利用梯度磁场的拦截作用富集氧气的研究

提出了一种利用梯度磁场对氧分子形成的拦截作用实现氧气富集的新方法。用两块相距一定距离的矩形钕铁硼永磁铁异极相对围成一个磁场空间,在磁场空间的边界处存在梯度磁场。当被引入磁场空间的空气穿过边界流出磁场空间时,氧分子受到梯度磁场的拦截作用,而氮分子则顺利流出,从而实现氧气富集。实验测得,当进出磁场空间的空气流量分别为40 ml/min 和20 ml/min,气体温度为298 K,磁感应强度与场强梯度乘积的最大值为563 T²/m (磁极间距为1 mm)时,氧气的富集量最大,达到了0.65%。当气体温度升高至343K时,氧气的富集量降至0.32%;当磁感应强度与场强梯度乘积的最大值减小为101 T²/m (磁极间距为4 mm)时,氧气的富集量降至0.23%。实验结果显示进出磁场空间的空气流量存在一个最佳比值,使氧富集程度达到最大。本文实验条件下,该值在2.0左右。本文提出的方法被证明可以连续富集氧气,而且与其它磁分富氧方法相比具有更高的富集水平。     

磁场参数与富氧效果的关系分析

通过分析氧、氮分子的运动速率及其在梯度磁场中的受力,从理论上分析计算了磁场参数与富氧效果的关系,计算结果表明,欲达到较好的富氧效果,需要极大的磁感应强度和磁场梯度乘积,这是很难实现的.对影响富氧效果因素的分析表明,欲提高富氧效果,降低压力很有必要,所以应进一步研究降低压力对富氧效果的影响程度.     

顺抗磁性混合气体在梯度磁场中流动的蒙特卡罗直接模拟

以氧气和氮气的混合气体为研究对象,运用蒙特卡罗直接模拟方法模拟了顺抗磁性混合气体在高梯度磁场中的流动情况,并把模拟计算结果与已有的实验结果之间进行了对比分析. 模拟结果表明:磁场强度与梯度乘积由100T2·m-1增加到1000T2·m-1时,氧体积分数增量由0.12%增加到1.89%;混合气体温度由283K升高到333K时,氧体积分数增量由0.4%减小到0.1%;混合气体中氧气的初始体积分数由20%增加到30%时,氧体积分数增量由0.12%增加到0.59%;压力的变化对氧体积分数的变化几乎没有影响.     

化学氧呼吸器生氧装置防护性能数值模拟

以实验室化学氧呼吸器生氧装置为研究对象,建立了二维轴对称数学模型,对生氧装置防护性能进行了数值模拟.首先通过模型验证实验验证了模型的合理性,其次对比研究了劳动强度、入口CO2体积分数、生氧药剂颗粒当量直径以及入口管径对生氧装置防护时间和出口温度的影响.结果表明：劳动强度和入口CO2体积分数对生氧装置防护性能影响显著,高劳动强度和高CO2体积分数均会引起防护时间缩短以及出口峰值温度升高;颗粒当量直径与防护时间近似呈负相关线性关系,12 mm颗粒的防护时间比6 mm颗粒少32.15 min,但是大粒径颗粒会使得出口峰值温度显著降低;入口管径对生氧装置防护时间和出口温度的影响均非常有限.     

“磁筛”作用富氧结构磁场优化

对利用"磁筛"作用从空气中富集氧气的永磁体结构进行优化研究.在由两块方形永磁体叠放构成的磁场空间中,中心磁感应强度以及磁场空间对氧气分子的拦截能力随着磁体厚度的增加逐渐提高,但提高速率逐渐减缓,通过增加永磁体厚度增强磁场强度存在一定的饱和度.方形永磁体厚、长尺寸一定时,增加磁体宽度方向的尺寸使磁场空间内的磁感应强度逐渐降低,且在宽度方向上磁场均匀度降低,只有当永磁体厚宽比大于1时,磁场空间内磁场才能满足"磁筛"结构磁场空间内磁场均匀度的要求.永磁体厚度、宽度一定时,磁体长度变化对磁场空间磁感应强度影响较小,可以通过适当增加磁体长度,延长"磁筛"结构对空气的作用时间,增强"磁筛"结构的富氧效果.     

单边核磁共振磁体梯度磁场设计的Gram-Schmidt正交化拟合方法

针对传统圆形Halbach磁体结构封闭难以应用于开放式核磁共振中的缺点,提出一种半椭圆形分布的开放式Halbach磁体结构.调节各磁体模块中心点所在椭圆曲线的长轴长度,计算YOZ平面内不同高度上磁场的平坦程度,使用Gram-Schmidt数据拟合方法,得到一种平坦程度最优的磁体结构.优化结果表明:该结构磁体可在YOZ平面上50 mm×50 mm范围内产生水平方向平坦,垂直方向近似梯度变化的磁场,梯度值为2 mT/mm,且获得一个面积为4 mm×4 mm,均匀度为1.3×10-3,场强为0.073 9 T的均匀磁场区域.根据优化设计结果,搭建了实际磁体系统,并对该磁体系统的磁场进行测量,测量结果与设计结果一致.该开放式磁体优点在于垂直方向的梯度磁场由永磁体结构自然形成,不需额外的梯度线圈,从而简化了梯度编码系统的设计.     

应用于单边核磁共振仪器磁体结构的Halbach磁体仿真分析

利用直线型Halbach磁体结构作为单边核磁共振仪器的主磁体,用于产生单边主磁场B0。通过对Halbach结构的永磁体与普通排列永磁体磁场仿真对比,证明其产生更加均匀磁场,强磁场一侧能达到普通阵列磁场场强的2~(1/2)倍,由此确定了方案的可行性。选用九块完全相同体积为(2×2×8)cm~3,Br=1.28 T的汝铁硼磁块进行Halbach阵列,对主磁体进行建模,通过COMSOL Multiphysics仿真。在磁体外侧圈定了(10×10×10)mm~3范围的均匀磁场区域,垂直方向呈恒定梯度场,梯度值8 T/m,该区域适合作为产生核磁共振的主磁场B0。     

(SrCo0.8Fe0.2O3-δ)0.9(SrZrO3)0.1中空纤维膜制备和氧分离性能研究

采用相转化法制备了SrCo0.8Fe0.2O3-δ-SrZrO3(10 mol%)双相复合中空纤维陶瓷膜.所制得的纤维膜的壁厚为0.25 mm,外径为1.70mm.为建立氧渗透所需的氧分压梯度,将膜的外壁暴露在空气中,内壁采用高纯氦气吹扫.在950℃时,采用30 ml/min氦气吹扫,测得氧渗透速率为1.42 ml·cm-1·min-1.氧渗透速率随温度而升高,在850～950℃范围内的表观活化能为35.3±1.6 kJ/mol.随着吹扫气流量的增加,膜管内的氧分压下降,氧渗透速率提高.采用活塞式流动模型和Wagner氧渗透理论模拟了纤维膜的氧渗透过程,模拟结果与实测数据符合较好.     

膜法富氧空气用于异长叶烯催化氧化研究

采用自制的聚二甲基硅氧烷/聚砜(PDMS/PSF)复合膜制备富氧空气,用于异长叶烯催化氧化,主产物为异长叶烯酮.通过实验,对富氧膜的性能进行了表征,并考察了富氧空气的氧浓度和富氧空气的流量对催化氧化反应的转化率及产率的影响,结果表明转化率随氧浓度和气体流量的增加而增加,而主产物的产率并不随氧气浓度同向变化,其中在31.0%O2氧浓度和37.5 mL/min气体流量下可获得较为理想的产率和转化率.反应体系中无有机溶剂参与,后续分离操作简便,同时避免了溶剂气味对产物香气的污染,反应体系对环境友好.     

RP-HPLC法测定火炭母药材中鞣花酸的质量分数

采用色谱柱为Welch Materials XB-C18柱(4.6 mm×250 mm,3μm),流动相为V甲醇:V体积分数为0.2%的甲酸溶液=45∶55,流速为0.8 mL·min-1,柱温为30℃,检测波长为357nm.结果显示,鞣花酸对照品的峰面积与进样量在0.067～2.68 μg的范围内呈良好的线性关系(r...     

新型高效磁选设备──磁选柱的研制

主要介绍为获得高品位磁铁矿精矿而研制的一种新型磁选设备──磁选柱，简要介绍了该设备的结构、分选原理、磁场特性以及实际应用效果。     

高梯度磁分离器分离效率的研究

系统地研究了高梯度磁分离器的分离效果在整个分离过程中的变化特征、规律以及磁分离效率与处理周期、处理能力之间的关系。结果表明,随着分离过程的进行或处理量增大,分离效率逐渐降低,一个磁分离器的生产能力和运行周期主要由所要求的分离指标来确定,但同时受到操作条件的影响;通过研究磁分离器中颗粒的捕集行为,得出颗粒在过滤芯磁 锈钢丝绒上的吸附为“多层吸附”。     

高梯度磁分离器中填料的研究

高梯度磁分离是一种新颖高效的分离方法文中阐述了该分离方法的作用原理及影响因素，并系统地研究了过滤器填料对磁场强度、进而对分高效果的影响．结果表明，选用磁性较强的材料作过滤填料对分离更为有效，但实际应用中以磁性不锈钢为宜；填料越细、填充度越高，分离效果越好，但一般填充度以5％～10％为宜     

高梯度磁分离的特征及应用

系统地研究了高梯度磁分离过程的分离特征。随着磁场强度的增大,磁分离效率提高;在相同的磁场强度下,磁性强样不同的粒子分离效率具有显著的差异,弱磁性的粒子要在很强的磁场下才能得到分离;对于同种特质,颗粒大的粒子比颗粒小的粒子更易分离,含有铁、铜等金属氧化物的废水可通过高梯度磁分离器直接过滤进行处理,而通过加入“磁性种子”进行强化,高梯度磁分离技术可以有效地处理有机工业废水。     

振动高梯度磁选在选矿新工艺中的应用研究

本文对文峪金矿铜铅混合精矿进行了振动高梯度磁选分离铜铅的试验研究,并由此提出了浮-磁-重联合流程选矿新工艺,同时对新工艺进行了试验研究,取得很好的试验指标。研究结果表明,振动高梯度磁选的采用有可能使原现场整个分选工艺产生根本性的变革,从而提高生产指标,增加经济效益。     

高铁铝土矿的工艺矿物学及铝铁分离技术

研究含铁铝土矿（A和B 2种矿样）的工艺矿物学和磁选铝铁分离技术. 研究结果表明： 2个样品中的铝矿物为晶体粒度细小的一水硬铝石（粒度为5～20 nm）;铁矿物主要为赤铁矿和褐铁矿, 铁矿物嵌布粒度相对较粗（粒度为0.5～3.0 mm）. 当粒度小于0.074 mm的A和B含量分别为87.50%和78.30%, 磁感应强度分别为1.2 T和1.0 T时, 可获得Al2O3质量分数大于65%, Fe2O3质量分数为5%～9%的非磁性物（铝精矿）.     

脉动高梯度磁分离磁黄铁矿研究

脉动高梯度磁选是一种分离细粒弱磁性成分的有效方法，它能显著地减少非磁性物料的夹杂．作者采用脉动高梯度磁选对磁黄铁矿与锡矿的分离进行了研究，获得了良好的分选效果，磁黄铁矿的脱除率达８８．１２％，Ｚｎ和Ｓｎ的损失率小于３％．     

油脱水型水力旋流器压力特性和分离性能

建立了旋流脱水装置系统,对旋流芯管的压力特性和分离性能进行了试验研究。在进口流量为2.9 m3/h、压降为0.21 M Pa条件下,该装置可将原油含水量(φ)从0.05~0.08降低到平均0.004 5以下,平均脱水率达90%。用磁感应强度为160 mT的磁水处理器对分散相进行破乳,强化旋流脱水过程,效果不明显。     

铁钛平行分选对微细粒钛铁矿强磁选的影响

采用"铁钛平行分选"工艺对高压辊磨超细碎的-3.2 mm钒钛磁铁矿进行选别实验,研究了强磁选对钛铁矿的分选效果.当磨矿细度为-74μm粒级占80%时,辊压产品选钛给矿的单体解离度较颚破产品高0.58%,辊压产品-19μm+11μm粒级中铁氧化物的单体含量较颚破产品低1.38%.与颚破产品采用"阶段磨矿-阶段分选"工艺相比,"铁钛平行分选"得到的强磁精矿中Ti O2的回收率提高5.11%,-19μm粒级的含量降低2.62%.不同粒级钛铁矿在分选空间中的受力分析表明,当粒度降低时,钛铁矿所受的比阻力急剧增加,而比磁力却有所降低,这增加了钛铁矿颗粒被磁场捕获的难度."铁钛平行分选"能够降低选别过程中微细粒钛铁矿的新生成量,改善钛铁矿的强磁选别效果.