Аппарат с вихревым слоем ферромагнитных элементов

Аппарат с вихревым слоем ферромагнитных элементов (аппарат вихревого слоя) — рабочая камера (трубопровод) диаметром 60-330 мм, расположенная в индукторе вращающегося электромагнитного поля. В рабочей зоне трубопровода содержатся цилиндрические ферромагнитные элементы диаметром 0,5-5 мм и длиной 5-60 мм в количестве от нескольких десятков до нескольких тысяч штук (0,05-20 кг) в зависимости от рабочей зоны аппарата[1].

Электромагнитные аппараты с вихревым слоем ферромагнитных частиц были предложены в 1967 г. Д. Д. Логвиненко и О. П. Шеляковым[2]. В монографии «Интенсификация технологических процессов в аппаратах с вихревым слоем», которая была написана этими авторами, показана возможность эффективного использования аппаратов в процессах[3]:

  • перемешивания жидкостей и газов;
  • перемешивания твердых сыпучих материалов;
  • сухого измельчения твердых веществ (микропомол);
  • измельчения твердых веществ в жидких дисперсионных средах;
  • активации поверхности частиц твердых веществ;
  • осуществления химических реакций;
  • изменения физических и химических свойств веществ.

В дальнейшем аппараты данного класса нашли свое развитие в работах многих исследователей[4].

Эффект интенсификации технологических процессов и химических реакций достигается за счет интенсивного перемешивания и диспергирования компонентов, которые обрабатываются, акустической и электромагнитной обработки, высокого локального давления, электролиза и тому подобное. Применение аппаратов с вихревым слоем ферромагнитных частиц позволяет ускорять протекание реакций в 1,5-2 раза, сократить расход реагентов и электроэнергии на 20 %[5].

Эффект измельчения определяется характером движения ферромагнитных элементов в рабочей камере аппарата. Измельчение частиц обеспечивается как свободным их соударением с ферромагнитными элементами, так и в результате стесненного соударения между двумя элементами или элементом и корпусом. Степень измельчения составляет 0,5 мкм (при начальном размере фракции 20 мм)[6].

На сегодня аппараты с вихревым слоем ферромагнитных элементов фактически существуют (только под руководством Д. Д. Логвиненко их было спроектировано и произведено более 2000 штук), а также функционируют технологические линии на их основе[7].

Примерами промышленного применения аппаратов для интенсификации процессов могут быть[8]:

  • приготовление пищевых эмульсий;
  • приготовление многокомпонентных суспензий вулканизирующих и желатинирующих агентов (сера, окись цинка, сажа, каолин, кремнефтористый натрий) в производстве латексной губки; получение суспензий двуокиси титана, применяемой для матирования химических волокон;
  • очистка сточных вод, содержащих кислоты, щелочи, соединения шестивалентного хрома, никеля, железа, цинка, меди, кадмия, других тяжелых металлов, цианистые соединения и другие загрязняющие вещества;
  • получение пластичных смазок и эмульсолов;
  • эмульгирование керосина в воде, приготовление силиконовой эмульсии в производстве резинотехнических изделий и др.

С помощью аппаратов могут измельчаться и доизмельчаться такие вещества, как каменный уголь, алюмосодержащие шлаки, кварцевый песок, технические алмазы, целлюлоза, мел, древесная мука, фторопласты и др.

Аппараты используются для обеззараживания, например, продуктов жизнедеятельности сельскохозяйственных животных[9].

Вопросы электромеханики и конструкция аппаратов.                                                            

К основным параметрам, которые характеризуют вращающееся магнитное поле, создаваемое трехфазным индуктором в рабочей зоне аппарата при отсутствии ферромагнитных частиц, относятся: число пар магнитных полюсов, угловая скорость их вращения[10]; величина и скорость вращения вектора магнитной индукции, годограф которого в реальных аппаратах представляет собой эллипс с эксцентриситетом увеличивающимся при приближении к поверхности рабочей камеры[11] .

Магнитные свойства вихревого слоя, целесообразно характеризовать усредненными  по объему  величинами[12].

Удобный параметр для энергетического контроля работы  вихревого слоя – его удельная мощность[12][13].

Аппараты АВС - 100, АВС - 150 и др.[3] ориентированы на равномерное распределение ферромагнитных частиц по объему рабочей зоны и имеют двухполюсный  индуктор[10]. При разработке индуктора к этим аппаратам за аналог выбрана явнополюсная конструкция индукционных вращателей жидкой стали[14]. Выбор явнополюсной конструкции индуктора был связан в основном с упрощенной технологией изготовления, удобством эксплуатации, ремонта и охлаждения[12].

В центральной части рабочей зоны этих аппаратов магнитное поле в отсутствие ферромагнитных частиц близко к однородному: годограф вектора магнитной индукции в этой области близок к окружности, совпадая с ней в центре рабочей зоны аппарата[11]; модуль вектора магнитной индукции равен примерно 0.12Тл (в различных аппаратах от 0,1 до 0,15Тл); угловая скорость его вращения составляет 314 радиан в секунду, что соответствует частоте вращения 3000 об/мин.

В работающем вихревом слое модуль вектора усредненной магнитной индукции достигает значений 0,2Тл и отстает от напряженности внешнего поля на некоторый фазовый угол[12] .

Удельная мощность вихревого слоя в различных режимах для этих аппаратов составляет от 0,1 до 1,5 Квт на дециметр кубический рабочей зоны[12].

Аппараты имеют двухконтурное масляно–водяное охлаждение, силовые конденсаторы для компенсации реактивной мощности индуктора и предусматривают питание от сети 380В, 50Гц. Другие конструктивные особенности аппаратов подробно описаны в монографии[3].

В дальнейшем  линейка этих и подобных им аппаратов была освоена, модифицирована  и расширена другими изготовителями и разработчиками[15][16][17]. В настоящее время в аппаратах применяются как явнополюсные индукторы, так и  индукторы с распределенной обмоткой, аналогичные статорам  электродвигателей; используются различные типы охлаждения, различные типы силовых конденсаторов.  При необходимости, в комплект  аппарата включают силовые преобразователи  напряжения и частоты питающей сети. Совершенствуются также методы контроля и управления работой вихревого слоя, технологических линий на его основе[16].

В  научно-технических разработках, связанных с вопросами электромеханики  аппаратов рассматриваемого класса, иногда используется  компьютерное моделирование индуктора и поведения ферромагнитных частиц[18][19]. Аналитическая модель силового воздействия кругового вращающегося магнитного поля на магнитную частицу в аппаратах с наружным электрическим индуктором с различным числом магнитных полюсов рассмотрена в работе[20] .

Иногда для обозначения рассматриваемых аппаратов в зависимости от их назначения  применяются  другие названия. Например, если основным назначением аппаратов является измельчение  материалов, то такие устройства в некоторых источниках называют электромагнитными мельницами с ферромагнитными частицами[16][18][19] т. д.

Недавно предложен способ и приведены примеры быстрого инженерного оценочного расчета и анализа характеристик рабочего вращающегося магнитного поля различных цилиндрических индукторов с продольной обмоткой[21]

См. также

Примечания

  1. ↑ Оберемок, В. Н. Исследование процесса размола волокнистых материалов в вихревом слое ферромагнитных частиц под воздействием на них вращающегося магнитного поля / В. Н. Оберемок : дис. канд. техн. наук.- Л., 1976. — 159 с.
  2. ↑ Кардашев Г. А. Физические методы интенсификации процессов химической технологии / Г. А. Кардашев. — М. : Химия, 1990. — 205 с.
  3. ↑ 1 2 3 Логвиненко Д. Д. Интенсификация технологических процессов в аппаратах с вихревым слоем / Д. Д. Логвиненко, О. П. Шеляков. — К.: Техніка, 1976. — 144 с.
  4. ↑ Вершинин И. Н. Аппараты с вращающимся электромагнитным полем / И. Н. Вершинин, Н. П. Вершинин. — Сальск, 2007. — 368 с.
  5. ↑ Никитенко М. И. Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов в аппаратах с вихревым слоем: дис. … канд. техн. наук: 05.23.04 / Никитенко Михаил Иванович; Полтавский НИиКТИ эмалированного химического оборудования, Полтавский технический ун-т. — Полтава, 1996. — 190 с.
  6. ↑ Деревянкин Н. А. Аппараты с вихревым слоем в химической технологии. Обзорная информация. Химическое и нефтеперерабатывающее машиностроение / Н. А. Деревянкин, З. А. Михалёва. — Тамбов, 1989. — 37 с.
  7. ↑ Мищенко М. В. Активация технологических процессов обработки материалов в аппаратах с вращающимся электромагнитным полем / М. В. Мищенко, М. М. Боков, М. Е. Гришаев // Фундаментальные исследования. — 2015. — № 2 (часть 16). — С. 3508-3512.
  8. ↑ Тимонин А. С. Основы конструирования и расчета химичко-технологического и природоохранного оборудования / А. С. Тимонин: Справочник. Т. 2. — Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2002. — 1028 с.
  9. ↑ Адошев А. И. Ферровихревой аппарат для обеззараживания жидкого свиного навоза: дисс. канд. техн. наук / А. И. Адошев. — Ставрополь, 2011. — 190 с.
  10. ↑ 1 2 [Logvinenko D.D., Shelyakov O.P., Polshchikov G.A. , Determination of the main parameters of vortex bed apparatus // Chemical and Petroleum Engineering. 1974. Vol. 10. Iss. 1, pp. 15-17, https://doi.org/10.1007/BF01146127 ].
  11. ↑ 1 2 Г. А. Польщиков, П. Б. Жуков . О движении магнитной частицы в аппарате с вихревым слоем, «Химическое машиностроение (республиканский межведомственный научно-технический сборник)», №22,  - , К.: «Технiка», 1975г, с.71-80,ac.edu/108899258/ Архивная копия от 11 ноября 2023 на Wayback Machine
  12. ↑ 1 2 3 4 5 Польщиков Г.А, Логвиненко Д.Д, Жуков П.Б., Некоторые вопросы расчета и проектирования аппаратов с вихревым слоем,  НИИХИММАШ, «Оборудование с использованием различных методов интенсификации процессов», вып.71,  - М,1975г, с.128-141,  УДК 621.929:537 ,ac.edu/108901501/ Архивная копия от 12 ноября 2023 на Wayback Machine
  13. ↑ Г.А. Польщиков, П. Б. Жуков, Способ контроля процессов в аппарате с вихревым слоем. -  А. св. СССР 627848 , опубликовано 15.10.78 , бюлл.№38.
  14. ↑ В.Ф. Кескюла , Э.М. Ристхейн,  «Возможные системы магнитопровода и обмоток индукционных вращателей.  - "Труды Таллинского политехнического института. Серия А.",1965г, №231, с.69-85.
  15. ↑ GlobeCore Transformer Oil Purification Equipment, Bitumen Equipment (амер. англ.) (16 октября 2017). Дата обращения: 22 сентября 2023. Архивировано 21 сентября 2023 года.
  16. ↑ 1 2 3 [Ogonowski, S. On-Line Optimization of Energy Consumption in Electromagnetic Mill Installation. Energies 2021, 14, 2380, https://doi.org/10.3390/en14092380 ].
  17. ↑ АВС. www.apparat-nn.ru. Дата обращения: 22 сентября 2023. Архивировано 7 октября 2023 года.
  18. ↑ 1 2 [Calus,D. Makarchuk,O.; Analysis of interaction of forces of working elements in electromagnetic mill . PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 95 NR 12/2019, 64-69. https://doi.org/10.15199/48.2019.12.12 ].
  19. ↑ 1 2 [Całus, D. Experimental Research into the Efficiency of anElectromagnetic Mill. Appl. Sci. 2023, 13, 8717. https://doi.org/10.3390/app13158717 ].
  20. ↑ Force effect of a circular rotating magnetic field of a cylindrical electric inductor on a ferromagnetic particle in process reactors. Technology Audit and Production Reserves, 2023,6(1(74), 34–40. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2023.293005 https://www.researchgate.net/publication/376878647
  21. ↑ H.Polshchikov,P.Zukov. Construction of a generalized mathematical model and fast calculations of plane-parallel rotating magnetic fields in process reactors with longitudinal currents of cylindrical inductors on a graphical calculator // Technology Audit and Production Reserves. — 2024. — Т. 5(1(79). — С. 38–49.

Read other articles:

Perahu alang-alang

Perahu pancing alang-alang Totora di pantai Huanchaco, Peru Perahu alang-alang atau rakit alang-alang (Inggris: reed boat, raftscode: en is deprecated ) bersama dengan perahu lesung dan rakit lainnya, adalah salah satu jenis perahu tertua yang diketahui. Sering dipakai sebagai perahu pancing tradisional, mereka masih dipakai di beberapa tempat di seluruh dunia, meskipun umumnya telah diganti dengan perahu papan. Referensi Swall, Corinne; Nuyens III, Louis (2003). Tule reed boat workbook ...

 

Hendri Septa

Hendri Septa Wali Kota Padang ke-14PetahanaMulai menjabat 7 April 2021(Pelaksana Tugas: 25 Februari – 7 April 2021)GubernurMahyeldi AnsharullahWakilEkos Albar (2023) PendahuluMahyeldi AnsharullahPenggantiPetahanaWakil Wali Kota Padang ke-5Masa jabatan13 Mei 2019 – 25 Februari 2021GubernurIrwan PrayitnoWali KotaMahyeldi Ansharullah PendahuluEmzalmiPenggantiEkos AlbarAnggota Dewan Perwakilan Rakyat DaerahKota PadangMasa jabatan2009–2014 Informasi pribadiLahir6 Septemb...

 

Farewell, My Lovely (1975 film)

1975 film by Dick Richards Farewell, My LovelyTheatrical release posterDirected byDick RichardsScreenplay byDavid Zelag GoodmanBased onFarewell, My Lovely1940 novelby Raymond ChandlerProduced byElliott KastnerJerry BruckheimerGeorge PappasStarringRobert MitchumCharlotte RamplingJohn IrelandSylvia MilesAnthony ZerbeCinematographyJohn A. AlonzoEdited byJoel CoxWalter ThompsonMusic byDavid ShireProductioncompanyITC EntertainmentDistributed byAvco Embassy PicturesRelease date August 8, ...

Palapag, Samar Utara

Peta menunjukkan lokasi Palapag Palapag adalah munisipalitas yang terletak di provinsi Samar Utara, Filipina. Pada tahun 2010, munisipalitas ini memiliki populasi sebesar 33.516 jiwa dan 6.611 rumah tangga. Pembagian wilayah Secara administratif Palapag terbagi menjadi 32 barangay, yaitu: Asum (Pob.) Bagacay Bangon Binay Cabariwan Cabatuan Campedico Capacujan Jangtud Laniwan (Pob.) Mabaras Magsaysay Manajao Mapno Maragano Matambag Monbon Nagbobtac Napo Natawo Nipa Osmeña Pangpang Paysud Sang...

 

Paulo Sérgio Rosa

Viola Nazionalità  Brasile Altezza 179[1] cm Peso 80[1] kg Calcio Ruolo Attaccante Termine carriera 2016 Carriera Squadre di club1 1988-1989 Corinthians32 (5)[2]1990 São José10 (1)1991 Olímpia0 (0)[3]1992-1995 Corinthians59 (20)[4]1995-1996 Valencia30 (10)1996-1997 Palmeiras36 (14)[5]1998-1999 Santos28 (21)[6]1999-2000 Vasco da Gama35 (8)[7]2001 Santos24 (12)2002-2004 Ga...

 

Rex selkirk

Rex selkirk Asal  Amerika Serikat Standar ras WCF standar Kucing domestik (Felis catus) Rex selkirk adalah salah satu ras kucing yang berasal dari Montana, Amerika Serikat. Rex selkirk merupakan kucing yang berbeda dari semua kucing jenis Rex lainnya. Kucing ras ini terbentuk karena mutasi genetik yang alami. Kucing jenis memiliki tubuh yang besar dan kokoh menyerupai kucing bulu pendek britania raya.[1] Sejarah Pada tahun 1987, seekor anak kucing lahir dari seekor kucing yang d...

Vishnu Digambar Paluskar

Indian vocalist (1872–1931) Vishnu Digambar PaluskarBorn(1872-08-18)18 August 1872Kurundwad, Bombay Presidency, British IndiaDied21 August 1931(1931-08-21) (aged 59)OccupationHindustani classical singerChildrenD. V. Paluskar Pandit Vishnu Digambar Paluskar (18 August[citation needed] 1872[1] – 21 August[citation needed] 1931[1]) was a Hindustani musician. He sang the original version of the bhajan Raghupati Raghava Raja Ram[citation needed], an...

 

The Prisoners (painting)

1883 painting by Jacek Malczewski The PrisonersArtistJacek MalczewskiYear1883MediumOil-on-cardboardDimensions30.5 cm × 38.5 cm (12 in × 15.1 in)LocationNational Museum, Warsaw The Prisoners (Polish: Aresztanci, also known as Na etapie) is an 1883 oil painting by Polish painter Jacek Malczewski. It depicts a group of Polish political prisoners exiled to Siberia for their participation in the national January Uprising of 1863–1864 against Tsarist Ru...

 

美国众议院

此條目需要补充更多来源。 (2021年7月4日)请协助補充多方面可靠来源以改善这篇条目，无法查证的内容可能會因為异议提出而被移除。致使用者：请搜索一下条目的标题（来源搜索：美国众议院 — 网页、新闻、书籍、学术、图像），以检查网络上是否存在该主题的更多可靠来源（判定指引）。 美國眾議院 United States House of Representatives第118届美国国会众议院徽章 众议院旗...

2013 ND15

Animation of 2013 ND15 relative to Sun and Venus  Sun ·   Venus ·    2013 ND15 2013 ND15 المكتشف مقراب بان ستارز  موقع الاكتشاف مرصد هاليكالا  تاريخ الاكتشاف 13 يوليو 2013  الأسماء البديلة 2013 ND15  فئةالكوكب الصغير كويكبات آتن  خصائص المدار الأوج 1.1660 AU (174.43 جـم) الحضيض...

 

Bridesburg, Philadelphia

Former Borough in Pennsylvania, United StatesBridesburgFormer BoroughSt. John Cantius Church in BridesburgBridesburgLocation of Bridesburg in PennsylvaniaShow map of PennsylvaniaBridesburgBridesburg (the United States)Show map of the United StatesCoordinates: 40°00′11″N 75°04′08″W / 40.00306°N 75.06889°W / 40.00306; -75.06889CountryUnited StatesStatePennsylvaniaCountyPhiladelphiaTime zoneUTC-5 (EST) • Summer (DST)UTC-4 (EDT)Area codes215, 267 an...

 

John Lambert (basketball)

American former professional basketball player John LambertLambert in 1975Personal informationBorn (1953-01-14) January 14, 1953 (age 71)Berkeley, CaliforniaNationalityAmericanListed height6 ft 10 in (2.08 m)Listed weight225 lb (102 kg)Career informationHigh schoolBerkeley (Berkeley, California)CollegeUSC (1972–1975)NBA draft1975: 1st round, 15th overall pickSelected by the Cleveland CavaliersPlaying career1975–1983PositionCenter / power forwardNumber24Career...

Adoniram Judson

Adoniram JudsonAdoniram Judson oleh George Peter Alexander Healy, 1846LahirTanggal tidak terbaca. Angka tahun harus memiliki 4 digit (gunakan awalan nol untuk tahun < 1000).Malden, MassachusettsMeninggal12 April 1850(1850-04-12) (umur 61)Teluk BengalKebangsaanAmerika SerikatAlmamaterBrown University dan Andover Theological SeminaryPekerjaanMisionaris di BurmaSuami/istriAnn Hasseltine, 1812–26 (kematiannya)Sarah Hall Boardman, 1834–45 (kematiannya)Emily Chubbuck, 1846–50 (kemati...

 

2021 West Sussex County Council election

2021 UK local government election 2021 West Sussex County Council election ← 2017 6 May 2021 2025 → All 70 seats to West Sussex County Council36 seats needed for a majority   First party Second party Third party   Party Conservative Liberal Democrats Labour Last election 56 9 5 Seats won 48 10 9 Seat change 8 1 4 Map showing the results of the 2021 West Sussex County Council election The West Sussex County Council election took place on 6 May 202...

 

COVID-19 pandemic in Gagauzia

Ongoing COVID-19 viral pandemic in Gagauzia 2020 coronavirus pandemic in GagauziaMap of Gagauzia, an autonomous unit within Moldova DiseaseCOVID-19Virus strainSARS-CoV-2LocationGagauzia, MoldovaFirst outbreakWuhan, Hubei, China via Turkey or RussiaArrival date1 April 2020(4 years, 2 months and 2 weeks)Confirmed cases1,731 (as of 12 August 2020)[1] The COVID-19 pandemic was confirmed to have reached the Autonomous Territorial Unit of Gagauzia, in Moldova, in April 2020. ...

Veliki Nerajec

Place in White Carniola, SloveniaVeliki NerajecVeliki NerajecLocation in SloveniaCoordinates: 45°30′32.04″N 15°11′18.57″E / 45.5089000°N 15.1884917°E / 45.5089000; 15.1884917Country SloveniaTraditional regionWhite CarniolaStatistical regionSoutheast SloveniaMunicipalityČrnomeljArea • Total0.63 km2 (0.24 sq mi)Elevation170.3 m (558.7 ft)Population (2020) • Total72 • Density110/km2 (300/sq...

 

First inauguration of Ronald Reagan

49th United States presidential inauguration First presidential inauguration of Ronald ReaganRonald Reagan takes the oath of office to be sworn in as the 40th president of the United States.DateJanuary 20, 1981; 43 years ago (1981-01-20)LocationUnited States Capitol,Washington, D.C.Organized byJoint Congressional Committee on Inaugural CeremoniesParticipantsRonald Reagan40th president of the United States— Assuming officeWarren E. BurgerChief Justice of the United States�...

 

Enzo of Sardinia

Re Enzo redirects here. For the opera by Ottorino Respighi, see Re Enzo (opera). King of Sardinia Enzo of SardiniaThe captured King Enzio of Sardinia (here called Rex Hentius) in the initial to Amor mi fa sovente in the song manuscript Canzoniere Palatino, created in Pistoia at the end of the 13th centuryKing of SardiniaReign1238 –1249Judge/King of Logudoro/Torres (jure uxoris)Reign1238 – 1245/6 (de facto) or 1272 (de jure)Co-rulerAdelasiaBornc. 1218Died14 March 1272Bologna, Pap...

April 2007 nor'easter

Category 1 nor'easter in 2007 This article is about the nor'easter that occurred in April 2007. For the nor'easter that occurred on this date 14 years later, see April 2021 nor'easter. Spring Nor'easter of 2007Category 1 Notable (RSI/NOAA: 1.167)Satellite imagery of the nor'easter impacting the Northeastern United States on April 16 TypeExtratropical cycloneNor'easterTornado outbreakFormedApril 13, 2007DissipatedApril 17, 2007 Lowest pressure969[1] mb (28.61&#...

 

Margaret Wilson

Questa voce sull'argomento tennisti australiani è solo un abbozzo. Contribuisci a migliorarla secondo le convenzioni di Wikipedia. Margaret WilsonNazionalità Australia Tennis Carriera Singolare1 Vittorie/sconfitte Titoli vinti Miglior ranking Risultati nei tornei del Grande Slam  Australian Open QF (1937)  Roland Garros -  Wimbledon -  US Open - Doppio1 Vittorie/sconfitte Titoli vinti Miglior ranking Risultati nei tornei del Grande Slam  Australian Open S...