh penutup diamagnet. Kekuatan medan magnet dalam jurang ini ialah 45,000-160,000 A / m. Dalam versi lain alat jenis ini, elektromagnet diletakkan pada tiub dari luar.

Dalam semua peranti yang dipertimbangkan, air melalui jurang yang agak sempit, oleh itu ia telah dibersihkan terlebih dahulu daripada penggantungan pepejal. Dalam rajah. 4 menunjukkan gambar rajah radas jenis transformer. Ia terdiri daripada kuk 1 dengan gegelung elektromagnet 2, di antara kutubnya diletakkan tiub 3 bahan diamagnet. Peranti ini digunakan untuk merawat air atau selulosa dengan arus berselang-seli atau berdenyut dengan frekuensi yang berbeza.

Hanya reka bentuk peranti paling tipikal yang berjaya digunakan dalam pelbagai bidang pengeluaran diterangkan di sini.

Medan magnet juga mempengaruhi perkembangan aktiviti penting mikroorganisma. Magnetobiology adalah bidang saintifik yang sedang berkembang yang semakin mencari aplikasi praktikal, termasuk dalam proses bioteknologi pengeluaran makanan. Pengaruh medan magnet yang berterusan, berubah-ubah dan berdenyut pada pembiakan, sifat morfologi dan budaya, metabolisme, aktiviti enzim dan aspek lain dalam aktiviti hidup mikroorganisma didedahkan.

Kesan medan magnet pada mikroorganisma, tanpa mengira parameter fizikalnya, membawa kepada kebolehubahan fenotip sifat morfologi, budaya dan biokimia. Dalam sesetengah spesies, hasil daripada rawatan, komposisi kimia, struktur antigen, virulensi, rintangan terhadap antibiotik, phages dan sinaran UV boleh berubah. Kadangkala medan magnet menyebabkan mutasi langsung, tetapi lebih kerap ia menjejaskan struktur genetik extrachromosomal.

Tiada teori yang diterima umum menjelaskan mekanisme medan magnet pada sel. Mungkin, kesan biologi medan magnet pada mikroorganisma adalah berdasarkan mekanisme umum pengaruh tidak langsung melalui faktor persekitaran.