การประยุกต์ใช้สนามแม่เหล็กเพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยี

สำหรับวัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยี ส่วนใหญ่จะใช้สนามแม่เหล็กเพื่อ:

• ผลกระทบต่อโลหะและอนุภาคที่มีประจุ

• การทำให้เป็นแม่เหล็กของน้ำและสารละลายที่เป็นน้ำ

• ผลกระทบต่อวัตถุทางชีวภาพ

ในกรณีแรก สนามแม่เหล็ก มันถูกใช้ในเครื่องแยกสำหรับการทำให้บริสุทธิ์ของสื่ออาหารต่างๆ จากสิ่งเจือปนที่เป็นโลหะเฟอร์โรแมกเนติก และในอุปกรณ์สำหรับการแยกอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า

ประการที่สองโดยมีจุดประสงค์เพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของน้ำ

ประการที่สาม - เพื่อควบคุมกระบวนการทางชีววิทยา

ในเครื่องแยกแม่เหล็กโดยใช้ระบบแม่เหล็ก สิ่งเจือปนที่เป็นแม่เหล็กไฟฟ้า (เหล็ก เหล็กหล่อ ฯลฯ) จะถูกแยกออกจากมวลรวม มีตัวคั่นด้วย แม่เหล็กถาวร และแม่เหล็กไฟฟ้า ในการคำนวณแรงยกของแม่เหล็กจะใช้สูตรโดยประมาณที่ทราบจากหลักสูตรวิศวกรรมไฟฟ้าทั่วไป

โดยที่ Fm คือแรงยก, N, S คือส่วนตัดขวางของแม่เหล็กถาวรหรือวงจรแม่เหล็กของแม่เหล็กไฟฟ้า, m2, V คือการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก, T

ตามค่าที่ต้องการของแรงยก ค่าที่ต้องการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กจะถูกกำหนดเมื่อใช้แม่เหล็กไฟฟ้า แรงแม่เหล็ก (Iw):

โดยที่ I คือกระแสของแม่เหล็กไฟฟ้า, A, w คือจำนวนรอบของขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า, Rm คือความต้านทานแม่เหล็กเท่ากับ

ที่นี่ lk คือความยาวของแต่ละส่วนของวงจรแม่เหล็กที่มีหน้าตัดและวัสดุคงที่ m, μk คือการซึมผ่านของแม่เหล็กของส่วนที่สอดคล้องกัน, H / m, Sk คือส่วนตัดขวางของส่วนที่สอดคล้องกัน, m2, S คือ ภาพตัดขวางของวงจรแม่เหล็ก, m2, B คือการเหนี่ยวนำ, T.

ความต้านทานแม่เหล็กจะคงที่สำหรับส่วนที่ไม่เป็นแม่เหล็กของวงจรเท่านั้น สำหรับส่วนแม่เหล็ก ค่าของ RM จะพบได้โดยใช้เส้นโค้งการสะกดจิต เนื่องจากที่นี่ μ เป็นปริมาณที่เปลี่ยนแปลงได้

เครื่องแยกสนามแม่เหล็กถาวร

ตัวคั่นที่ง่ายและประหยัดที่สุดคือแม่เหล็กถาวร เนื่องจากไม่ต้องใช้พลังงานเพิ่มเติมในการจ่ายไฟให้กับขดลวด ตัวอย่างเช่น ใช้ในเบเกอรี่เพื่อทำความสะอาดแป้งจากสิ่งเจือปนที่เป็นเหล็ก ตามกฎแล้วแรงยกทั้งหมดของเครื่องบันทึกเทปในตัวแยกเหล่านี้ควรมีอย่างน้อย 120 นิวตันในสนามแม่เหล็กแป้งควรเคลื่อนที่เป็นชั้นบาง ๆ หนาประมาณ 6-8 มม. ด้วยความเร็วไม่เกิน มากกว่า 0.5 ม. / วินาที

ตัวแยกแม่เหล็กถาวรยังมีข้อเสียที่สำคัญ: แรงยกของมันมีขนาดเล็กและอ่อนตัวลงเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากอายุของแม่เหล็ก ตัวแยกที่มีแม่เหล็กไฟฟ้าไม่มีข้อเสียเนื่องจากแม่เหล็กไฟฟ้าที่ติดตั้งอยู่ในนั้นใช้พลังงานจากกระแสตรง แรงยกของพวกเขาสูงกว่ามากและสามารถปรับได้ด้วยกระแสขดลวด

ในรูป 1 แสดงไดอะแกรมของตัวแยกแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับสิ่งเจือปนจำนวนมากวัสดุแยกจะถูกป้อนเข้าไปในถังรับ 1 และเคลื่อนไปตามสายพานลำเลียง 2 ไปยังดรัมขับ 3 ที่ทำจากวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็ก (ทองเหลือง ฯลฯ) ดรัม 3 หมุนรอบแม่เหล็กไฟฟ้าคงที่ DC 4

แรงเหวี่ยงโยนวัสดุเข้าไปในรูขนถ่าย 5 และสิ่งสกปรกที่เป็นเหล็กภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กไฟฟ้า 4 "ติด" กับสายพานลำเลียงและถูกถอดออกหลังจากออกจากสนามแม่เหล็กเท่านั้น ตกลงไปในช่องขนถ่ายสำหรับสิ่งเจือปนที่เป็นเหล็ก 6. ยิ่งชั้นผลิตภัณฑ์บนสายพานลำเลียงบางลงเท่าใด การแยกก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น

สามารถใช้สนามแม่เหล็กเพื่อแยกอนุภาคมีประจุออกจากกันในระบบที่กระจายตัวได้ การแยกนี้ขึ้นอยู่กับแรง Lorentz

โดยที่ Fl คือแรงที่กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุ, N, k คือปัจจัยสัดส่วน, q คือประจุของอนุภาค, C, v คือความเร็วของอนุภาค, m / s, N คือ ความแรงของสนามแม่เหล็ก, A / m, a คือมุมระหว่างสนามและเวกเตอร์ความเร็ว

อนุภาคที่มีประจุบวกและประจุลบ ไอออนจะเบี่ยงเบนไปในทิศทางตรงกันข้ามภายใต้การกระทำของแรง Lorentz นอกจากนี้ อนุภาคที่มีความเร็วต่างกันจะถูกจัดเรียงในสนามแม่เหล็กตามขนาดของความเร็ว

ข้าว. 1. แผนผังของตัวแยกแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับสิ่งเจือปนจำนวนมาก

อุปกรณ์สำหรับทำให้น้ำเป็นแม่เหล็ก

การศึกษาจำนวนมากที่ดำเนินการในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการประยุกต์ใช้ระบบบำบัดน้ำด้วยแม่เหล็กอย่างมีประสิทธิภาพ ทั้งน้ำทางเทคนิคและน้ำธรรมชาติ สารละลาย และสารแขวนลอย

ในระหว่างการบำบัดน้ำด้วยระบบแม่เหล็ก จะเกิดสิ่งต่อไปนี้:

• การเร่งความเร็วของการแข็งตัว - การยึดเกาะของอนุภาคของแข็งที่แขวนลอยอยู่ในน้ำ

• การก่อตัวและการปรับปรุงการดูดซับ

• การก่อตัวของผลึกเกลือระหว่างการระเหยไม่ได้อยู่บนผนังของเรือ แต่อยู่ในปริมาตร

• เร่งการละลายของของแข็ง

• การเปลี่ยนแปลงความสามารถในการเปียกของพื้นผิวที่เป็นของแข็ง

• การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของก๊าซที่ละลาย

เนื่องจากน้ำมีส่วนร่วมในกระบวนการทางชีววิทยาและเทคโนโลยีเกือบทั้งหมด การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กจึงถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในเทคโนโลยีอาหาร ยา เคมี ชีวเคมี และในการเกษตร

ด้วยความช่วยเหลือของความเข้มข้นของสารในของเหลวคุณสามารถบรรลุ:

• การกลั่นน้ำทะเลและการปรับปรุงคุณภาพของน้ำธรรมชาติและเทคโนโลยี

• ทำความสะอาดของเหลวจากสิ่งสกปรกที่แขวนลอย

• ควบคุมการทำงานของสารละลายทางสรีรวิทยาและเภสัชวิทยาของอาหาร

• การควบคุมกระบวนการคัดเลือกการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ (การเร่งหรือยับยั้งอัตราการเจริญเติบโตและการแบ่งตัวของแบคทีเรีย ยีสต์)

• การควบคุมกระบวนการแบคทีเรียชะล้างน้ำเสีย

• วิสัญญีวิทยาแม่เหล็ก

การควบคุมคุณสมบัติของระบบคอลลอยด์ กระบวนการละลายและตกผลึกใช้เพื่อ:

• เพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการข้นและการกรอง

• การลดการสะสมของเกลือ ตะกรัน และการสะสมอื่นๆ

• ปรับปรุงการเจริญเติบโตของพืชเพิ่มผลผลิตการงอก

เรามาทราบคุณสมบัติของการบำบัดน้ำด้วยแม่เหล็กกันเถอะ 1. การบำบัดด้วยแม่เหล็กจำเป็นต้องมีการไหลของน้ำที่ความเร็วที่กำหนดผ่านสนามแม่เหล็กอย่างน้อยหนึ่งสนาม

2.ผลของการสะกดจิตไม่ได้คงอยู่ตลอดไป แต่จะหายไปหลังจากสิ้นสุดสนามแม่เหล็ก โดยวัดเป็นชั่วโมงหรือเป็นวัน

3. ผลของการบำบัดขึ้นอยู่กับการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กและการไล่ระดับสี อัตราการไหล องค์ประกอบของระบบน้ำ และเวลาที่อยู่ในสนาม สังเกตว่าไม่มีสัดส่วนโดยตรงระหว่างผลการรักษาและขนาดของความแรงของสนามแม่เหล็ก ความเอียงของสนามแม่เหล็กมีบทบาทสำคัญ สิ่งนี้สามารถเข้าใจได้หากเราพิจารณาว่าแรง F ที่กระทำต่อสารจากด้านข้างของสนามแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมอถูกกำหนดโดยนิพจน์

โดยที่ x คือความไวแม่เหล็กต่อหน่วยปริมาตรของสาร, H คือความแรงของสนามแม่เหล็ก, A / m, dH / dx คือความเข้มของเกรเดียนต์

ตามกฎแล้วค่าการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กจะอยู่ในช่วง 0.2-1.0 T และการไล่ระดับสีคือ 50.00-200.00 T / m

ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดของการบำบัดด้วยแม่เหล็กทำได้ที่อัตราการไหลของน้ำในสนามเท่ากับ 1–3 เมตร/วินาที

ไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับอิทธิพลของธรรมชาติและความเข้มข้นของสารที่ละลายในน้ำ พบว่าผลของการทำให้เป็นแม่เหล็กขึ้นอยู่กับชนิดและปริมาณของเกลือเจือปนในน้ำ

ต่อไปนี้คือโครงการติดตั้งสำหรับการบำบัดน้ำด้วยระบบแม่เหล็กด้วยแม่เหล็กถาวรและแม่เหล็กไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนโดยกระแสที่มีความถี่ต่างกัน

ในรูป 2. แสดงไดอะแกรมของอุปกรณ์สำหรับดึงดูดน้ำด้วยแม่เหล็กถาวรทรงกระบอกสองตัว 3, การไหลของน้ำในช่องว่าง 2 ของวงจรแม่เหล็กที่เกิดจากแกนเฟอร์โรแมกเนติกกลวง 4 วางไว้ในกล่อง L การเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กคือ 0.5 T, การไล่ระดับสีคือ 100.00 T / m ความกว้างของช่องว่าง 2 มม.

ข้าว. 2. โครงการอุปกรณ์สำหรับดึงดูดน้ำ

ข้าว. 3.อุปกรณ์สำหรับบำบัดน้ำด้วยระบบแม่เหล็ก

มีการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีแม่เหล็กไฟฟ้ากันอย่างแพร่หลาย อุปกรณ์ประเภทนี้แสดงในรูปที่ 3. ประกอบด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าหลายตัว 3 พร้อมขดลวด 4 เคลือบด้วยไดอะแมกเนติก 1. ทั้งหมดนี้อยู่ในท่อเหล็ก 2. น้ำไหลเข้าสู่ช่องว่างระหว่างท่อกับตัวเครื่องซึ่งป้องกันด้วยฝาปิดไดอะแมกเนติก ความแรงของสนามแม่เหล็กในช่องว่างนี้คือ 45,000-160,000 A / m ในรุ่นอื่นๆ ของอุปกรณ์ประเภทนี้ แม่เหล็กไฟฟ้าจะติดอยู่บนท่อจากด้านนอก

ในอุปกรณ์ที่พิจารณาทั้งหมด น้ำจะไหลผ่านช่องว่างที่ค่อนข้างแคบ ดังนั้นจึงทำความสะอาดล่วงหน้าจากสารแขวนลอยที่เป็นของแข็ง ในรูป 4 แสดงไดอะแกรมของอุปกรณ์ประเภทหม้อแปลงไฟฟ้า ประกอบด้วยแอก 1 พร้อมขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า 2 ระหว่างขั้วซึ่งวางท่อ 3 ของวัสดุไดอะแมกเนติก อุปกรณ์นี้ใช้ในการบำบัดน้ำหรือเซลลูโลสด้วยกระแสสลับหรือกระแสเป็นจังหวะที่มีความถี่ต่างกัน

อธิบายเฉพาะการออกแบบอุปกรณ์โดยทั่วไปที่ใช้อย่างประสบความสำเร็จในด้านต่างๆ ของการผลิตที่นี่

สนามแม่เหล็กยังส่งผลต่อการพัฒนากิจกรรมที่สำคัญของจุลินทรีย์ Magnetobiology เป็นสาขาวิทยาศาสตร์ที่กำลังพัฒนาซึ่งกำลังค้นหาการใช้งานจริงมากขึ้น รวมถึงในกระบวนการผลิตอาหารทางเทคโนโลยีชีวภาพ อิทธิพลของสนามแม่เหล็กคงที่ แปรผัน และเต้นเป็นจังหวะต่อการสืบพันธุ์ คุณสมบัติทางสัณฐานวิทยาและวัฒนธรรม เมแทบอลิซึม กิจกรรมของเอนไซม์ และแง่มุมอื่น ๆ ของกิจกรรมชีวิตของจุลินทรีย์ถูกเปิดเผย

ผลกระทบของสนามแม่เหล็กที่มีต่อจุลินทรีย์โดยไม่คำนึงถึงพารามิเตอร์ทางกายภาพของพวกมัน นำไปสู่ความแปรปรวนทางฟีโนไทป์ของคุณสมบัติทางสัณฐานวิทยา วัฒนธรรม และชีวเคมี ในบางสปีชีส์ เป็นผลมาจากการรักษา องค์ประกอบทางเคมี โครงสร้างแอนติเจน ความรุนแรง การดื้อต่อยาปฏิชีวนะ ฟาจ และรังสียูวีสามารถเปลี่ยนแปลงได้ บางครั้งสนามแม่เหล็กทำให้เกิดการกลายพันธุ์โดยตรง แต่ส่วนใหญ่มักจะส่งผลต่อโครงสร้างทางพันธุกรรมนอกโครโมโซม

ไม่มีทฤษฎีใดที่ยอมรับโดยทั่วไปในการอธิบายกลไกของสนามแม่เหล็กบนเซลล์ อาจเป็นไปได้ว่าผลกระทบทางชีวภาพของสนามแม่เหล็กต่อจุลินทรีย์นั้นขึ้นอยู่กับกลไกทั่วไปของอิทธิพลทางอ้อมผ่านปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม