ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности определения активной фракции и магнитной восприимчивости осаждаемых частиц из "Магнитно-фильтрационная очистка жидкостей и газов" В качестве методологической основы определения X целесообразно все же использовать склонность и несклонность частиц к осаждению (сепарации) в условиях воздействия магнитного поля. В этом случае основным условием является обеспечение эффективного магнитного силового воздействия на активную фракцию частиц, причем это воздействие должно быть, по меньшей мере, соизмеримым с аналогичным воздействием, проявляющимся при осуществлении процесса магнитно-фильтрационной очистки (иначе метод контроля теряет смысл). Не менее важным условием является также эффективное и противоположное по направлению (к магнитному) силовое воздействие на неактивную фракцию частиц (т. е. среда должна быть не покоящейся, а движущейся). В этом случае появляется возможность вывода неактивной фракции частиц из зоны локализации активной фракции частиц. [c.95] Таким образом, имеются все предпосьшки для определения X методом магнитно-фильтрационной очистки сред в пористых (гранулированных) насадках, т. е. можно использовать такой метод очистки, как пробный с получением необходимой информации о X. Однако в этом случае необходимо выполнять одно из требований, которое, собственно, отличает данный метод контроля X от обычного метода магнитно-фильтрационной очистки, — скорость фильтрования V анализируемой среды должна быть ограничена как нижним, так и верхним значением для жидкостей примерно от 3 до 8-10 см/с. В этом интервале скоростей обеспечивается, с одной стороны, эффективное магнитное осаждение активных частиц, а с другой — сводится к минимуму осаждение неактивных частиц, которые выносятся из зон воздействия магнитного поля. Данный принцип лежит в основе четырех методов анализа активной фракции частиц X. [c.95] Метод циклов. Если многократно пропускать анализируемую среду через насадку, то при определенном числе циклов п можно добиться практически полного извлечения активной фракции примесей [14-16, 98-100]. Это и дает основание назвать такой метод определения X методом циклов. При этом X определяется как относительная разность между исходной и остаточной концентрациями. [c.95] Вообще же на основании (2.53) можно получить выражение для числа циклов п, при котором достигается требуемая точность определения X. Логарифмируемое выражение в числителе (2.53) - это, по существу, есть относительная погрешность определения X (степень отличия от X) величина Если в знаменателе (2.53) для удобства опустить X, то при реальных значениях Х=0,5-1,0 можно от (2.53) перейти к неравенству п 1п д / 1п(1 - ф). Тогда при легко измеряемом в опыте показателе однократной очистки ф (показателе очистки после первого цикла) можно получить такое необходимое число циклов п, при котором погрешность определения X не превышает величину Например, при ф =0,5 и =0,05 величина п 4, а при ф —0,6-0,7 и =0,05 она примерно равна п 3. [c.96] Преимущество данного метода определения X - достаточная точность, простота, оперативность, маневренность, а также отсутствие жестких требований для его реализации при выборе насадки и режимов магнитного осаждения. Например, при ухудшенных режимах, в частности при ф =0,5 вместо ф =0,6-0,7, тот же результат определения X достигается при несколько увеличенном (на 1-3) числе циклов очистки. [c.96] Следует отметить, что для получения по (2.66) и (2.67) более достоверных данных X или а в расчетах целесообразнее принимать значения р2 из концевого участка аппроксимированной кривой ф от Ь, а также, по возможности, различные взаимосвязанные пары ф и . При этом объективные значения ф устанавливаются на основании усреднения определенного числа локальных данных входной и выходной концентраций. [c.97] Этот метод определения X обладает всеми теми достоинствами, что и описанный метод циклов. Кроме того, он как бы дает возможность попутно находить X при целенаправленном исследовании режимов очистки среды, в данном случае — зависимости показателя очистки ф от длины намагниченной насадки I. И, что особенно важно, предоставляется возможность определения X не только в жидкостях, но и в газах [3, 101], когда применение метода циклов затруднительно. [c.97] Следует отметить, что метод трех точек обладает всеми преимуществами метода двух точек, причем формула (2.69) более универсальна по сравнению с формулами (2.66). Более того, на практике, когда вначале неизвестно, подчиняется ли поглощение частиц строго экспоненциальному закону, предпочтительнее пользоваться именно этой формулой, а затем, зная X и определяя зависимость ф от I, можно судить о характере поглощения частиц намагниченной насадкой. [c.98] Для поиска фракционных данных ф, и а эти же зависимости от L п ф от L (рис. 2.40) разложим на составляющие. Зависимость получаем весьма просто — проводим прямую Б параллельно прямой А, Б (рис. 2.40, б), а соответствующую зависимость ф- от L получаем пересчетом по формулам (2.6) -ехр(- в)- При найденных б Яия рассматриваемых данных (рис. 2.40, б) as = в/ —1)8 м . Значение ид можно найти, предварительно определив из (2.71). В частности, при =0,1 м (рис. 2.40) 1//д=0,93, тогда д =-1п(1 - //д) = 2,7 и ад = - д/ =27м-1. [c.99] По полученным значениям ад и ав, принимая во внимание, например выражение (2.36) для коэффициента поглощения а, при известных (измеренных) значениях напряженности намагничивающего поля Н, скорости фильтрования г, размеров гранул d, вязкости очищаемой среды т можно вполне определенно судить о свойствах осаждаемых частиц, в частности, о средней крупности 5 частиц при их известной (измеренной) магнитной восприимчивости к. [c.99] Магнитное поле высокой напряженности и высокой степени неоднородности, а значит, и высокого силового фактора, сравнительно несложно создается электромагнитами, имеющими определенную форму полюсов магнитопроводов клинообразную, трапециевидную, сферическую, вогнутую, выпукло-вогнутую и пр. [102]. В большинстве таких устройств, за исключением специальных, рабочие зоны между полюсами локализуются в небольшом объеме. Поэтому целесообразно использовать такие устройства преимущественно для исследования малогабаритных образцов [102, 103], в том числе и образцов примесей (осадков, отложений) из очищаемых жидкостей и газов. [c.100] Разнообразные измерительные устройства данного назначения хорошо освещены в специальной литературе, в частности [102, 105]. И тем не менее по поводу создания и использования такого рода измерительных устройств можно высказать ряд дополнительных рекомендаций, реализация которых способствует повышению точности и оперативности измерений. [c.100] Использование цепочки именно контактирующих шаров налагает весьма жесткие ограничения на размеры образца и напряженность поля, в котором находится образец. Так, при использовании цепочки шаров радиусом К =20 мм и намагничивании этой цепочки полем напряженностью Яо =(30-150) кА/м удаление центра предполагаемой области нахождения образца от точки контакта шаров в соответствии с (2.72) и (2.73) должно составлять тах = 1 7—3,8 мм. Из геометрических соотношений вытекает, что в этом месте ширина щели между шарами составляет всего лишь /щ= тах/ =0,14-0,58 мм, а размеры собственно образца должны быть в 2- раза меньше [102], т. е. составлять сотые и десятые доли миллиметра, что вряд ли приемлемо. К тому же напряженность поля Я в центре предполагаемой области нахождения образца при тех же Щ согласно (2.72) и (2.73) сравнительно велика и слабоизменяема Я = 1300-1500 кА/м при этом значения силового фактора состав ляют Я 1сЩ/ г1= (33-21) 10 А /м . Значит, цепочку контактирующих шаров предпочтительно использовать для экспериментального изучения восприимчивости весьма малых образцов в весьма больших полях. [c.102] Например, если принять ширину зазора между шарами /р =6 мм, что соответствует двухкратному допустимому размеру образца [102], то при использовании тех же, но неконтактирующих шаров радиусом R = =20 мм при напряженности намагничивающего поля Яо = (30—150) кА/м получим следующие значения тах 5,2—6,4 мм Я=150—540 кА/м ЯИЯ/ - = (0,14-1,56) 10 А м . При этом ширина зазора между шарами в области нахождения образца составит тах/ 7,3— 8 мм. Таким образом, в данном случае значения напряженности и силового фактора снижаются одновременно с расширением интервалов, необходимых для проведения измерений. Кроме того, зона максимума силового фактора смещается в сторону больших г и rJR (см. рис. 2.41, б). Эта зона становится более широкой и вполне достаточной для размещения образца, например, размером 3 мм, причем этот размер в 2,4—2,7 раза, как и необходимо, меньше ширины зазора в области нахождения образца. [c.103] Вернуться к основной статье