Муниципальное образовательное учреждение Гимназия № 80. Научно-исследовательская работа на тему Разделение смеси диамагнитных

Цель работы.
Целью работы является:
Разработка установки, позволяющей эффективно отклонять движущиеся частицы золя с помощью постоянного магнитного поля.
2) Получение на барабане двух чистых веществ, изначально поданных в установку в виде смеси.

Коллоидное состояние вещества.
-мелкораздробленное вещество равномерно распределено в дисперсионной среде.
в коллоидных системах размер частиц дисперсной фазы составляет 10–9–10–7 м
золем называют водные суспензии
коллоидные частицы обладают зарядом

Теоретические основы технологии.
1. Движение заряженных частиц в магнитном поле.
α=90° α≠90°

2. Электрофорез.
-движение заряженных частиц к противоположно заряженному электроду при наличии внешнего электрического поля.
-скорость движения частиц зависит от ζ-потенциала частиц и от напряженности электрического поля.
-уравнение Смолуховского: v=DЕζ/4πη,
где ζ – электрокинетический дзета-потенциал, В;
η – вязкость дисперсионной среды, Па·с;
E – напряженность электрического поля, В/м, Е=U/L;
D – диэлектрическая проницаемость.
Прибор для изучения
электрофореза

Установка.
Электрофоретический ускоритель коллоидных частиц.
Магнитный сепаратор частиц.
Разделяемые вещества:
-Fe(OH)3
-Al2O3*2SiO2*2H2O

Схематическое изображение.

Магнитный сепаратор частиц.
3600
витков
12В, 3А
В=0,061 тл R1 = 1,03м L1 = 7,9 cм Fл = 1,46*10-15 Н
R2 = 0,71м L2 = 6,6 см Fл = 0,71*10-15 Н

Общий вид установки.

Испытания установки.

Расчет КПД и обобщение результатов.
B(q1+q2)(v1+v2)(L1+L2)
IэлUэл+IмагнUмагн
= 57%
Для повышения КПД установки необходимо
-повышать значения векторов Е для увеличения скорости
-повышать значения В для увеличения кривизны траекторий
-увеличить ширину барабана
-оптимизировать соотношения между размерами деталей
-снизить значение силы тока

Практическое значение.
на обогатительных фабриках для сепарации легкой фракции
в химической промышленности для разделения смесей
в фармакологической промышленности при приготовлении лекарственных препаратов
при нанесении покрытий определенной конфигурации
в электромагнитных фильтрах
в системах водоочистки