為技術目的應用磁場
出於技術目的,磁場主要用於:
- 對金屬和帶電粒子的影響,
- 水和水溶液的磁化,
- 對生物對象的影響。
在第一種情況下 磁場 它用於從金屬鐵磁雜質中純化各種食品介質的分離器,以及用於分離帶電粒子的設備。
第二,旨在改變水的物理化學性質。
第三——控制生物自然過程。
在使用磁性系統的磁性分離器中,鐵磁性雜質(鋼、鑄鐵等)從大塊物質中分離出來。有分隔符 永久磁鐵 和電磁鐵。為了計算磁鐵的升力,使用了電氣工程一般課程中已知的近似公式。
式中Fm為升力,N,S為永磁體或電磁鐵磁路的截面,m2,V為磁感應強度,T。
根據提升力的要求值,確定使用電磁鐵時磁感應強度的要求值,磁化力(Iw):
其中I為電磁鐵電流,A,w為電磁鐵線圈匝數,Rm為磁阻等於
這裡lk是磁路的各個截面的長度和材料,m,μk是相應截面的磁導率,H / m,Sk是相應截面的截面,m2,S是磁路的橫截面,m2,B是電感,T。
只有電路的非磁性部分的磁阻是恆定的。對於磁性部分,RM 的值是使用磁化曲線找到的,因為這裡 μ 是一個變量。
永磁除鐵器
最簡單和最經濟的分離器是帶有永磁體的,因為它們不需要額外的能量來為線圈供電。例如,它們在麵包店中用於清除麵粉中的亞鐵雜質。通常,這些分離器中錄音機的總提升力應至少為 120 N。在磁場中,麵粉應以約 6-8 毫米厚的薄層移動,速度不超過小於 0.5 米/秒。
永磁分離器也有明顯的缺點:它們的提升力很小,並且由於磁鐵的老化會隨著時間的推移而減弱。帶電磁鐵的分離器沒有這些缺點,因為安裝在其中的電磁鐵由直流電供電。它們的提升力要高得多,並且可以通過線圈電流進行調節。
在圖。圖 1 顯示了用於大塊雜質的電磁分離器的示意圖。分離物料被送入接收料斗1,並沿輸送機2運動至由非磁性材料(黃銅等)製成的驅動滾筒3。滾筒 3 圍繞靜止的電磁鐵 DC 4 旋轉。
離心力將物料拋入卸料孔5,鐵質雜質在電磁鐵4的磁場作用下“粘”在輸送帶上,離開磁鐵作用域後才脫離輸送帶落入鐵雜質卸料孔 6.輸送帶上的產品層越薄,分離效果越好。
磁場可用於分離分散系統中的帶電粒子。這種分離基於洛倫茲力。
其中Fl是作用在帶電粒子上的力,N,k是比例因子,q是粒子電荷,C,v是粒子速度,m/s,N是 磁場強度,A/m,a是場矢量與速度矢量的夾角。
帶正電和帶負電的粒子、離子在洛倫茲力的作用下向相反的方向偏轉,另外,速度不同的粒子也在磁場中按照速度的大小進行分選。
米。 1.大塊雜質電磁分離器示意圖
水磁化裝置
近年來進行的大量研究表明,可以有效地應用磁處理水系統——工業水和天然水、溶液和懸浮液。
在水系統的磁處理過程中,會發生以下情況:
- 凝結加速——懸浮在水中的固體顆粒的粘附,
- 吸附的形成和改善,
- 蒸發過程中鹽晶體的形成不是在容器壁上,而是在體積中,
- 加速固體的溶解,
- 改變固體表面的潤濕性,
- 溶解氣體濃度的變化。
由於水是所有生物和大多數技術過程的積極參與者,因此其在磁場影響下的特性變化已成功用於食品技術、醫學、化學、生物化學以及農業。
借助液體中物質的局部濃度,可以實現:
- 淡化和改善天然和技術水域的質量,
- 清除懸浮雜質的液體,
- 控制食品生理和藥理溶液的活性,
- 控制微生物的選擇性生長過程(加速或抑制細菌、酵母的生長和分裂),
- 廢水細菌浸出過程的控制,
- 磁麻醉學。
控製膠體系統、溶解和結晶過程的特性用於:
- 提高濃縮和過濾過程的效率,
- 減少鹽分、水垢和其他堆積物的沉積,
- 改善植物生長,增加產量,發芽。
讓我們看看磁化水處理的特點。 1、磁處理需要水以一定的速度強制流過一個或多個磁場。
2.磁化效應不會永遠持續下去,而是會在磁場結束後的某個時間(以小時或天為單位)消失。
3.處理的效果取決於磁場的感應及其梯度、流速、水系統的組成及其在磁場中的時間。值得注意的是,治療效果與磁場強度的大小之間沒有正比關係。磁場的傾斜起著重要作用。如果我們考慮從非均勻磁場一側作用在物質上的力 F 由表達式確定,這是可以理解的
其中x為物質單位體積的磁化率,H為磁場強度,A/m,dH/dx為強度梯度
通常,磁場感應值在 0.2-1.0 T 範圍內,梯度為 50.00-200.00 T/m。
磁處理的最佳效果是在場內水的流速等於 1-3 m/s 時實現的。
人們對溶解在水中的物質的性質和濃度的影響知之甚少。結果發現,磁化效果取決於水中鹽類雜質的類型和數量。
這裡有一些用永磁體和不同頻率電流供電的電磁體對水系統進行磁處理的安裝項目。
在圖。 2.顯示了用兩個圓柱形永磁體3對水進行磁化的裝置示意圖,水在由放置在外殼L中的空心鐵磁芯4形成的磁路的間隙2中流動,磁場的感應強度為0.5T,梯度為 100.00 T/m 間隙寬度為 2 mm。
米。 2.磁化水裝置方案
米。 3.水系統磁處理裝置
裝有電磁鐵的器具被廣泛使用。這種類型的設備如圖 1 所示。 3. 它由幾個電磁體 3 和線圈 4 組成,線圈 4 放置在抗磁塗層 1 中。所有這些都位於鐵管 2 中。水流入管道和主體之間的間隙,並由抗磁蓋保護。該間隙中的磁場強度為 45,000-160,000 A / m。在此類設備的其他版本中,電磁鐵從外部放置在管子上。
在所有考慮的設備中,水通過相對狹窄的間隙,因此預先清除固體懸浮液。在圖。圖4展示變壓器型裝置的圖解。它由帶有電磁線圈 2 的磁軛 1 組成,在線圈的兩極之間放置了抗磁材料製成的管 3。該裝置用於用不同頻率的交流或脈動電流處理水或纖維素。
此處僅介紹成功應用於各個生產領域的最典型的設備設計。
磁場還影響微生物生命活動的發展。磁生物學是一個發展中的科學領域,越來越多地發現實際應用,包括在食品生產的生物技術過程中。揭示了恆定、可變和脈動磁場對微生物的繁殖、形態和培養特性、新陳代謝、酶活性等生命活動的影響。
磁場對微生物的影響,無論其物理參數如何,都會導致形態、培養和生化特性的表型變異。在某些物種中,由於處理,化學成分、抗原結構、毒力、對抗生素、噬菌體和紫外線輻射的抗性可能會發生變化。有時磁場會導致直接突變,但更多時候它們會影響染色體外的遺傳結構。
沒有普遍接受的理論解釋磁場作用於細胞的機制。磁場對微生物的生物效應可能是基於通過環境因素間接影響的一般機制。


