В основе известных устройств очистки дисперсных сред от механических примесей лежат четыре общеизвестных принципа [1]: гравитационный (осадители, отстойники), инерционный (циклоны, гидроциклоны), ситовый эффект (фильтры «сухие» и «мокрые») и сепарирование под действием внешних сил (сепараторы).

В связи с тем, что твердые примеси часто содержат магнитные частицы, целесообразно использовать магнитное поле в известных устройствах, способствующее повышению качества очистки дисперсных сред [2].

Благодаря простоте, дешевизне, высокой эффективности и производительности циклоны и гидроциклоны нашли широкое применение в многих отраслях народного хозяйства, в том числе и морского транспорта [3,4].

До сих пор основной расчетной величиной циклона является ее производительность, которая чаще всего определяется эмпирическим путем для отдельных групп гидроциклонов, т.е. не является универсальной. В большинстве случаев эмпирические формулы строятся лишь на параметрах самого аппарата и не учитывают всех факторов, влияющих как на производительность, так и на степень очистки [5]. Говоря о высокой степени очистки циклона, нельзя утверждать о соблюдении требований к ее чистоте, так как при увеличении входных концентраций частиц увеличивается и их проскок через аппарат [6].

Испытывался электромагнитный циклон при улавливании пыли железного концентрата, при котором изменялись различные параметры.

Испытания циклонов проводились при следующих режимах: подача газа: Q = 4000, 4500, 4800 м3/ч; напряженность магнитного поля: Н = 0; 0,94; 1,5; 2,03; 2,33×104 А/м; входная концентрация Свх =0÷45 г/м3; температура газа, t = 120...160°C.

Методом наименьших квадратов проанализированы результаты испытаний с целью получения зависимости, связывающей выходную концентрацию пыли в очищенном газе Свых с перечисленными выше параметрами:

Cвых=f(Cвх,Q,H)                                                           (1)

На рис. 1 показана зависимость Cвых=f(Cвх,H) при различной подаче газа через циклон, которая имеет линейный характер и в общем виде может быть описана уравнением:

Рис. 1 – Зависимость выходной концентрации пыли от входной и средней напряженности магнитного поля в электромагнитном циклоне: а) Q=4800 м3/ч; б) Q=4500 м3/ч; в) Q=4000 м3/ч [7]

Коэффициенты ai и bi приведены в таблице 1; достоверность полученной зависимости (2) и значения ai, bi оценены коэффициентом корреляции, величины которого близки к единице.

Кн - коэффициент, определенный графическим путем (рис. 3) и равный 2,35×10-5. Учитывая изложенное, получим

 





Таблица 1 - Коэффициенты ai, bi и корреляции J для различных режимов работы циклона

 

Q, м3/ч	Н∙104, А/м	αi·10-2	bi·10-3	bicp·10-3	J
4800	0	4,52	-1,00	-2,1	0,99
	0,93	3,37	-2,19		0,99
	1,48	2,68	-1,99		0,88
	2,03	2,23	-4,45		0,65
	2,30	1,84	-1,40		0,88
4500	0	4,62	2,20	-3,8	0,97
	0,93	3,60	-6,56		0,91
	1,48	-	-		-
	2,03	2,50	0,56		0,95
	2,30	-	-		-
4000	0	5,44	-3,19	-0,4	0,99
	0,93	3,75	-3		0,97
	1,48	3,14	-3,38		0,95
	2,03	2,77	-3,18		0,89
	2,30	2,14	-14,0		0,96

  

Вывод

 

В результате экспериментального исследования эффективности работы электромагнитного циклона при улавливании пыли железного концентрата, была найдена зависимость выходной концентрации от входной концентрации, подачи в циклон и напряженности магнитного поля.

 

 

Список литературы

 

1.    Александров Е.Е. Повышение ресурса технических систем путем использования электрических и магнитных полей: Монография / Е.Е. Александров, И.А. Кравец, Е.Н. Лысиков и др. – Харьков : НТУ «ХПИ», 2006. – 544 с.

2.    Масюткин Е.П. Очистка технических жидкостей от магнитных примесей в инфраструктуре водного транспорта / Е.П. Масюткин, В.И. Просвирнин, Б.А. Авдеев. // Рыбное хозяйство Украины. – Керчь : КГМТУ, 2012. – № 3 (80). – С. 40- 49.

3.    Авдеев Б.А. Повышение эффективности очистки моторного масла в судовых дизелях путем применения магнитных гидроциклонов : Монография / Б.А. Авдеев. – Ульяновск : Зебра, 2016. – 151 с.

4.    Масюткин Е.П. Очистка технических примесей в магнитных гидроциклонах / Е.П. Масюткин, В.И. Просвирнин, Б.А. Авдеев // Рыбное хозяйство Украины. – Керчь : КГМТУ, 2011. – № 3 (74). – С. 35-40.

5.    Масюткин Е.П. Расчет электромагнитных циклонов / Е.П. Масюткин, В.И. Просвирнин, И.О. Кузнецов // Труды Таврической государственной агротехнической академии. – 2004. – Вып. 24. – С. 47-55.

6.    Авдеев Б. А. Экспериментальное исследование эффективности очистки магнитного гидроциклона / Б. А. Авдеев, С. П. Голиков // Транспортное дело России, 2014. – №5. – С. 101-103.

7.    Просвирнин В.И. Теоретическое и экспериментальное обоснование кинетики процессов и параметров электромагнитных устройств очистки железосодержащих дисперсных сред в агропромышленном комплексе : дис. докт. техн. наук : 05.20.02 / В.И. Просвирнин ; МИМСХ. - Мелитополь, 1992. - 286 с.