DOI:10.30857/1813-6796.2018.4.7.
|
УДК 621.318
|
ШВЕДЧИКОВА І. О.*, РОМАНЧЕНКО Ю. А.** *Київський національний університет технологій та дизайну **Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля
ДОСЛІДЖЕННЯ СИЛОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛІГРАДІЄНТНОГО ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО СЕПАРАТОРА ПРИ ЗМІНІ ФОРМИ ПЛАСТИН МАТРИЦІ |
Мета. Дослідження впливу форми елементів багатокомпонентної пластинчастої матриці поліградієнтного електромагнітного сепаратора на його силові характеристики.
Методика. При проведенні аналізу розподілу магнітного поля в робочій зоні електромагнітного сепаратора використовується метод скінченних елементів, реалізований в програмному комплексі ELCUT 5.6.
Результати. Проведено чисельно-польовий аналіз розподілу магнітного поля в робочих міжполюсних зонах матриці з поліградієнтним середовищем на основі пластин у формі рівнобедреної трапеції та трикутних пластин з округленою вершиною. За результатами аналізу встановлені максимальні значення силових характеристик електромагнітного поліградієнтного сепаратора.
Наукова новизна. Для багатокомпонентної пластинчастої матриці поліградієнтного електромагнітного сепаратора визначені геометричні розміри елементів матриці різної форми, при яких силові характеристики пристрою набувають максимального значення.
Практична значимість. Результати дослідження можуть бути використані для покращення силових характеристик базової конструкції електромагнітного поліградієнтного сепаратора.
Ключові слова: електромагнітний сепаратор, поліградієнтна матриця, силові характеристики, ефективна площа робочої зони.
ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛИГРАДИЕНТНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО СЕПАРАТОРА ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ФОРМЫ ПЛАСТИН МАТРИЦЫ
ШВЕДЧИКОВА И. А. *, РОМАНЧЕНКО Ю. А. **
*Киевский национальный университет технологий и дизайна
*Восточноукраинский национальный университет имени Владимира Даля
Цель. Исследование влияния формы элементов многокомпонентной пластинчатой матрицы полиградиентного электромагнитного сепаратора на его силовые характеристики.
Методика. При проведении анализа распределения магнитного поля в рабочей зоне электромагнитного сепаратора используется метод конечных элементов, реализованный в программном комплексе ELCUT 5.6.
Результаты. Проведен численно-полевой анализ распределения магнитного поля в рабочих межполюсных зонах матрицы с полиградиентной средой на основе пластин в форме равнобедренной трапеции и треугольных пластин со скругленной вершиной. По результатам анализа установлены максимальные значения силовых характеристик электромагнитного полиградиентного сепаратора.
Научная новизна. Для многокомпонентной пластинчатой матрицы полиградиентного электромагнитного сепаратора определенные геометрические размеры элементов матрицы различной формы, при которых силовые характеристики устройства приобретают максимальное значение.
Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы для улучшения силовых характеристик базовой конструкции электромагнитного полиградиентного сепаратора.
Ключевые слова: электромагнитный сепаратор, полиградиентная матрица, силовые характеристики, эффективная площадь рабочей зоны.
RESEARCH OF EFFECT OF MATRIX PLASTIC ELEMENTS SHAPE ON POWER CHARACTERISICS OF ELECTROMAGNETIC POLYGRAIDIENT SEPARATOR
Shvedchykova І. О. *, Romanchenko J. A. **
* Kyiv National University of Technologies and Design
** Volodymyr Dahl East Ukrainian National University
Purpose. Research of influence of elements shape of a multicomponent lamellar matrix of polygradient electromagnetic separator on its strength characteristics.
Methodology. For analysis of magnetic field distribution in working area of electromagnetic separator the finite element method has been used, implemented in ELCUT 5.6 software package.
Findings. A numerical-field analysis of magnetic field distribution in working interpolar zones of matrix with a polygradient medium on the basis of inserts in form of an isosceles trapezium and triangular plates with a rounded apex has been carried out. According to analysis results, the maximum values of power characteristics of electromagnetic polygradient separator have been established.
Originality. For a multicomponent lamellar matrix of polygradient electromagnetic separator certain geometrical dimensions of matrix elements of various shapes, at which power characteristics of device acquire the maximum value have been defined.
Practical value. The results of research can be used for improvement of power characteristics of basic design of electromagnetic polygradient separator.
Key words: electromagnetic separator, polygradient matrix, power characteristics, effective square of working area.
| Література | References |
|
1. Svoboda J. Magnetic Techniques for the Treatment of Materials [Text] / J. Svoboda // Kluwer Academic Рublishers, Boston. – 2004. – P. 99. 2. Wei Ge. Magnetic matrices used in high gradient magnetic separation (HGMS): A review [Text] / Ge. Wei, A. Encinas, E. Araujo, Sh. Song // Results in Physics. –·2017. – 7. – P.4278-4286. 3. Ren, L. Magnetic field characteristics analysis of a single assembled magnetic medium using ANSYS software [Text] / L. Ren, Sh. Zeng, Y. Zhang // International Journal of Mining Science and Technology. – 2015. – 25. – P. 479–487. 4. Пилов П. И. Сепарация ультрадисперсных слабомагнитных материалов в сверхсильных магнитных полях [Текст] / П. И. Пилов, В. Ю. Шутов, Н. Г. Кабакова, Л. А. Шатова // Збагачення корисних копалин. – 2017. – Вип. 68(109). – С. 133-138. 5. Просвирин В. И. Особенности извлечения ферропримесей из сыпучих сельскохозяйственных материалов [Текст] / В. И. Просвирин, Е. П. Мастюкин, И. О. Кузнецов, В. Б. Гулевский // Науковий вісник ТДАТУ. – 2011. – Вип. 1, Том 1. – С. 75-78. 6. Загирняк М. В. Магнитные сепараторы. Проблемы проектирования: моногр. [Текст] / М. В. Загирняк, Ю. А. Бранспиз, И. А. Шведчикова; под ред. М.В. Загирняка. – К.: Техніка, 2011. – 224 с. 7. Патент на корисну модель № 103156, Україна, В03С 1/00 (2015.01). Електромагнітний сепаратор / Шведчикова І. О., Романченко Ю. А.; патентовласник: СНУ і. В. Даля; заявл. 05.05.15; опубл. 10.12.15, Бюл. № 23. – 5 с. 8. Shvedchykova I. Comparative analysis of inhomogeneity degree of magnetic field of polygradient magnetic separators for purification of bulk materials [Text] / I. Shvedchykova, Ju. Romanchenko, I. Nikitchenko // Proceedings of the 2017 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy System (MEES), 15-17 Nov. 2017, Kremenchuk, Ukraine, p.144 – 147. IEEE Catalog Number: CFP17K83-ART. 9. Gerlici J. Визначення раціональних геометричних параметрів пластинчастих елементів магнітної матриці поліградієнтного сепаратора [Текст] / J. Gerlici, І. О. Шведчикова, Ю. А. Романченко, І.В. Нікітченко // Електротехніка і електромеханіка. – 2018. ‑ № 4. – С. 58-62. 10. Пантелят М. Г. Использование векторного магнитного потенциала в конечноэлементном анализе нестационарных трёхмерных электромагнитных полей в проводящих середах / М. Г. Пантелят, Н. Г. Шульженко // Электротехника и электромеханика. – 2007. – № 5. – С. 42 – 47. 11. Bíró O. On the use of the magnetic vector potential in the finite element analysis of three-dimensional eddy currents [Text] / O. Bíró, K. Preis // IEEE Transactions on Magnetics. – 1989. – v. 25, No. 4. – P. 3145 – 3159. |
1. Svoboda, J. (2004). Magnetic Techniques for the Treatment of Materials. Kluwer Academic Рublishers, 99. 2. Wei, Ge, Armando, Encinas, Elsie, Araujo, Shaoxian, Song (2017). Magnetic matrices used in high gradient magnetic separation (HGMS): A review. Results in Physics. 7, 278-4286. 3. Ren, L., Zeng, Sh., Zhang, Y. (2015). Magnetic field characteristics analysis of a single assembled magnetic medium using ANSYS software. International Journal of Mining Science and Technology, 25, 479–487. 4. Pilov, P. I., Shutov, V. Yu., Kabakova, N. G., Shatova, L. A. Separation of ultradispersed low magnetic materials in superstrong magnetic fields. Zbahachennia korysnykh kopalyn, 2017, no. 68(109). pp. 133-138. 5. Prosvirin V. I., Mastyukin E. P., Kuznetsov I. O., Gulevskiy V. B. (2011). Separatsiya ul’tradispersnykh slabomagnitnykh materialov v sverkhsil’nykh magnitnykh polyakh [Extracting Features of ferroimpurities extraction from bulk agricultural materials] Naukovyi visnyk TDATU – Scientific Herald TSATU, 1, 75-78 [in Ukrainian]. 6. Zagirnjak, M. V., Branspiz, Ju. A., Shvedchikova, I. A. (2011). Magnitnye separatory. Problemy proektirovanija [Magnetic separators. Problems of designing]. Kiev: Tehnika [in Ukrainian]. 7. Shvedchykova, I. O., Romanchenko, Yu. A. (2015). Elektromahnitnyi separator [Electromagnetic separator]. Ukrainian patent, no. 103156. 8. Shvedchykova, I., Romanchenko, Ju., Nikitchenko, I. (2017). Comparative analysis of inhomogeneity degree of magnetic field of polygradient magnetic separators for purification of bulk materials. Proceedings of the 2017 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy System (MEES), 144 – 147 [in Ukrainian]. 9. Gerlici, J., Shvedchykova, I.O., Romanchenko, Yu.A., Nikitchenko, I.V. (2018). Vyznachennia ratsionalnykh heometrychnykh parametriv plastynchastykh elementiv mahnitnoi matrytsi polihradiientnoho separatora [Determination of rational geometrical parameters of plate elements of magnetic matrix of a polygradient separator] Elektrotekhnika i elektromekhanika –Electrical engineering and electromechanics, 4, 58-62 [in Ukrainian]. 10. Pantelyat, M. G., Shul’zhenko, N. G. (2007). Ispol’zovanie vektornogo magnitnogo potentsiala v konechnoelementnom analize nestatsionarnykh trekhmernykh elektromagnitnykh poley v provodyashchikh seredakh [The use of vector magnetic potential in finite element analysis of nonstationary three-dimensional electromagnetic fields in conducting medium]. Elektrotekhnika i elektromekhanika – Electrical engineering and electromechanics, 5, 42 – 47 [in Ukrainian]. 11. Bíró, O., Preis, K. (1989). On the use of the magnetic vector potential in the finite element analysis of three-dimensional eddy currents. IEEE Transactions on Magnetics. 25, 4, 3145 – 3159. |
|
Shvedchykova Irina ORCID: 0000-0003-3005-7385 Department Of Energy Management and Applied Electronics Kiev National University of Technologies & Design |
Romanchenko Yuliya ORCID: 0000-0001-6579-6474 Volodymyr Dahl East Ukrainian National University
|