Способ псевдоожижения слоя ферромагнитных частиц
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
Союз Советских
Социалистических
Республик
«»96
К АВТОе СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08. 04. 80 (21) 2906402/24-06 (Бl)М. Кл.
F 26 В 3/34
В 01 J 8/18
Гопударстмнный квинтет
СССР по делам нзоеретеннй и атнрытнй
Опубликовано 15. 1 О. 82. Бюллетень % 38
Дата опубликования описания Ig.10.82 (53) УДК66. 096.
° 5(088.8) Ю. И. Тамбовцев (72) Автор изобретения
Ордена Трудового Красного Знамени институ и массообмена им. А. В. Лыкова (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ПСЕВДООЖИЖЕНИЯ СЛОЯ
ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЧАСТИЦ с присоединением заявки яе (23) Приоритет
Изобретение относится к технике псевдоожижения ферромагнитных частиц и может найти применение в химической и других отраслях промышленности.
Наиболее близким к предлагаемому является способ псевдоожижения слоя ферромагнитных частиц из магнитомягкого материала путем непрерывного продувания через него газа и наложения внешнего переменного или постоянного намагничивающего поля напряженностью 4-20 кА/м, формирующего упорядоченную структуру слоя tI).
Недостатками .этого способа являются значительная неоднородность, низ-, кая температуропроводность слоя и высокие энергозатраты. .Цель изобретения — повышение однородности и температуропроводности слоя и сокращение энергозатрат.
2!
Поставленная цель достигается тем, что в псевдоожиженный слой вводят предварительно размягченные частицы из
2 магнитотвердого материала, преимущественно феррита бария, и смешивают их с частицами из магнитомягкого материала при отсутствии намагничивающего поля, после чего включают намагничивающее поле и дополнительно налагают одиночный импульс униполярного магнит-! ного поля напряженностью 80-400 кА/м, а намагничивающее поле отключают, и после достижения предельного значения градиента температур в слое вследствие уменьшения его температуропровод ности, на него налагают размагничивающее переменное магнитное поле, имеющее напряженность, не меньшую напряженности намагничивающеro поля, с последующим убыванием амплитудного значения напряженности до нуля в течение времени, обеспечивающего полное размагничивание слоя, и после достижения необходимой изотермичности слоя цикл повторяют без дополнительного введения в слой частиц из магнитствердого матеоиала.
966459
Иинимальную концентрацию бариевого феррита создают, по крайней мере, на уровне 10-20 . от объема слоя частиц магнитомягкого материала, так как при более низкой концентрации структура слоя после его намагничивания стано вится неустойчивой и неоднородной, характеризуется псевдоожижением крупных комков ферромагнитных частиц, . "сцементированных" намагниченными ча- 10 стицами бариевого феррита.
Данным способом можно псевдоожижать и многокомпонентные слои, в сос-,, тав которых, кроме магнитомягких и магнитотвердых ферромагнитных состав- д ляющих входят и немагнитные частицы.
Напряженность стабилизирующего магнитного поля, т. е. формирующего упорядоченную структуру его, лежит в диапазоне 4-20 кА/м, чаще всего в диапазоне 7- 15 кА/м.
Иинимальную длительность намагничивающего магнитного поля, фиксирующего упорядоченную структуру слоя, Сформированную в постоянном или переменном магнитном поле, можно рассчитать по формуле
at=6,46 — „° D 10 с, -1 - где б — электропроводность слоя, бм м;
 — индуктивность;
Н - .напряженность, кА/м;
D — диаметр частиц или слоя, в зависимости от материала колонны.
Если намагничивающий импульс создавать путем непосредственного включения обмотки через тиристоры в сеть переменного тока частотой 50 Гц, то минимальное время намагничивания можно создать в интервале 0,003-0,01 с.
3а это время намагничивающее поле не успевает изменить структуру, сформированную в переменном или постоянном магнитном поле, но фиксирует ее, после чего формирующее постоянное или переменное магнитное поле отключают, Пример. Проводились исследования межфазового теплообмена газа с материалом псевдоожиженного слоя, представляющего собой 703 по объему порошка восстановленного железа с частицами диаметром 6=0,3 мм и 30/ зернистого материала - частиц бариевого феррита диаметром 0=0,5-0,63 мм, статическая высота слоя Ь=55 мм, скорость и фильтрации w=0,5-0,6 м/с, внутренний диаметр колонны 0„=92 мм, отношение магнитной проницаемости железного поФ рошка,и.ж к проницаемости порошка частиц бариевого феррита составляло
;и /к =1,89. До наложения магнитного поля безразмерный темп охлаждения предварительно нагретого слоя равен =0,76, причем т- 1 1 где Cg и - избыточная температура, измеренная термопарой на выходе газа иэ слоя; среднеинтегральная избыточная температура частиц псевдоожиженного слоя, измеренная термопарой в слое при резком отключении подачи газа на входе в колонну и на выходе из нее.
После наложения переменного намагничивающего поля Н=7 кА/м достигалось полное прекращение образовайия газовых пузырей и безразмерный темп охлаждения увеличился до 9 =0,9. После выключения переменного магнитного поля упорядоченная структура псевдоожиженного слоя распадалась и безразмерный темп охлаждения уменьшался до М =0,76.
Затем, вновь включив переменное магнитное поле Н=7 кА/м и вновь образовав упорядоченную однородную структуру псевдоожиженного слоя, на этот слои был наложен импульс униполярного магнитного поля напряженностью Н=120 кА/м плавно убывающий до Н=О, после чего упорядоченная структура слоя распадалась и он начинал перемешиваться. После кратковременного перемешивания в течение 1-5 с вновь налагалось переменное магнитное поле H=j кА/м и через 0,5-1 с после включения переменного на слой налагали импульсное магнитное поле длительностью 0,01 с напряженностью H=120 кА/м и отключали переменное поле и т. д.
Таким образом, введение в псевдоожиженжый слой магнитомягкого материала, например железа, частиц магнитотвердого материала, например феррита бария, обеспечивает после известной магнитной стабилизации псевдоожижения путем наложения на слой формирующего
его структуру постоянного или переменного намагничивающего поля фиксацию этой структуры. за счет намагничивания частиц феррита бария, после чего формируЮщее структуру слоя магнитное поле выключают и магнитная стабилизация сохраняется в дальнейшем без затрат электроэнергии.
9664
Формула изобретения
Составитель А. Железнов
Техред Е.Харитончик Корректор Н. Король
Редактор И. Касарда
Тираж 741 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 7823/55 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Способ псевдоожижения слоя ферромагнитных частиц из магнитомягкого материала, преимущественно восстанов- S ленного железа, магнетита, путем непрерывного продувания через него газа и наложения внешнего переменного или постоянного намагничивающего поля на.пряженностью 4-20 кА/м, формирующего упорядоченную структуру слоя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения однородности и температуропроводности слоя и сокращения энергозатрат, в псевдоожиженный слой вводят !5 предварительно раэмагниченные частицы из магнитотвердого материала, преимущественно феррита бария, и смешивают их с частицами из магнитомягкого материала при отсутствии намагничиваю- 20 щего поля, после чего включают намагничивающее поле и дополнительно нала59 6 гают одиночный импульс униполярного магнитного поля напряженностью 80400 кА/м, а намагничивающее поле отключают, и после достижения предельного значения градиента температур в слое вследствие уменьшения его температуропроводности на него налагают размагничивающее переменное магнитное поле, имеющее напряженность, не меньшую напряженности намагничивающего поля, с последующим убыванием амплитудного значения напряженности до нуля в течение времени, обеспечивающего
rîëHoå размагничивание слоя, и после достижения необходимой изотермичности слоя цикл повторяют без дополнительного введения в слой частиц иэ магнитотвердого материала.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США N 3440731, кл. 34-1, опублик. 1968.