Моделирование процессов электродинамической сепарации
Аннотация
Ключевые слова: электродинамическая сепарация, сортировка металлов и сплавов, влияние различных факторов, вторичный элемент, многоуровневая сепарация, двухсторонний выход металла, каскадное расположение модулей индуктора, полюсное деление индуктора
Цель диссертационной работы: оценка способов повышения уровня извлечения цветных металлов из потока неметаллов при ограничениях в энергопотреблении путем моделирования траекторий движения проводящих частиц в рабочей зоне электродинамического сепаратора.
Задачи диссертационной работы:
1. Оценка состояния вопроса на основе обзора литературы по теме работы.
2. Выбор и совершенствование методик расчета электродинамических сепараторов.
3. Выполнение электромагнитных расчетов сепаратора.
4. Расчет траекторий движения проводящих частиц в зоне сепарации.
5. Экспериментальные исследования сепаратора
В первой части работы был произведен обзор литературных источников с целью определения актуальности темы, постановки целей и задач исследования. Был обоснован выбор электродинамического сепаратора на основе линейных индукционных машин (ЛИМ) с подачей материала по наклонной плоскости в качестве объекта исследования.
Также в первой части был изучен процесс утилизации автомобильного лома, рассмотрены мероприятия для извлечения из общего потока материалов сплавов ценных металлов, за счет применения на производстве электродинамического сепаратора на основе ЛИМ.
Во второй части исследования были рассмотрены математические модели и методики расчета электродинамического сепаратора. Были изучены усилия, воздействующие на частицы металлов в бегущем магнитном поле. Была опробована методика расчета электромагнитных усилий на основе системы дифференциальных уравнений. Описанная во второй части работы методика расчета реализована в математическом пакете Mathcad.
Помимо этого, для изучения работы индукционной машины была опробована методика расчета траекторий движения проводящих частиц в рабочей зоне электродинамического сепаратора, построены траектории движения частиц и вычислены погрешности их расчета при влиянии различных внешних факторов.
В третьей части диссертационной работы было изучено поведение частиц различных цветных металлов под воздействием магнитного поля индуктора. В ходе работы над разделом было проанализировано влияние размеров, формы и пространственного расположения частицы на рабочей плоскости сепаратора.
В работе была произведена оценка усилий в электродинамических сепараторах с односторонним и двусторонним индуктором, проанализированы результаты. Итогом данного раздела стал выбор и обоснование устройства для дальнейших исследований.
В третьем разделе проанализировано влияние размеров, формы и пространственного расположения частицы на рабочей плоскости сепаратора. Дана оценка влиянию механических сил на траекторию движения частицы.
Четвертая часть магистерской работы посвящена расчету траекторий движения частиц в рабочей зоне сепаратора, при условии применения различных модификаций индукционной машины. В разделе были рассмотрены: сепаратор с односторонним выходом металла; сепаратор с двухсторонним выходом металла; а также применение в обоих случаях каскадного расположения модулей индукторов.
Была произведена оценка работы сепаратора при разных полюсных делениях индуктора, при различной крупности вторичного элемента. В ходе работы над разделом удалось добиться извлечения частиц малой крупности до 10 мм.
В пятой части представлены экспериментальные решения задач при помощи электродинамического сепаратора. В ходе эксперимента было рассмотрено извлечение частиц с поверхности сепаратора на базе двухстороннего линейного индуктора, а также применение каскадного расположения модулей индуктора. Также в ходе эксперимента была произведена оценка извлечения частиц при различной степени воздействия на них индуктора, проанализировано отклонение сепарируемых частиц различной крупности от линии подачи при использовании одного модуля индуктора.
Цель диссертационной работы: оценка способов повышения уровня извлечения цветных металлов из потока неметаллов при ограничениях в энергопотреблении путем моделирования траекторий движения проводящих частиц в рабочей зоне электродинамического сепаратора.
Задачи диссертационной работы:
1. Оценка состояния вопроса на основе обзора литературы по теме работы.
2. Выбор и совершенствование методик расчета электродинамических сепараторов.
3. Выполнение электромагнитных расчетов сепаратора.
4. Расчет траекторий движения проводящих частиц в зоне сепарации.
5. Экспериментальные исследования сепаратора
В первой части работы был произведен обзор литературных источников с целью определения актуальности темы, постановки целей и задач исследования. Был обоснован выбор электродинамического сепаратора на основе линейных индукционных машин (ЛИМ) с подачей материала по наклонной плоскости в качестве объекта исследования.
Также в первой части был изучен процесс утилизации автомобильного лома, рассмотрены мероприятия для извлечения из общего потока материалов сплавов ценных металлов, за счет применения на производстве электродинамического сепаратора на основе ЛИМ.
Во второй части исследования были рассмотрены математические модели и методики расчета электродинамического сепаратора. Были изучены усилия, воздействующие на частицы металлов в бегущем магнитном поле. Была опробована методика расчета электромагнитных усилий на основе системы дифференциальных уравнений. Описанная во второй части работы методика расчета реализована в математическом пакете Mathcad.
Помимо этого, для изучения работы индукционной машины была опробована методика расчета траекторий движения проводящих частиц в рабочей зоне электродинамического сепаратора, построены траектории движения частиц и вычислены погрешности их расчета при влиянии различных внешних факторов.
В третьей части диссертационной работы было изучено поведение частиц различных цветных металлов под воздействием магнитного поля индуктора. В ходе работы над разделом было проанализировано влияние размеров, формы и пространственного расположения частицы на рабочей плоскости сепаратора.
В работе была произведена оценка усилий в электродинамических сепараторах с односторонним и двусторонним индуктором, проанализированы результаты. Итогом данного раздела стал выбор и обоснование устройства для дальнейших исследований.
В третьем разделе проанализировано влияние размеров, формы и пространственного расположения частицы на рабочей плоскости сепаратора. Дана оценка влиянию механических сил на траекторию движения частицы.
Четвертая часть магистерской работы посвящена расчету траекторий движения частиц в рабочей зоне сепаратора, при условии применения различных модификаций индукционной машины. В разделе были рассмотрены: сепаратор с односторонним выходом металла; сепаратор с двухсторонним выходом металла; а также применение в обоих случаях каскадного расположения модулей индукторов.
Была произведена оценка работы сепаратора при разных полюсных делениях индуктора, при различной крупности вторичного элемента. В ходе работы над разделом удалось добиться извлечения частиц малой крупности до 10 мм.
В пятой части представлены экспериментальные решения задач при помощи электродинамического сепаратора. В ходе эксперимента было рассмотрено извлечение частиц с поверхности сепаратора на базе двухстороннего линейного индуктора, а также применение каскадного расположения модулей индуктора. Также в ходе эксперимента была произведена оценка извлечения частиц при различной степени воздействия на них индуктора, проанализировано отклонение сепарируемых частиц различной крупности от линии подачи при использовании одного модуля индуктора.