Электродинамические сепараторы с вращающимся магнитным полем

• Автор: Коняев, Иван Андреевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 117 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Классификация электродинамических сепараторов по способу возбуждения магнитного поля
1.2. Состояние разработок электродинамических сепараторов. Постановка задач исследований

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ СЕПАРАТОРОВ С ВРАЩАЮЩИМСЯ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ

2.1. Выбор и обоснование расчетной модели

2.2. Моделирование и расчет магнитных полей

2.2.1. Магнитное поле индуктора с открытой магнитной системой

2.2.2. Магнитное поле при наличии обратного магнитопро-вода

2.3. Оценка адекватности расчетных моделей
2.4. Выводы по разделу
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СЕПАРАТОРОВ С ВРАЩАЮЩИМСЯ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ
3.1. Особенности распределения магнитных полей
3.2. Оценка влияния ограниченности размеров вторичного элемента на электромагнитное усилие извлечения
3.3. Особенности характеристик сепараторов с вращающимся цилиндрическим индуктором
3.4. Выводы по разделу

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СЕПАРАТОРОВ. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТОК
4.1. Описание экспериментальных моделей
4.2. Результаты экспериментальных исследований электродинамических сепараторов
4.2.1. Оценка магнитных полей в рабочей зоне сепараторов
4.2.2. Оценка теплового состояния индукторов
4.2.3. Оценка электромагнитных усилий извлечения
4.2.4. Оценка характеристик электродинамического сепаратора индукторного типа
4.3. Практическая реализация разработок
4.4. Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Развитие вторичной металлургии, а также все возрастающие потребности в переработке твердых металлосодержащих отходов обусловливают востребованность технологий и оборудования для сбора и обработки вторичных цветных металлов [1-5]. Одной из таких технологий является электродинамическая сепарация - метод разделения немагнитных материалов по электропроводности, использующий силовое взаимодействие магнитного поля индуктора с вихревыми токами, наведенными этим полем в проводящих предметах или частицах. С помощью электродинамической сепарации могут решаться следующие технологические задачи:
• Извлечение лома цветных металлов из твердых бытовых или смешанных отходов.
• Отделение металлической фракции от неметаллической в сложных отходах цветных металлов (отходы электро- и радиотехнической промышленности, электролампового производства, автомобильный лом и т.п.).
• Очистка сыпучих материалов от металлических включений (например, очистка отработанных формовочных смесей от скрапа в литейном производстве).
• Сортировка сложного цветного металлолома при подготовке его к металлургическому переделу: разделение лома по крупности, удельному весу, электропроводности (например: отделение кускового лома от стружки; разделение сплавов, отличающихся только легирующими добавками).
В большинстве указанных операций альтернативой электродинамической сепарации является только ручная сортировка.
Одной из самых актуальных проблем промышленных регионов является утилизация твердых отходов производства и потребления. Вне зависимости от технологии переработки отходов извлечение металлических включений является необходимой операцией, позволяющей не только улучшить
плоская или осесимметричная модели, позволяющие корректно рассчитать магнитное поле в зоне расположения проводящей пластины при любой конфигурации активной зоны сепаратора. Недостатком такого подхода является замена реального распределения вторичных токов в массивной проводящей пластине токами, имеющими только одну составляющую (по оси у). Полученное при таком расчете электромагнитное усилие следует корректировать с помощью понижающих коэффициентов, позволяющих учесть искажения усилия, обусловленные перераспределением вторичных токов в пластине, реальные размеры которой меньше полюсного деления т. Одним из таких коэффициентов является коэффициент поперечного эффекта кпот учитывающий снижение усилия при появлении продольных составляющих вторичных токов (по оси х).
Наиболее полно поперечный краевой эффект в ЛИМ исследовался в работах [57, 82]. Для случая, когда ширина вторичного элемента не превышает ширины индуктора, а ЛИМ характеризуется малой электромагнитной добротностью (ео < 1) получено выражение вида:
т і 2т
Коп = 1
по 2 т
В то же время, как показано ранее в [38, 56], при ширине проводящей пластины Ъ < т большую часть периода изменения вторичного тока его распределение характеризуется картиной, показанной на рис. 2.3. Очевидно, что максимальная длина вторичных токов в направлении оси хне может превышать длину пластины Ъ, в то время как в длинном вторичном элементе она равна т. Поэтому, заменяя в (2.9) т на Ы2, получаем приближенную оценку коэффициента поперечного эффекта для вторичного элемента ограниченных размеров:
, 2Ь , тш
кпоп =1
па 2 о