Elektromagnesy nadprzewodnikowe dla separatorów magnetycznych typu OGMS

• Autorzy: Kozak S.

Warianty tytułu

EN

Superconducting magnets for OGMS type magnetic separators

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Separatory magnetyczne pozwalają rozdzielać rozdrobnione materiały składające się z cząstek o różnych właściwościach magnetycznych. Zasada działania separatora OGMS (Open Gradient Magnetic Separation) polega na selektywnym odchylaniu cząstek, w zależności od ich podatności magnetycznej, podczas ich przemieszczania się w silnym i niejednorodnym polu magnetycznym generowanym przez elektromagnes o odpowiedniej konfiguracji cewek. System magnetyczny separatora OGMS składa się z dwóch oddalonych od siebie cewek współosiowych, wytwarzających przeciwnie skierowane (wzdłuż osi) pole magnetyczne. Do zapewnienia efektywnej separacji cząstek magnetycznych (para- i ferromagnetycznych) od cząstek niemagnetycznych potrzebne jest pole magnetyczne o odpowiednio dużej wartości indukcji magnetycznej oraz gradientu tej indukcji, co mogło być osiągnięte tylko przy wykorzystaniu elektromagnesów nadprzewodnikowych. Separator tego typu ma szereg zalet wśród których należy podkreślić: ciagłość pracy, brak ruchomych elementów oraz prostą konstrukcję elektromagnesu nadprzewodnikowego i kriostanu w którym umieszczony jest elektromagnes. W Pracowni Krioelektromagnesów w Lublinie zostały wykonane, przy udziale autora, dwa elektromagnesy nadprzewodnikowe z NbTi dla separatorów OGMS. Nadprzewodnikowy separator OGMS wykorzystany został w badaniach eksperymentalnych dotyczących oczyszczania wody z zanieczyszczeń ferromagnetycznych. W badaniach eksperymentalnych dotyczących chłodzenia elektromagnesów nadprzewodnikowych przy użyciu kriochłodziarki SRDK-408 wykorzystany został elektromagnes dla separatora OGMS. Wszystkie badania eksperymentalne opisane w pracy zostały wykonane w Pracowni Krioelektromagnesów w Lublinie przy udziale autora.

EN

The magnetic separators allow to separate comminuted materials consist of the particles with different magnetic properties. The operating principle of the OGMS (Open Gradient Magnetic Separation) separator consists in the selective deflection of particles, according to their magnetic susceptibility, during their passage through a strong and nonhomogeneous magnetic field generated by an electromagnet with an appropriate configuration of coils. The magnetic system of the OGMS separator consists of two adjacent coaxial solenoids, which generate opposing magnetic fields. To secure effective separation of magnetic (para- or ferromagnetic) from nonmagnetic particles, high values of magnetic flux density and its gradient are required and this may only be achieved by using superconducting magnets. The superconducting OGMS separator system has some important virtues: the cryostat for the OGMS separator electromagnet has simple construction and the system works continuously with no movable parts. Two NbTi superconducting magnets for the OGMS separators were made by author in Cryomagnet Laboratory in Lublin. The superconducting OGMS separator for cleaning industrial water has been subjected to several tests. The now technique of cooling the superconducting magnet by the SRDK-408 cryocooler was examined using the electromagnet for the OGMS separator. All experiment researches described in the paper was made by author in Cryomagnet Laboratory in Lublin.

Słowa kluczowe

PL

elektromagnesy nadprzewodnikowe; separatory magnetyczne; nadprzewodnictwo

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2000
• Tom: Z. 206
• Strony: 93--133
• Opis fizyczny: Bibliogr. 41 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kozak S.

• Zakład Badań Podstawowych Elektrotechniki Instytutu Elektrotechniki

Bibliografia

• 1.Barron R.F.: „Cryogenics systems", Energoatomizdat, Moskwa 1989.
• 2.Bittemnan A.: „High-Temperature Superconductor Transformers", SUPERCONDUCTOR & Cryoelectronics, Summer 1998 Vol. 11, No. 2, pp. 15-20.
• 3.Bitterman A.: „HTS Cables Ready for Full-Scale Demonstrations", SUPERCONDUCTOR & Cryoelectronics, Fali 1998 Vol. 11, No. 3, pp. 16-26.
• 4.Borzov V.L, Dmrtrievskaya T.Yu., Piskunov A.N.: „Prediction of separation process results in OGMS", Journal of Magnetism and Magnetic Materials 83, North-Holland 1990, str 495-497.
• 5.Brechna H.: „Superconducting Magnet Systems", Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, J.F. Bermann Verlag, Muchen 1973.
• 6.Cox O: „High – Temperature Superconductivity. Renewable Energy and Potential Market", SUPERCONDUCTOR & Cryoelectronics, Winter 1998/99 Vol. 11, No. 4, pp. 11-14.
• 7.Chu W., Ma K., Chen Q. i inni: „Applications of high temperature superconductors in magnetic damping and levitation devices", University of Houtston, Texas Center for Supercon-ductivity.
• 8.Cyrot M., Pavuna D.: „Wstęp do nadprzewodnictwa, nadprzewodniki wysokotemperaturowe", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1996.
• 9.Foner S., Schwartz B.B.: „Superconducting Machines and Devices", Mir, Moskwa 1997.
• 10.Friedl G., Vildic M. I inni: „Low 1/f noise single-layer YBa2Cu3Ox dc SO.UID at 77 K", Appl. Phys. Lett., 1992, 60, str. 3048-3050.
• 11.Gillespie C: „SC motors", Superconducting Industry, Spring 1993, str 31-32.
• 12.Haldar P., Rice J.A. i inni: 'Critical currents and processing of wound coils of Ag - sheathed Bi-2223 high Tc tape", Microstructural and pinning effects, Appl. Phys. Lett., 1991, 59, str. 736-738.
• 13.Janowski T., Kozak S.: „Efficiency of a superconducting OGMS separator", IEEE Transactions on Magnetics, vol. 26, no. 5, str. 1864-1866, September 1990.
• 14.Janowski T., Kozak S.: "Separacja magnetyczna wody w separatorach odchylających z elektromagnesami nadprzewodnikowymi", nadprzewodnictwo w elektrotechnice, PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WROCŁAWSKIEJ, nr 25 seria 6, Wrocław 1988, str. 106-116.
• 15.Janowski T., Kozak S.: „Obliczanie parametrów elektromagnesów nadprzewodnikowych separatorów OGMS", - XIII SPETO 1990, str. 137-145.
• 16.Janowski T., Kozak S.: „The superconducting OGMS separator optimization", IEEE Transactions on Magnetics, vol. 29, No. 6, str. 3261-3263, November 1993.
• 17.Janowski T., Kozak S.: „Wpływ niesymetrii układu magnetycznego na wydajność nadprzewodnikowego separatora typu OGMS", XVI-SETO 1993, str. 131-138, Gliwice – Ustroń 1993 r.
• 18.Janowski T„ Kozak S.: „Wpływ parametrów elektromagnesu nadprzewodnikowego na pracę magnetycznego separatora odchylającego typu OGMS", XV-SPETO 1992, str. 257-263, Gliwice - Wisła 1992 r.
• 19.Kopp J.: „Performance Limits of Open-Gradient Superconducting Magnets", IEEE Trans. Magn. MAG-23, str.2761 (1987).
• 20.Kopp J.: „Superconducting Magnetic Separation", IEEE Trans. Magn. MAG-24, str. 745, March 1988.
• 21.Kozak S.: „Obliczanie parametrów elektromagnesów nadprzewodnikowych dla separatorów magnetycznych typu OGMS", rozprawa doktorska, Instytut Elektrotechniki w Warszawie, Warszawa 1990 r.
• 22.Kozak S.: „Optymization of coil configurationin an OGMS separator", Electrotechnical Systems in Industrial Applications 88, Tabor'88, PRACE INSTYTUTU ELKTROTECHNIKI, zeszyt 151,1988, str. 117-124.
• 23.Kozak S.: „The OGMS separator cryoelectromagnet winding designing", Electromagnetic Devices and Processes in Environment Protection - ELMECO'94, str. 285-290, Lublin 1994 r.
• 24.Kozak S.: „Wychwytywanie materiału ferromagnetycznego w odchylającym separatorze nadprzewodnikowym OGMS", XVII-SETO 1994, str. 271-276, Gliwice - Ustroń 1994 r.
• 25.Kozak S.: „SELECTED METHODS OF DESIGNING THE SUPERCONDUCTING COILS" Journal of Technical Physics, Vol. 38, No. 3, PWN, Warszawa 1997 r
• 26.Kozak S.: „CALCULATION OF THE CAPTURE EDGE IN THE OGMS SUPERCONDUCTING SEPARATOR", Journal of Technical Physics, Vol. 39, No. 3-4, PWN, Warszawa 1998 r.
• 27.Krupowicz A.: „Metody numeryczne", PWN, Warszawa 1986 r.
• 28.Lech W.: „Metody chłodzenia elektromagnesów nadprzewodnikowych", PRACE INSTYTUTU ELEKTROTECHNIKI, zeszyt 125, 1983.
• 29.McMichael C.K., Ma K.B. i inni: „Practical adaptation in bulk superconducting magnetic bearing applications", Appl. Phys. Lett., 1992, 60, str. 1893-1895.
• 30.Rose-lnnes A.C., Rhoderick E.H.: „Nadprzewodnictwo", PWN, Warszawa 1973.
• 31.Schneider T.R.: „MAKING PROGRESS: Documenting the Advance of Superconductor Technology", SUPERCONDUCTOR & Cryoelectronics, Winter 1998/99 Vol. 11, No. 4, pp. 32-40.
• 32.Schwarzbek S.M., Fisher G.R. i inni: „Digital logic with Yba2Cu3O7-8 dc SQUIDs", Appl. Phys. Lett., 1991, 59, str. 866-868.
• 33.Scott R.S.: „Technika niskich temperatur", WNT, Warszawa 1963.
• 34.Sikora R.: „Teoria pola elektromagnetycznego", WNT Warszawa 1985.
• 35.Stankowski J., Czyżak B.: „Nadprzewdonictwo", WNT, Warszawa 1999, wydanie drugie zmienione.
• 36.Takauchi H., Yoshida A. i inni: „Rectifying current-voltage characteristics in Yba2Cu3sO7-8/NdGaO3/n-SrTiO3 diodes", Appl. Phys. Lett., 1992, 61, str. 1462-1464.
• 37.Tamm I.E.: „Podstawy teorii elektryczności", WNT, Warszawa.
• 38.Tinchev S.S., Hinken J.H.: „Investigation of 77 K rf SQUIDs", Supercond. Sci. Technol., 1990, 3, str. 381.
• 39.Weinberger B.R., Lynds L. i inni: „Superconducting magnetic bearing", Supercond. Sci. Technol., 1990, No. 3, str. 381.
• 40.Wilson M.N.: "Superconducting magnets", MIR, Moskwa 1985.
• 41.Xinglai S., Ji S., Dachang T.: „Several of the chosen test channels for a superconducting Open Gradient Magnetic Separator", Cryogenics, Vol. 30, September 1990, Supplement, str. 762-766.