ОПТИМІЗАЦІЯ СТРИЖНЕВИХ МАТРИЧНИХ ФІЛЬТРІВ ВИСОКОГОГРАДІЄНТНИХ МАГНІТНИХ СЕПАРАТОРІВ
The paper examines the theoretical and practical aspects of rod-structured matrix filters with double-periodic arrangement of elements, commonly employed in high-gradient magnetic separation technologies, with particular attention to comparative analysis and matrix optimization. An increasing number...
Saved in:
| Date: | 2026 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ
2026
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1813 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Technical Electrodynamics |
Institution
Technical Electrodynamics| _version_ | 1856544139950161920 |
|---|---|
| author | Толмачев, С.Т. Ільченко, О.В. |
| author_facet | Толмачев, С.Т. Ільченко, О.В. |
| author_sort | Толмачев, С.Т. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-01-13T12:59:26Z |
| description | The paper examines the theoretical and practical aspects of rod-structured matrix filters with double-periodic arrangement of elements, commonly employed in high-gradient magnetic separation technologies, with particular attention to comparative analysis and matrix optimization. An increasing number of studies on the development of highly efficient and lightweight high-gradient systems with reduced energy consumption is noted. The aim of the article is to substantiate and develop a method for optimizing matrix parameters according to the criterion of minimizing the specific energy of the magnetic field in the extraction zone, based on the calculation of local and effective force and energy characteristics of the magnetic field. The efficiency and universality of the proposed method are confirmed by a series of computational experiments with comprehensive consideration of factors influencing the quality of the final product. Specific examples demonstrate that the formation of an array of constant-magnetic-force lines (isodynes) serves as the principal means of investigating the extraction capacity of a matrix. A simple and effective approach to visualizing potential extraction zones is proposed in order to simplify the calculation of their areas. The application of the integral equation method with respect to the magnetization vector of matrix elements is substantiated, as it ensures maximum universality, simplicity, and accuracy in the analysis of complex double-periodic structures. The necessity of determining not only local but also effective magnetic field parameters in energy optimization is demonstrated. The dependence of matrix efficiency on the magnetic field intensity, rod shape and concentration, and their mutual arrangement is illustrated. The developed method is emphasized as being of a theoretical nature and is proposed as an effective complement to experimental analysis methods. It is shown that practical implementation of the method requires consideration of technological characteristics and constraints. Its value lies in the completeness and reliability of the additional information obtained on the basis of operational experience and high-quality experimental studies. References 20, figures 3, table 1.
|
| first_indexed | 2026-02-08T08:14:23Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-1813 |
| institution | Technical Electrodynamics |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-02-08T08:14:23Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | Інститут електродинаміки НАН України, Київ |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-18132026-01-13T12:59:26Z OPTIMIZATION OF ROD-MATRIX FILTERS FOR HIGH-GRADIENT MAGNETIC SEPARATORS ОПТИМІЗАЦІЯ СТРИЖНЕВИХ МАТРИЧНИХ ФІЛЬТРІВ ВИСОКОГОГРАДІЄНТНИХ МАГНІТНИХ СЕПАРАТОРІВ Толмачев, С.Т. Ільченко, О.В. double-periodic structures rod magnetization magnetic forces integral equation force visualization matrix extraction capacity comparative analysis energy efficiency двоякоперіодичні структури намагніченість стрижнів магнітні сили інтегральне рівняння візуалізація силового поля вилучальна здатність порівняльний аналіз енергетична ефективність The paper examines the theoretical and practical aspects of rod-structured matrix filters with double-periodic arrangement of elements, commonly employed in high-gradient magnetic separation technologies, with particular attention to comparative analysis and matrix optimization. An increasing number of studies on the development of highly efficient and lightweight high-gradient systems with reduced energy consumption is noted. The aim of the article is to substantiate and develop a method for optimizing matrix parameters according to the criterion of minimizing the specific energy of the magnetic field in the extraction zone, based on the calculation of local and effective force and energy characteristics of the magnetic field. The efficiency and universality of the proposed method are confirmed by a series of computational experiments with comprehensive consideration of factors influencing the quality of the final product. Specific examples demonstrate that the formation of an array of constant-magnetic-force lines (isodynes) serves as the principal means of investigating the extraction capacity of a matrix. A simple and effective approach to visualizing potential extraction zones is proposed in order to simplify the calculation of their areas. The application of the integral equation method with respect to the magnetization vector of matrix elements is substantiated, as it ensures maximum universality, simplicity, and accuracy in the analysis of complex double-periodic structures. The necessity of determining not only local but also effective magnetic field parameters in energy optimization is demonstrated. The dependence of matrix efficiency on the magnetic field intensity, rod shape and concentration, and their mutual arrangement is illustrated. The developed method is emphasized as being of a theoretical nature and is proposed as an effective complement to experimental analysis methods. It is shown that practical implementation of the method requires consideration of technological characteristics and constraints. Its value lies in the completeness and reliability of the additional information obtained on the basis of operational experience and high-quality experimental studies. References 20, figures 3, table 1. У роботі розглянуто теоретичні та практичні аспекти поширених у технологіях високоградієнтної магнітної сепарації магнітних (матричних) фільтрів (МФ) стрижневої структури з двоякоперіодичним розташуванням елементів. Особливу увагу приділено порівняльному аналізу та оптимізації МФ. Відзначається зростання кількості досліджень з розробки високоефективних і легких високоградієнтних систем зі зменшеним енергоспоживанням. Мета роботи – обґрунтувати та розробити метод оптимізації параметрів МФ за критерієм мінімуму питомої енергії магнітного поля в зоні вилучення на основі розрахунку локальних і ефективних силових та енергетичних характеристик магнітного поля. Ефективність розробленого методу підтверджено серією обчислювальних експериментів з комплексним урахуванням ряду базових факторів впливу на якість кінцевого продукту. На конкретних прикладах доведено, що формування масиву ліній постійного значення магнітних сил (ізодин) є основним засобом дослідження вилучальної здатності МФ. Запропоновано простий та ефективний спосіб візуалізації потенційних зон вилучення задля спрощення розрахунку їхніх площ. Обґрунтовано використання методу інтегральних рівнянь відносно вектора намагніченості елементів МФ, що забезпечує найбільшу універсальність, простоту і точність під час аналізу складних двоякоперіодичних структур. Доведено необхідність визначення не лише локальних, а й ефективних параметрів магнітного поля під час реалізації енергетичної оптимізації. Проілюстровано залежність ефективності МФ від інтенсивності магнітного поля, форми і концентрації стрижнів, їхнього взаємного розташування. Відзначено теоретичний характер розробленого методу, який пропонується розглядати як ефективне доповнення до експериментальних методів аналізу. Доведено, що задля практичної реалізації методу необхідно враховувати технологічні характеристики та обмеження. Його цінність забезпечується повнотою і достовірністю додаткової інформації, отриманої на основі досвіду експлуатації та якісних експериментальних досліджень. Бібл. 20, рис. 3, табл. 1. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2026-01-09 Article Article application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1813 10.15407/techned2026.01.003 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 1 (2026): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 003 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 1 (2026): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 003 2218-1903 1607-7970 10.15407/techned2026.01 uk https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1813/1572 Авторське право (c) 2026 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | двоякоперіодичні структури намагніченість стрижнів магнітні сили інтегральне рівняння візуалізація силового поля вилучальна здатність порівняльний аналіз енергетична ефективність Толмачев, С.Т. Ільченко, О.В. ОПТИМІЗАЦІЯ СТРИЖНЕВИХ МАТРИЧНИХ ФІЛЬТРІВ ВИСОКОГОГРАДІЄНТНИХ МАГНІТНИХ СЕПАРАТОРІВ |
| title | ОПТИМІЗАЦІЯ СТРИЖНЕВИХ МАТРИЧНИХ ФІЛЬТРІВ ВИСОКОГОГРАДІЄНТНИХ МАГНІТНИХ СЕПАРАТОРІВ |
| title_alt | OPTIMIZATION OF ROD-MATRIX FILTERS FOR HIGH-GRADIENT MAGNETIC SEPARATORS |
| title_full | ОПТИМІЗАЦІЯ СТРИЖНЕВИХ МАТРИЧНИХ ФІЛЬТРІВ ВИСОКОГОГРАДІЄНТНИХ МАГНІТНИХ СЕПАРАТОРІВ |
| title_fullStr | ОПТИМІЗАЦІЯ СТРИЖНЕВИХ МАТРИЧНИХ ФІЛЬТРІВ ВИСОКОГОГРАДІЄНТНИХ МАГНІТНИХ СЕПАРАТОРІВ |
| title_full_unstemmed | ОПТИМІЗАЦІЯ СТРИЖНЕВИХ МАТРИЧНИХ ФІЛЬТРІВ ВИСОКОГОГРАДІЄНТНИХ МАГНІТНИХ СЕПАРАТОРІВ |
| title_short | ОПТИМІЗАЦІЯ СТРИЖНЕВИХ МАТРИЧНИХ ФІЛЬТРІВ ВИСОКОГОГРАДІЄНТНИХ МАГНІТНИХ СЕПАРАТОРІВ |
| title_sort | оптимізація стрижневих матричних фільтрів високогоградієнтних магнітних сепараторів |
| topic | двоякоперіодичні структури намагніченість стрижнів магнітні сили інтегральне рівняння візуалізація силового поля вилучальна здатність порівняльний аналіз енергетична ефективність |
| topic_facet | double-periodic structures rod magnetization magnetic forces integral equation force visualization matrix extraction capacity comparative analysis energy efficiency двоякоперіодичні структури намагніченість стрижнів магнітні сили інтегральне рівняння візуалізація силового поля вилучальна здатність порівняльний аналіз енергетична ефективність |
| url | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1813 |
| work_keys_str_mv | AT tolmačevst optimizationofrodmatrixfiltersforhighgradientmagneticseparators AT ílʹčenkoov optimizationofrodmatrixfiltersforhighgradientmagneticseparators AT tolmačevst optimízacíâstrižnevihmatričnihfílʹtrívvisokogogradíêntnihmagnítnihseparatorív AT ílʹčenkoov optimízacíâstrižnevihmatričnihfílʹtrívvisokogogradíêntnihmagnítnihseparatorív |