તકનીકી હેતુઓ માટે ચુંબકીય ક્ષેત્રોનો ઉપયોગ

તકનીકી હેતુઓ માટે, ચુંબકીય ક્ષેત્રો મુખ્યત્વે આ માટે વપરાય છે:

• મેટલ અને ચાર્જ કણો પર અસર,

• પાણી અને જલીય દ્રાવણનું ચુંબકીયકરણ,

• જૈવિક પદાર્થો પર અસર.

પ્રથમ કિસ્સામાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર તેનો ઉપયોગ મેટલ ફેરોમેગ્નેટિક અશુદ્ધિઓમાંથી વિવિધ ખાદ્ય માધ્યમોના શુદ્ધિકરણ માટે અને ચાર્જ થયેલા કણોને અલગ કરવા માટેના ઉપકરણોમાં વિભાજકમાં થાય છે.

બીજામાં, પાણીના ભૌતિક-રાસાયણિક ગુણધર્મોને બદલવાના ઉદ્દેશ્ય સાથે.

ત્રીજામાં - જૈવિક પ્રકૃતિની પ્રક્રિયાઓને નિયંત્રિત કરવા માટે.

ચુંબકીય પ્રણાલીઓનો ઉપયોગ કરીને ચુંબકીય વિભાજકોમાં, ફેરોમેગ્નેટિક અશુદ્ધિઓ (સ્ટીલ, કાસ્ટ આયર્ન, વગેરે) બલ્ક માસથી અલગ કરવામાં આવે છે. સાથે વિભાજકો છે કાયમી ચુંબક અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ. ચુંબકના પ્રશિક્ષણ બળની ગણતરી કરવા માટે, વિદ્યુત ઇજનેરીના સામાન્ય અભ્યાસક્રમમાંથી જાણીતા અંદાજિત સૂત્રનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

જ્યાં Fm એ પ્રશિક્ષણ બળ છે, N, S એ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટના કાયમી ચુંબક અથવા ચુંબકીય સર્કિટનો ક્રોસ-સેક્શન છે, m2, V એ ચુંબકીય ઇન્ડક્શન છે, T.

લિફ્ટિંગ ફોર્સના આવશ્યક મૂલ્ય અનુસાર, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનો ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે ચુંબકીય ઇન્ડક્શનનું આવશ્યક મૂલ્ય નક્કી કરવામાં આવે છે, ચુંબકીય બળ (Iw):

જ્યાં I ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનો પ્રવાહ છે, A, w એ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટની કોઇલના વળાંકોની સંખ્યા છે, Rm એ ચુંબકીય પ્રતિકાર સમાન છે

અહીં lk એ સતત ક્રોસ સેક્શન અને સામગ્રી સાથેના ચુંબકીય સર્કિટના વ્યક્તિગત વિભાગોની લંબાઈ છે, m, μk એ સંબંધિત વિભાગોની ચુંબકીય અભેદ્યતા છે, H/m, Sk એ અનુરૂપ વિભાગોનો ક્રોસ વિભાગ છે, m2, S છે ચુંબકીય સર્કિટનો ક્રોસ સેક્શન, m2, B એ ઇન્ડક્શન છે, T.

ચુંબકીય પ્રતિકાર માત્ર સર્કિટના બિન-ચુંબકીય વિભાગો માટે સ્થિર છે. ચુંબકીય વિભાગો માટે, RM નું મૂલ્ય ચુંબકીકરણ વણાંકોનો ઉપયોગ કરીને જોવા મળે છે, કારણ કે અહીં μ એ ચલ જથ્થો છે.

કાયમી ચુંબકીય ક્ષેત્ર વિભાજક

સૌથી સરળ અને સૌથી વધુ આર્થિક વિભાજક કાયમી ચુંબક સાથે છે, કારણ કે તેમને કોઇલને પાવર કરવા માટે વધારાની ઊર્જાની જરૂર નથી. તેઓનો ઉપયોગ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, ફેરસ અશુદ્ધિઓમાંથી લોટ સાફ કરવા માટે બેકરીઓમાં. આ વિભાજકમાં ટેપ રેકોર્ડરનું કુલ લિફ્ટિંગ ફોર્સ, નિયમ પ્રમાણે, ઓછામાં ઓછું 120 N હોવું જોઈએ. ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં, લોટને પાતળા સ્તરમાં, લગભગ 6-8 મીમી જાડા, વધુ ઝડપ સાથે ખસેડવો જોઈએ. 0.5 m/s કરતાં.

કાયમી ચુંબક વિભાજકોમાં પણ નોંધપાત્ર ગેરફાયદા છે: ચુંબકના વૃદ્ધત્વને કારણે તેમનું પ્રશિક્ષણ બળ નાનું હોય છે અને સમય જતાં નબળું પડે છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટવાળા વિભાજકોમાં આ ગેરફાયદા નથી, કારણ કે તેમાં સ્થાપિત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ સીધા પ્રવાહ દ્વારા સંચાલિત છે. તેમની લિફ્ટિંગ ફોર્સ ઘણી વધારે છે અને કોઇલ વર્તમાન દ્વારા એડજસ્ટ કરી શકાય છે.

અંજીરમાં. 1 બલ્ક અશુદ્ધિઓ માટે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક વિભાજકનું આકૃતિ બતાવે છે.વિભાજન સામગ્રી રીસીવિંગ હોપર 1 માં ખવડાવવામાં આવે છે અને કન્વેયર 2 ની સાથે બિન-ચુંબકીય સામગ્રી (પિત્તળ, વગેરે) થી બનેલા ડ્રાઇવ ડ્રમ 3 તરફ જાય છે. ડ્રમ 3 સ્થિર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ DC 4 ની આસપાસ ફરે છે.

કેન્દ્રત્યાગી બળ સામગ્રીને અનલોડિંગ હોલ 5 માં ફેંકી દે છે, અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ 4 ના ચુંબકીય ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ ફેરો-અશુદ્ધિઓ કન્વેયર બેલ્ટને "સ્ટીક" કરે છે અને ચુંબકની ક્રિયાના ક્ષેત્રને છોડ્યા પછી જ તેમાંથી અલગ થઈ જાય છે. ફેરો- અશુદ્ધિઓ માટે અનલોડિંગ હોલમાં પડવું 6. કન્વેયર બેલ્ટ પર ઉત્પાદનનું સ્તર જેટલું પાતળું હશે, તેટલું સારું વિભાજન.

ચુંબકીય ક્ષેત્રોનો ઉપયોગ વિખરાયેલા પ્રણાલીઓમાં ચાર્જ થયેલા કણોને અલગ કરવા માટે થઈ શકે છે. આ વિભાજન લોરેન્ટ્ઝ દળો પર આધારિત છે.

જ્યાં Fl એ ચાર્જ કરેલા કણ પર કાર્ય કરતું બળ છે, N, k એ પ્રમાણસરતા પરિબળ છે, q એ કણનો ચાર્જ છે, C, v એ કણોનો વેગ છે, m/s, N છે ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિ, A/m, a એ ક્ષેત્ર અને વેગ વેક્ટર વચ્ચેનો ખૂણો છે.

સકારાત્મક અને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા કણો, લોરેન્ટ્ઝ દળોની ક્રિયા હેઠળ આયનો વિરુદ્ધ દિશામાં વિચલિત થાય છે, વધુમાં, વિવિધ વેગવાળા કણોને પણ તેમના વેગની તીવ્રતા અનુસાર ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

ચોખા. 1. જથ્થાબંધ અશુદ્ધિઓ માટે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક વિભાજકનું આકૃતિ

ચુંબકીય પાણી માટેના ઉપકરણો

તાજેતરના વર્ષોમાં હાથ ધરાયેલા અસંખ્ય અભ્યાસોએ પાણી પ્રણાલીઓ - તકનીકી અને કુદરતી પાણી, ઉકેલો અને સસ્પેન્શનની ચુંબકીય સારવારના અસરકારક ઉપયોગની શક્યતા દર્શાવી છે.

પાણી પ્રણાલીઓની ચુંબકીય સારવાર દરમિયાન, નીચેના થાય છે:

• કોગ્યુલેશનનું પ્રવેગક - પાણીમાં સ્થગિત ઘન કણોનું સંલગ્નતા,

• શોષણની રચના અને સુધારણા,

• બાષ્પીભવન દરમિયાન મીઠાના સ્ફટિકોની રચના જહાજની દિવાલો પર નહીં, પરંતુ વોલ્યુમમાં,

• ઘન પદાર્થોના વિસર્જનને વેગ આપવો,

• નક્કર સપાટીઓની ભીનાશતામાં ફેરફાર,

• ઓગળેલા વાયુઓની સાંદ્રતામાં ફેરફાર.

પાણી તમામ જૈવિક અને મોટાભાગની તકનીકી પ્રક્રિયાઓમાં સક્રિય સહભાગી હોવાથી, ચુંબકીય ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ તેના ગુણધર્મોમાં થતા ફેરફારોનો સફળતાપૂર્વક ખાદ્ય તકનીક, દવા, રસાયણશાસ્ત્ર, બાયોકેમિસ્ટ્રી અને કૃષિમાં પણ ઉપયોગ થાય છે.

પ્રવાહીમાં પદાર્થોની સ્થાનિક સાંદ્રતાની મદદથી, તે પ્રાપ્ત કરવું શક્ય છે:

• ડિસેલિનેશન અને કુદરતી અને તકનીકી પાણીની ગુણવત્તામાં સુધારો,

• નિલંબિત અશુદ્ધિઓમાંથી પ્રવાહી સાફ કરવું,

• ખોરાક શારીરિક અને ફાર્માકોલોજિકલ સોલ્યુશન્સની પ્રવૃત્તિને નિયંત્રિત કરો,

• સુક્ષ્મસજીવોની પસંદગીયુક્ત વૃદ્ધિની પ્રક્રિયાઓનું નિયંત્રણ (વૃદ્ધિના દરને વેગ અથવા અવરોધ અને બેક્ટેરિયા, યીસ્ટના વિભાજન),

• ગંદા પાણીના બેક્ટેરિયલ લીચિંગની પ્રક્રિયાઓનું નિયંત્રણ,

• ચુંબકીય એનેસ્થેસિયોલોજી.

કોલોઇડલ સિસ્ટમ્સ, વિસર્જન અને સ્ફટિકીકરણ પ્રક્રિયાઓના ગુણધર્મોને નિયંત્રિત કરવા માટે વપરાય છે:

• જાડું થવું અને ગાળણ પ્રક્રિયાઓની કાર્યક્ષમતામાં વધારો,

• ક્ષાર, સ્કેલ અને અન્ય સંચયના થાપણોમાં ઘટાડો,

• છોડની વૃદ્ધિમાં સુધારો, તેમની ઉપજ, અંકુરણમાં વધારો.

ચાલો મેગ્નેટિક વોટર ટ્રીટમેન્ટની વિશેષતાઓ નોંધીએ. 1. ચુંબકીય સારવાર માટે એક અથવા વધુ ચુંબકીય ક્ષેત્રો દ્વારા ચોક્કસ ઝડપે પાણીનો ફરજિયાત પ્રવાહ જરૂરી છે.

2.ચુંબકીયકરણની અસર કાયમ રહેતી નથી, પરંતુ ચુંબકીય ક્ષેત્રના અંત પછી અમુક સમય પછી અદૃશ્ય થઈ જાય છે, જે કલાકો કે દિવસોમાં માપવામાં આવે છે.

3. સારવારની અસર ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઇન્ડક્શન અને તેના ઢાળ, પ્રવાહ દર, જળ પ્રણાલીની રચના અને તે ક્ષેત્રમાં હોય તે સમય પર આધારિત છે. એ નોંધ્યું છે કે સારવારની અસર અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિની તીવ્રતા વચ્ચે કોઈ સીધો પ્રમાણ નથી. ચુંબકીય ક્ષેત્રનો ઝુકાવ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. આ સમજી શકાય તેવું છે જો આપણે ધ્યાનમાં લઈએ કે બિન-સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રની બાજુમાંથી પદાર્થ પર કાર્ય કરતું બળ F અભિવ્યક્તિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

જ્યાં x એ પદાર્થના એકમ વોલ્યુમ દીઠ ચુંબકીય સંવેદનશીલતા છે, H એ ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિ છે, A/m, dH/dx એ તીવ્રતા ઢાળ છે

નિયમ પ્રમાણે, ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઇન્ડક્શન મૂલ્યો 0.2-1.0 T રેન્જમાં હોય છે, અને ઢાળ 50.00-200.00 T/m છે.

ચુંબકીય સારવારના શ્રેષ્ઠ પરિણામો ખેતરમાં પાણીના પ્રવાહ દરે 1-3 m/s બરાબર છે.

પ્રકૃતિના પ્રભાવ અને પાણીમાં ઓગળેલા પદાર્થોની સાંદ્રતા વિશે થોડું જાણીતું છે. એવું જાણવા મળ્યું હતું કે ચુંબકીયકરણ અસર પાણીમાં મીઠાની અશુદ્ધિઓના પ્રકાર અને જથ્થા પર આધારિત છે.

વિવિધ ફ્રીક્વન્સીઝના પ્રવાહો દ્વારા સંચાલિત કાયમી ચુંબક અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ સાથે જળ પ્રણાલીની ચુંબકીય સારવાર માટેના સ્થાપનના કેટલાક પ્રોજેક્ટ્સ અહીં છે.

અંજીરમાં. 2. બે નળાકાર કાયમી ચુંબક સાથે પાણીને ચુંબકીય કરવા માટેના ઉપકરણનો આકૃતિ બતાવે છે 3, એક કેસમાં મૂકવામાં આવેલા હોલો ફેરોમેગ્નેટિક કોર 4 દ્વારા રચાયેલા ચુંબકીય સર્કિટના ગેપ 2 માં પાણી વહે છે L ચુંબકીય ક્ષેત્રનું ઇન્ડક્શન 0.5 T છે, ઢાળ 100.00 T / m છે અંતરની પહોળાઈ 2 mm.

ચોખા. 2. ચુંબકીય પાણી માટે ઉપકરણની યોજના

ચોખા. 3.પાણી પ્રણાલીની ચુંબકીય સારવાર માટેનું ઉપકરણ

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટથી સજ્જ ઉપકરણોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. આ પ્રકારનું ઉપકરણ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 3. તેમાં ઘણા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ 3 હોય છે જેમાં કોઇલ 4 ડાયમેગ્નેટિક કોટિંગમાં મૂકવામાં આવે છે 1. આ બધું લોખંડની પાઇપમાં સ્થિત છે 2. પાણી પાઇપ અને શરીર વચ્ચેના અંતરમાં વહે છે, જે ડાયમેગ્નેટિક કવર દ્વારા સુરક્ષિત છે. આ ગેપમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની મજબૂતાઈ 45,000-160,000 A/m છે. આ પ્રકારના ઉપકરણના અન્ય સંસ્કરણોમાં, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ બહારથી ટ્યુબ પર મૂકવામાં આવે છે.

બધા માનવામાં આવતા ઉપકરણોમાં, પાણી પ્રમાણમાં સાંકડા ગાબડાઓમાંથી પસાર થાય છે, તેથી તેને નક્કર સસ્પેન્શનથી પૂર્વ-સાફ કરવામાં આવે છે. અંજીરમાં. 4 ટ્રાન્સફોર્મર પ્રકારના ઉપકરણનો આકૃતિ બતાવે છે. તે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક કોઇલ 2 સાથે યોક 1 ધરાવે છે, જેની ધ્રુવો વચ્ચે ડાયમેગ્નેટિક સામગ્રીની ટ્યુબ 3 ​​નાખવામાં આવે છે. ઉપકરણનો ઉપયોગ પાણી અથવા સેલ્યુલોઝને વિવિધ ફ્રીક્વન્સીઝના વૈકલ્પિક અથવા ધબકતા પ્રવાહો સાથે સારવાર માટે કરવામાં આવે છે.

ઉત્પાદનના વિવિધ ક્ષેત્રોમાં સફળતાપૂર્વક ઉપયોગમાં લેવાતી માત્ર સૌથી લાક્ષણિક ઉપકરણ ડિઝાઇનનું અહીં વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્ર સુક્ષ્મસજીવોની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિના વિકાસને પણ અસર કરે છે. મેગ્નેટોબાયોલોજી એ એક વિકાસશીલ વૈજ્ઞાનિક ક્ષેત્ર છે જે ખોરાક ઉત્પાદનની બાયોટેકનોલોજીકલ પ્રક્રિયાઓ સહિત વધુને વધુ પ્રાયોગિક એપ્લિકેશનો શોધી રહ્યું છે. પ્રજનન, મોર્ફોલોજિકલ અને સાંસ્કૃતિક ગુણધર્મો, ચયાપચય, એન્ઝાઇમ પ્રવૃત્તિ અને સુક્ષ્મસજીવોની જીવન પ્રવૃત્તિના અન્ય પાસાઓ પર સતત, ચલ અને ધબકતા ચુંબકીય ક્ષેત્રોનો પ્રભાવ પ્રગટ થાય છે.

સુક્ષ્મસજીવો પર ચુંબકીય ક્ષેત્રોની અસર, તેમના ભૌતિક પરિમાણોને ધ્યાનમાં લીધા વિના, મોર્ફોલોજિકલ, સાંસ્કૃતિક અને બાયોકેમિકલ ગુણધર્મોની ફેનોટાઇપિક પરિવર્તનશીલતા તરફ દોરી જાય છે. કેટલીક પ્રજાતિઓમાં, સારવારના પરિણામે, રાસાયણિક રચના, એન્ટિજેનિક માળખું, વાઇરુલન્સ, એન્ટિબાયોટિક્સ સામે પ્રતિકાર, ફેજીસ અને યુવી રેડિયેશન બદલાઈ શકે છે. કેટલીકવાર ચુંબકીય ક્ષેત્રો સીધા પરિવર્તનનું કારણ બને છે, પરંતુ વધુ વખત તેઓ એક્સ્ટ્રા ક્રોમોસોમલ આનુવંશિક માળખાને અસર કરે છે.

કોષ પરના ચુંબકીય ક્ષેત્રની પદ્ધતિને સમજાવતો કોઈ સામાન્ય રીતે સ્વીકૃત સિદ્ધાંત નથી. સંભવતઃ, સુક્ષ્મસજીવો પર ચુંબકીય ક્ષેત્રોની જૈવિક અસર પર્યાવરણીય પરિબળ દ્વારા પરોક્ષ પ્રભાવની સામાન્ય પદ્ધતિ પર આધારિત છે.