DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2020.1.05

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ГЕТЕРОГЕННЫХ СРЕД С ДВОЯКОПЕРИОДИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ

S. T. Tolmachev, S. L. Bondarevskyi, A. V. Il'chenko

Анотація


Изложен метод расчета магнитостатического поля в двоякопериодической гетерогенной среде. Сформулировано интегральное уравнение относительно вектора намагниченности элементов среды. Расчет характеристик поля осуществляется путем решения полевой задачи в области основного параллелограмма периодов без задания граничных условий на его сторонах. Получены расчетные выражения для напряженности поля и тензора магнитной проницаемости. Приведены результаты вычислительных экспериментов, подтверждающих универсальность и эффективность метода. Проведено детальное исследование поля магнитных сил матрицы высокоградиентного магнитного сепаратора. Метод открывает новые возможности повышения технических характеристик электрофизических устройств, для которых универсальность и точность расчета локальных и эффективных характеристик поля является определяющей.

Ключові слова


двоякопериодическая гетерогенная среда; интегральное уравнение; вектор намагниченности; поле напряженности; тензор магнитной проницаемости; высокоградиентная сепарация; матрица; магнитные силы

Повний текст:

PDF ENG (English) PDF RUS

Посилання


Yemets Y.P. Elekricheskie harakteristiki kompozicionnih materialov s reguliarnoi ctrukturoi [Electrical characteristics of regular structure composites]. Kyiv, Naukova Dumka Publ., 1986. 191 p. (Rus).

Tolmachev S.T. Specialnie metody resheniia zadach magnitostatiky [Special methods for solving magnetostatic problems]. Kyiv, Vyshcha shkola Publ., 1983. 166 p. (Rus).

Kowalczyk P., Bielski W., Idzik A. Effective conductivity in two-dimensional two-component structures: macroscopic isotropy. Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments, 2014, Т. 9290, P. 92901A. doi: 10.1117/12.2075144.

Earhart C.M., Nguyen E.M., Wilson R.J., Wang Y.A., Wang S.X. Designs for a microfabricated magnetic sifter. IEEE Transactions on Magnetics, 2009, vol. 45, no. 10, pp. 4884-4887. doi: 10.1109/tmag.2009.2026486.

Ge W., Encinas A., Araujo E., Song S. Magnetic matrices used in high gradient magnetic separation (HGMS): A review. Results in Physics, 2017, vol. 7, pp. 4278-4286. doi: 10.1016/j.rinp.2017.10.055.

Oder R. High gradient magnetic separation theory and applications. IEEE Transactions on Magnetics, 1976, vol. 12, iss. 5, pp. 428-435. doi: 10.1109/TMAG.1976.1059076.

Svoboda J. Magnetic Techniques for the Treatment of Materials. Kluwer Academic Publ., 2004. 642 p. doi: 10.1007/1-4020-2107-0.

Ren L., Zeng S., Zhang Y. Magnetic field characteristics analysis of a single assembled magnetic medium using ANSYS software. International Journal of Mining Science and Technology, 2015, vol. 25, no. 3, pp. 479-487. doi: 10.1016/j.ijmst.2015.03.024.

Song C.C., Ning G.H., Yuan Z.Y., Jing L.X., Hui C.C., Yao M.S. Investigation of the influence of different matrix rotation angles on the surrounding magnetic field in a uniform magnetic field. Ming Metall Eng, 2014, no. 34, pp. 290-294.

Gerlici J., Shvedchykova І.О., Romanchenko J.A., Nikitchenko I.V. Determination of the rational geometrical parameters of plate type elements of magnetic matrix of the polygradient separator. Electrical engineering & electromechanics, 2018, no.4, pp. 58-62. doi: 10.20998/2074-272X.2018.4.10.

Hou L.S., Geng L. A kind of high gradient magnetic matrix for high-intensity magnetic separator, CN. Patent, 2012.

Zheng X., Wang Y., Lu D., Li X. Study on the application of elliptic cross-section matrices for axial high gradient magnetic separation: key considerations for optimization. Physicochemical Problems of Mineral Processing, 2019, vol. 55(3), pp. 655-666. doi: 10.5277/ppmp18178.

Ding L., Chen L.Z., Zeng J.W. Investigation of combination of variable diameter rod elements in rod matrix on high gradient magnetic separation performance. Advanced Materials Research, 2014, vol. 1030-1032, pp. 1193-1196. doi: 10.4028/www.scientific.net/amr.1030-1032.1193.

Tolmachev S.T., Rozhnenko Z.G. Complex solve of a magnetostatic problem in systems with ordered heterogeneous medium. Bulletin of NTU «KhPІ», 2008, no. 40, pp. 139-145. (Rus).

Hurwitz A., Courant R. Vorlesungen über allgemeine Funktionentheorie und elliptische Funktionen. J. Springer, 1922. 399 p. (Ger).

Tolmachev S.T., Bondarevskyi S.L. Classification of heterogeneous structures and conditions of their doubly periodicity. Eastern-European journal of enterprise technologies, 2013, vol. 5, no. 5(65), pp. 24-29. (Rus).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Емец Ю.П. Электрические характеристики композитных материалов с регулярной структурой. – Киев: Наукова думка, 1986. – 191 с.
  2. Толмачев С.Т. Специальные методы решения задач магнитостатики. – Киев: Вища школа, 1983. – 166 с.
  3. Kowalczyk P., Bielski W., Idzik A. Effective conductivity in two-dimensional two-component structures: macroscopic isotropy // Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments. – 2014. – Т. 9290. – P. 92901A. doi: 10.1117/12.2075144.
  4. Earhart C.M., Nguyen E.M., Wilson R.J., Wang Y.A., Wang S.X. Designs for a microfabricated magnetic sifter // IEEE Transactions on Magnetics. – 2009. – vol. 45. – no. 10. – pp. 4884-4887. doi: 10.1109/tmag.2009.2026486.
  5. Ge W., Encinas A., Araujo E., Song Sh. Magnetic matrices used in high gradient magnetic separation (HGMS): A review // Results in Physics. – 2017. – vol. 7. – pp. 4278-4286. doi: 10.1016/j.rinp.2017.10.055.
  6. Oder R. High gradient magnetic separation theory and applications // IEEE Transactions on Magnetics. – 1976. – vol. 12. – iss. 5. – pp. 428-435. doi: 10.1109/TMAG.1976.1059076.
  7. Svoboda J. Magnetic Techniques for the Treatment of Materials. – Kluwer Academic Publishers, 2004. – 642 p. doi: 10.1007/1-4020-2107-0.
  8. Ren L., Zeng S., Zhang Y. Magnetic field characteristics analysis of a single assembled magnetic medium using ANSYS software // International Journal of Mining Science and Technology. – 2015. – vol. 25. – no. 3. – pp. 479-487. doi: 10.1016/j.ijmst.2015.03.024.
  9. Song C.C., Ning G.H., Yuan Z.Y., Jing L.X., Hui C.C., Yao M.S. Investigation of the influence of different matrix rotation angles on the surrounding magnetic field in a uniform magnetic field // Ming Metall Eng. – 2014. – no. 34. – pp. 290-294.
  10. Gerlici J., Шведчикова І.О., Романченко Ю.А., Нікітченко І.В. Визначення раціональних геометричних параметрів пластинчастих елементів магнітної матриці поліградієнтного сепаратора // Електротехніка і електромеханіка. – 2018. – № 4. – С. 58-62. doi: 10.20998/2074-272X.2018.4.10.
  11. Hou L.S., Geng L. A kind of high gradient magnetic matrix for high-intensity magnetic separator, CN. Patent. – 2012.
  12. Zheng X., Wang Y., Lu D., Li X. Study on the application of elliptic cross-section matrices for axial high gradient magnetic separation: key considerations for optimization // Physicochemical Problems of Mineral Processing. – 2019. – vol. 55(3). – pp. 655-666. doi: 10.5277/ppmp18178.
  13. Ding L., Chen L.Z., Zeng J.W. Investigation of combination of variable diameter rod elements in rod matrix on high gradient magnetic separation performance // Advanced Materials Research. – 2014. – vol. 1030-1032. – pp. 1193-1196. doi: 10.4028/www.scientific.net/amr.1030-1032.1193.
  14. Толмачев C.Т, Рожненко Ж.Г. Комплексное решение задачи магнитостатики в системе с упорядоченной гетерогенной средой // Вестник НТУ «ХПИ». – 2008. – № 40. – С. 139-145.
  15. Hurwitz A., Courant R. Vorlesungen über allgemeine Funktionentheorie und elliptische Funktionen. – J. Springer, 1922. – 399 p.
  16. Толмачев С.Т., Бондаревский С.Л. Классификация гетерогенных структур и условие их двоякопериодичности // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2013. – Т. 5. – № 5(65). – С. 24-29.

 





Copyright (c) 2020 S. T. Tolmachev, S. L. Bondarevskyi, A. V. Il'chenko


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)