तकनीकी उद्देश्यों के लिए चुंबकीय क्षेत्र का अनुप्रयोग

तकनीकी उद्देश्यों के लिए, चुंबकीय क्षेत्र मुख्य रूप से उपयोग किए जाते हैं:

• धातु और आवेशित कणों पर प्रभाव,

• पानी और जलीय घोल का चुंबकीयकरण,

• जैविक वस्तुओं पर प्रभाव

पहले मामले में चुंबकीय क्षेत्र इसका उपयोग विभाजकों में धातु फेरोमैग्नेटिक अशुद्धियों से विभिन्न खाद्य मीडिया की शुद्धि के लिए और आवेशित कणों को अलग करने के लिए उपकरणों में किया जाता है।

दूसरे में, पानी के भौतिक-रासायनिक गुणों को बदलने के उद्देश्य से।

तीसरे में - जैविक प्रकृति की प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने के लिए।

चुंबकीय प्रणालियों का उपयोग करने वाले चुंबकीय विभाजकों में, फेरोमैग्नेटिक अशुद्धियों (स्टील, कच्चा लोहा, आदि) को थोक द्रव्यमान से अलग किया जाता है। के साथ विभाजक हैं स्थायी मैग्नेट और विद्युत चुम्बक। मैग्नेट के उत्थापन बल की गणना करने के लिए, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के सामान्य पाठ्यक्रम से ज्ञात एक अनुमानित सूत्र का उपयोग किया जाता है।

जहां Fm उठाने वाला बल है, N, S एक स्थायी चुंबक का क्रॉस-सेक्शन है या इलेक्ट्रोमैग्नेट का चुंबकीय सर्किट है, m2, V चुंबकीय प्रेरण है, T।

उठाने वाले बल के आवश्यक मूल्य के अनुसार, चुंबकीय प्रेरण का आवश्यक मूल्य तब निर्धारित किया जाता है जब एक विद्युत चुंबक का उपयोग किया जाता है, चुंबकीयकरण बल (Iw):

जहां मैं इलेक्ट्रोमैग्नेट की धारा है, ए, डब्ल्यू इलेक्ट्रोमैग्नेट के कॉइल के घुमावों की संख्या है, आरएम चुंबकीय प्रतिरोध के बराबर है

यहाँ lk एक निरंतर क्रॉस सेक्शन और सामग्री के साथ चुंबकीय सर्किट के अलग-अलग वर्गों की लंबाई है, m, μk संबंधित वर्गों की चुंबकीय पारगम्यता है, H / m, Sk संबंधित वर्गों का क्रॉस सेक्शन है, m2, S है चुंबकीय सर्किट का क्रॉस सेक्शन, एम 2, बी इंडक्शन है, टी।

चुंबकीय प्रतिरोध केवल सर्किट के गैर-चुंबकीय वर्गों के लिए स्थिर होता है। चुंबकीय वर्गों के लिए, चुंबकीयकरण वक्रों का उपयोग करके RM का मान पाया जाता है, क्योंकि यहाँ μ एक चर मात्रा है।

स्थायी चुंबकीय क्षेत्र विभाजक

सबसे सरल और सबसे किफायती विभाजक स्थायी चुम्बकों के साथ हैं, क्योंकि उन्हें कॉइल को शक्ति देने के लिए अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है। उनका उपयोग, उदाहरण के लिए, बेकरियों में लौह अशुद्धियों से आटा साफ करने के लिए किया जाता है। एक नियम के रूप में, इन विभाजकों में टेप रिकॉर्डर की कुल उठाने वाली शक्ति कम से कम 120 N होनी चाहिए। एक चुंबकीय क्षेत्र में, आटे को लगभग 6-8 मिमी मोटी एक पतली परत में गति करनी चाहिए, जिसकी गति अधिक नहीं होनी चाहिए। 0.5 मी / एस से।

स्थायी चुंबक विभाजकों के भी महत्वपूर्ण नुकसान होते हैं: उनका उठाने वाला बल छोटा होता है और समय के साथ चुम्बकों की उम्र बढ़ने के कारण कमजोर हो जाता है। इलेक्ट्रोमैग्नेट्स वाले विभाजकों में ये कमियां नहीं होती हैं, क्योंकि उनमें स्थापित इलेक्ट्रोमैग्नेट डायरेक्ट करंट द्वारा संचालित होते हैं। उनका भारोत्तोलन बल बहुत अधिक है और कॉइल करंट द्वारा समायोजित किया जा सकता है।

अंजीर में। 1 थोक अशुद्धियों के लिए विद्युत चुम्बकीय विभाजक का आरेख दिखाता है।पृथक्करण सामग्री को प्राप्त करने वाले हॉपर 1 में डाला जाता है और गैर-चुंबकीय सामग्री (पीतल, आदि) से बने ड्राइव ड्रम 3 में कन्वेयर 2 के साथ चलता है। ड्रम 3 एक स्थिर इलेक्ट्रोमैग्नेट DC 4 के चारों ओर घूमता है।

केन्द्रापसारक बल सामग्री को अनलोडिंग छेद 5 में फेंकता है, और इलेक्ट्रोमैग्नेट 4 के चुंबकीय क्षेत्र की कार्रवाई के तहत फेरो-अशुद्धियां कन्वेयर बेल्ट के लिए "स्टिक" होती हैं और मैग्नेट की कार्रवाई के क्षेत्र को छोड़ने के बाद ही इससे अलग हो जाती हैं। फेरो-अशुद्धियों के लिए अनलोडिंग छेद में गिरना 6. कन्वेयर बेल्ट पर उत्पाद की परत जितनी पतली होगी, जुदाई उतनी ही बेहतर होगी।

छितरी हुई प्रणालियों में आवेशित कणों को अलग करने के लिए चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग किया जा सकता है। यह पृथक्करण लोरेंत्ज़ बलों पर आधारित है।

जहाँ F एक आवेशित कण पर कार्य करने वाला बल है, N, k आनुपातिकता कारक है, q कण आवेश है, C, v कण वेग है, m / s, N है चुंबकीय क्षेत्र की ताकत, ए / एम, क्षेत्र और वेग वैक्टर के बीच का कोण है।

धनात्मक और ऋणात्मक रूप से आवेशित कणों, आयनों को लोरेंत्ज़ बलों की कार्रवाई के तहत विपरीत दिशाओं में विक्षेपित किया जाता है, इसके अलावा, विभिन्न वेगों वाले कणों को भी उनके वेगों के परिमाण के अनुसार एक चुंबकीय क्षेत्र में क्रमबद्ध किया जाता है।

चावल। 1. थोक अशुद्धियों के लिए एक विद्युत चुम्बकीय विभाजक का आरेख

पानी को चुम्बकित करने के लिए उपकरण

हाल के वर्षों में किए गए कई अध्ययनों ने जल प्रणालियों के चुंबकीय उपचार के प्रभावी अनुप्रयोग की संभावना को दिखाया है - तकनीकी और प्राकृतिक जल, समाधान और निलंबन।

जल प्रणालियों के चुंबकीय उपचार के दौरान, निम्नलिखित होता है:

• जमावट का त्वरण - पानी में निलंबित ठोस कणों का आसंजन,

• गठन और सोखना में सुधार,

• वाष्पीकरण के दौरान नमक के क्रिस्टल का निर्माण बर्तन की दीवारों पर नहीं, बल्कि आयतन में होता है,

• ठोस पदार्थों के विघटन में तेजी लाना,

• ठोस सतहों की गीलापन में परिवर्तन,

• घुलित गैसों की सांद्रता में परिवर्तन।

चूँकि पानी सभी जैविक और अधिकांश तकनीकी प्रक्रियाओं में एक सक्रिय भागीदार है, इसलिए चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में इसके गुणों में परिवर्तन खाद्य प्रौद्योगिकी, चिकित्सा, रसायन विज्ञान, जैव रसायन और कृषि में भी सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है।

एक तरल में पदार्थों की स्थानीय सांद्रता की सहायता से, इसे प्राप्त करना संभव है:

• अलवणीकरण और प्राकृतिक और तकनीकी जल की गुणवत्ता में सुधार,

• निलंबित अशुद्धियों से तरल पदार्थ की सफाई,

• भोजन की शारीरिक और औषधीय समाधानों की गतिविधि को नियंत्रित करें,

• सूक्ष्मजीवों के चयनात्मक विकास की प्रक्रियाओं का नियंत्रण (बैक्टीरिया, खमीर के विकास और विभाजन की दर में तेजी या अवरोध),

• अपशिष्ट जल के जीवाणु निक्षालन की प्रक्रियाओं का नियंत्रण,

• चुंबकीय एनेस्थिसियोलॉजी।

कोलाइडल सिस्टम, विघटन और क्रिस्टलीकरण प्रक्रियाओं के गुणों को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है:

• मोटाई और निस्पंदन प्रक्रियाओं की दक्षता में वृद्धि,

• लवण, पैमाने और अन्य संचयों की जमा राशि में कमी,

• पौधों की वृद्धि में सुधार, उनकी उपज में वृद्धि, अंकुरण।

आइए ध्यान दें चुंबकीय जल उपचार की विशेषताएं। 1. चुंबकीय उपचार के लिए एक या अधिक चुंबकीय क्षेत्रों के माध्यम से एक निश्चित गति से पानी के अनिवार्य प्रवाह की आवश्यकता होती है।

2.चुंबकत्व का प्रभाव हमेशा के लिए नहीं रहता है, लेकिन घंटों या दिनों में मापा जाने वाला चुंबकीय क्षेत्र समाप्त होने के कुछ समय बाद गायब हो जाता है।

3. उपचार का प्रभाव चुंबकीय क्षेत्र और उसके ढाल, प्रवाह दर, जल प्रणाली की संरचना और क्षेत्र में होने के समय पर निर्भर करता है। यह ध्यान दिया जाता है कि उपचार प्रभाव और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के परिमाण के बीच कोई सीधा आनुपातिकता नहीं है। चुंबकीय क्षेत्र का झुकाव एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह समझ में आता है अगर हम मानते हैं कि गैर-समान चुंबकीय क्षेत्र की तरफ से किसी पदार्थ पर कार्य करने वाला बल एफ अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित किया जाता है

जहाँ x पदार्थ की प्रति इकाई मात्रा में चुंबकीय संवेदनशीलता है, H चुंबकीय क्षेत्र की ताकत है, A / m, dH / dx तीव्रता का ढाल है

एक नियम के रूप में, चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण मान 0.2-1.0 T की सीमा में है, और ढाल 50.00-200.00 T / m है।

चुंबकीय उपचार के सर्वोत्तम परिणाम 1–3 मी/से के बराबर क्षेत्र में पानी के प्रवाह दर पर प्राप्त किए जाते हैं।

प्रकृति के प्रभाव और पानी में घुले पदार्थों की सांद्रता के बारे में बहुत कम जानकारी है। यह पाया गया कि चुंबकीयकरण प्रभाव पानी में नमक की अशुद्धियों के प्रकार और मात्रा पर निर्भर करता है।

यहाँ विभिन्न आवृत्तियों की धाराओं द्वारा संचालित स्थायी चुम्बकों और विद्युत चुम्बकों के साथ जल प्रणालियों के चुंबकीय उपचार के लिए प्रतिष्ठानों की कुछ परियोजनाएँ हैं।

अंजीर में। 2. दो बेलनाकार स्थायी चुम्बकों के साथ पानी को चुम्बकित करने के लिए एक उपकरण का आरेख दिखाता है 3, एक खोखले फेरोमैग्नेटिक कोर 4 द्वारा बनाए गए चुंबकीय परिपथ के अंतराल 2 में पानी प्रवाहित होता है, एक मामले में एल चुंबकीय क्षेत्र का प्रेरण 0.5 टी है, ग्रेडिएंट 100.00 टी / मी गैप की चौड़ाई 2 मिमी है।

चावल। 2. पानी को चुम्बकित करने के लिए एक उपकरण की योजना

चावल। 3.जल प्रणालियों के चुंबकीय उपचार के लिए उपकरण

इलेक्ट्रोमैग्नेट्स से लैस उपकरणों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इस प्रकार का एक उपकरण अंजीर में दिखाया गया है। 3. इसमें कई इलेक्ट्रोमैग्नेट 3 होते हैं, जिसमें कॉइल 4 को डायमैग्नेटिक कोटिंग में रखा जाता है। इस अंतराल में चुंबकीय क्षेत्र की ताकत 45,000-160,000 A/m है। इस प्रकार के उपकरण के अन्य संस्करणों में, विद्युत चुम्बकों को बाहर से ट्यूब पर रखा जाता है।

सभी माने जाने वाले उपकरणों में, पानी अपेक्षाकृत संकीर्ण अंतराल से होकर गुजरता है, इसलिए इसे ठोस निलंबन से पूर्व-साफ किया जाता है। अंजीर में। 4 एक ट्रांसफार्मर प्रकार के उपकरण का आरेख दिखाता है। इसमें इलेक्ट्रोमैग्नेटिक कॉइल 2 के साथ एक योक 1 होता है, जिसके ध्रुवों के बीच डायनामैग्नेटिक मटीरियल की एक ट्यूब 3 रखी जाती है। डिवाइस का उपयोग विभिन्न आवृत्तियों के वैकल्पिक या स्पंदित धाराओं के साथ पानी या सेलूलोज़ के इलाज के लिए किया जाता है।

केवल सबसे विशिष्ट उपकरण डिज़ाइन जो उत्पादन के विभिन्न क्षेत्रों में सफलतापूर्वक उपयोग किए जाते हैं, उनका वर्णन यहां किया गया है।

चुंबकीय क्षेत्र सूक्ष्मजीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि के विकास को भी प्रभावित करते हैं। मैग्नेटोबायोलॉजी एक विकासशील वैज्ञानिक क्षेत्र है जो तेजी से व्यावहारिक अनुप्रयोगों की तलाश कर रहा है, जिसमें खाद्य उत्पादन की जैव-प्रौद्योगिकीय प्रक्रियाएं शामिल हैं। प्रजनन, रूपात्मक और सांस्कृतिक गुणों, चयापचय, एंजाइम गतिविधि और सूक्ष्मजीवों की जीवन गतिविधि के अन्य पहलुओं पर निरंतर, परिवर्तनशील और स्पंदित चुंबकीय क्षेत्र का प्रभाव प्रकट होता है।

सूक्ष्मजीवों पर चुंबकीय क्षेत्रों का प्रभाव, उनके भौतिक मापदंडों की परवाह किए बिना, रूपात्मक, सांस्कृतिक और जैव रासायनिक गुणों की फेनोटाइपिक परिवर्तनशीलता की ओर जाता है। कुछ प्रजातियों में, उपचार के परिणामस्वरूप, रासायनिक संरचना, एंटीजेनिक संरचना, उग्रता, एंटीबायोटिक दवाओं के प्रतिरोध, फेज और यूवी विकिरण बदल सकते हैं। कभी-कभी चुंबकीय क्षेत्र प्रत्यक्ष उत्परिवर्तन का कारण बनते हैं, लेकिन अधिक बार वे एक्स्ट्राक्रोमोसोमल आनुवंशिक संरचनाओं को प्रभावित करते हैं।

सेल पर चुंबकीय क्षेत्र के तंत्र की व्याख्या करने वाला कोई आम तौर पर स्वीकृत सिद्धांत नहीं है। संभवतः, सूक्ष्मजीवों पर चुंबकीय क्षेत्र का जैविक प्रभाव पर्यावरणीय कारक के माध्यम से अप्रत्यक्ष प्रभाव के सामान्य तंत्र पर आधारित है।