磁力旋流器磁系的磁场分析

doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2018-1635

摘要/Abstract

摘要：

设计了一种中心吸附铁化合物的磁力旋流器，利用试验和数值模拟的方法，对比分析了磁力旋流器磁场强度和分离性能。在试验中，简化了磁力旋流器磁系的结构，改变导磁铁片厚度、铁芯结构、磁系结构等参数，分析磁系对含铁化合物的吸附能力。利用数值模拟方法得到磁系的磁场强度，为分离能力预测提供依据。结果表明：磁场强度与导磁铁片的厚度成反比，随着导磁铁片厚度增大，磁场强度减小，磁力旋流器对铁化合物颗粒的吸附能力减弱，试验中导磁铁片的厚度为2mm时分离效果最好；铁棒铁芯磁系与铁管铁芯磁系相比具有更大的磁场强度；挤压式磁系与普通磁系相比具有更大的磁场强度。导磁铁片厚度的增大会使磁系端面漏磁量减少，铁芯侧面漏磁量增大；铁棒铁芯磁系的漏磁量相对较小，挤压式磁系的漏磁相对较小。

关键词: 磁力旋流器, 磁系, 数值模拟, 分离, 回收

Abstract:

A magnetic cyclone was designed for the central adsorption of iron. The magnetic field strength and separation performance of the magnetic cyclone were compared and analyzed by means of experimention and numerical simulation. In the experiment, the magnetic structure of the magnetic cyclone was simplified, the thickness of the magnetically conductive iron sheet, the core structure and the magnetic system structure were changed, and the adsorption capacity of the magnetic system on the iron containing compounds was analyzed. The magnetic field intensity of the magnetic system was obtained by numerical simulation, which provides a basis for the prediction of separation capacity. The results showed that the magnetic field strength is inversely proportional to the thickness of the magnetically conductive iron sheet. With the increase of the thickness of the magnetic field, the magnetic field strength decreases, and the adsorption capacity of the magnetic particle is weakened. The separation effect is best when the thickness of the guide magnet is 2mm in the test. The squeezed magnetic system has greater magnetic field strength than the common magnetic system. The increase of the thickness of the magnetic iron sheet will reduce the magnetic flux leakage at the end of the magnetic system and increase the magnetic leakage on the side of the core. The magnetic flux leakage of the magnetic core of the iron bar core is relatively small, and the leakage flux of the squeezed magnetic system is relatively small.

Key words: magnetic hydrocyclone, magnetic system, numerical simulation, separation, recovery

中图分类号:

TQ051.8

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图/表 18

图1 磁力旋流器结构

图2 颗粒在磁力旋流器内受力图

图3 试验磁系结构

表1 试验材料

试验内容	铁棒	铁管	导磁铁片	线圈	直流电源	铁化合物颗粒
导磁铁片厚度试验	?15mm		?38mm×15mm×2mm ?38mm×15mm×4mm ?38mm×15mm×6mm ?38mm×15mm×8mm ?38mm×15mm×10mm	N=1856	型号：ZBK-350D 试验电流为0.2A	D ₅₀=13μm
导磁铁片厚度试验	?15mm					D ₅₀=13μm

铁芯结构试验	?19mm	?19mm×2mm	?66mm×19mm×2mm	N=5625
磁系结构试验	?15mm		?38mm×15mm×2mm	N=1856

图4 磁系的有限元模型

表2 不同导磁铁片厚度下磁系吸附铁化合物颗粒的质量

L/mm	m/g	L/mm	m/g
2	6.335	8	1.628
4	5.177	10	0.256
6	3.374

图5 导磁铁片L=2mm时的磁场强度云图

图6 导磁铁片L=10mm时的磁场强度云图

图7 磁场强度与磁系导磁铁片厚度的关系

图8 颗粒受力、吸附铁化合物颗粒质量与磁系导磁铁片厚度的关系

图9 铁棒铁芯磁系的磁场强度云图

图10 铁管铁芯磁系的磁场强度云图

表3 铁管磁系与铁棒磁系吸附铁化合物颗粒的质量

磁系	m/g
铁管磁系	9.786
铁棒磁系	15.036

表4 铁管磁系与铁棒磁系磁场模拟结果

模拟结果	铁棒磁系		铁管磁
模拟结果	A	B	A	B
H/A?m^-1	2826.6	5193.9	2417.2	2764.0
F/N	2.54×10^-10	3.46×10^-9	1.94×10^-10	7.31×10^-10

图11 挤压式磁系磁场强度云图

图12 普通式磁系磁场强度云图

表5 挤压式磁系与普通磁系吸附铁化合物颗粒的质量

磁系	m/g
挤压式磁系	7.935
普通磁系	5.268

表6 挤压磁系与普通磁系磁场对比

模拟结果	挤压式磁系			普通铁管磁系
模拟结果	A	B	C	A	B	C
H/A?m^-1	1342.6	2924.7	1224.9	959.48	377.4	574.98
F/N	1.46×10^-10	1.66×10^-9	1.01×10^-10	1.11×10^-10	3.92×10^-11	4.09×10^-11

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