CC BY
14
УДК 621.318
^к 10.20998/2074-272Х.2018.4.10
I. Оег11с1, 1.О. Шведчикова, Ю.А. Романченко, 1.В. Нiкiтченко
ВИЗНАЧЕННЯ РАЦ1ОНАЛЬНИХ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТР1В ПЛАСТИНЧАСТИХ ЕЛЕМЕНТ1В МАГН1ТНО1 МАТРИЦ1 ПОЛ1ГРАД1СНТНОГО СЕПАРАТОРА
Здшснено ощнку спектру силового поля в площиш робочих зон дослйджуваних структур полiградieнтних матриць електромагнтного сепаратора у двовимiрнiй постановц. Наведенi основт етапи обчислювального експерименту. Для розв'язання завдання по визначенню рацюнальних вчр'кшпш; полiградieнтних матриць був задiяний метод порiв-няльного анатзу силових характеристик дослджуваних вчр 'кшпш; структур матриц з вiдповiдними характеристиками базового варiанту сепаратора. Здшснений вибiр рацюнальних геометричних параметрiв пластинчастих елеме-нт1в магжтноТ матриц сепаратора за критерieм ефективноТ площ^ робочоТ зони матриць Проведений порiвняльний анажз отриманих даних зрезультатами тших достднитв. Бiбл. 10, табл. 1, рис. 4.
Ключовi слова: електромагнггний сепаратор, полiградieнтна матриця, коефщент неоднорвдносп, робоча зона, геомет-ричш критерil подiбностi.
Осуществлена оценка спектра силового поля в плоскости рабочих зон исследуемых структур полиградиентных матриц электромагнитного сепаратора в двумерной постановке. Приведены основные этапы вычислительного эксперимента. Для решения задачи по определению рациональных вариантов полиградиентных матриц был задействован метод сравнительного анализа силовых характеристик исследуемых вариантов структур матрицы с соответствующими характеристиками базового варианта сепаратора. Произведён выбор рациональных геометрических параметров пластинчатых элементов магнитной матрицы сепаратора по критерию эффективной площади рабочей зоны матрицы. Проведен сравнительный анализ полученных данных с результатами других исследователей. Библ. 10, табл. 1, рис. 4.
Ключевые слова: электромагнитный сепаратор, полиградиентная матрица, коэффициент неоднородности, рабочая зона, геометрические критерии подобия.
Вступ. Полiградieнтна магштна сепаращя знай-шла широке застосування в промисловосп та в бюме-дициш. В полiградieнтних сепараторах робочий про-цес вщбуваеться у матрищ, намагшчеш елементи яко! створюють магштш сили, достатш для вилучення дрь бних феро- та парамагштних включень [1, 2].
У практищ магнино! сепарацп при розрахунку магнино! сили Гт, яка дie на тшо об'емом V, що ви-лучаеться, найбiльш часто виходять з виразу[2]
Гт = МоХHgrad(H)У , (1)
де И - вектор напруженостi магнiтного поля в розра-хунковiй областi, вiльнiй вщ електричних струмiв; ^0 - магнпна стала; % - середня магнiтна сприйнятли-вiсть тiла, що вилучаеться, яка залежить ввд його фо-рми, спiввiдношення розмiрiв i магнино! проникностi речовини.
З виразу (1) видно, що напрямок сили Гт вилучення збiгаеться з напрямком градiента grad(H) на-пруженостi И магниного поля. Як наслвдок, питома приведена сила /т магнiтного поля сепаратора визна-чаеться як добуток напруженосп И магнiтного поля на !! градiент grad(H)
/.т = Гт '(МоХУ) = Hgrad(И) . (2)
Зi спiввiдношення (2) випливае, що для отриман-ня бiльш високих значень сили вилучення необхщ-но збiльшувати напруженiсть И магниного поля та !! градiент grad(H). Збiльшення iнтенсивностi И магни-ного поля у сепараторах з електромагниним збу-дженням мае свою межу, обумовлену насиченням елементiв магнiтопроводу. Зростання И також пов'язане зi зб№шенням споживано! потужностi, що призводить до бшьш високо! вартостi пристро!в. У той же час збшьшення значень grad(H) можна досягти за рахунок оптимiзацi! форми, геометричних розмiрiв
i взаемного розташування елементiв багатокомпонен-тно! магнiтно! матрицi сепаратора. Дослвдження в цьому напрямку представляють найбiльший практич-ний i теоретичний iнтерес.
Аналiз лiтературних даних та постановка проблеми. Для розрахунку магниних характеристик полнращентних сепараторiв знайшли застосування аналiтичнi, чисельш та експериментальнi методи. В [3] дослщжено вплив форми перетину елеменпв маг-нiтного середовища на розподш шдукцп i градiента магнiтного поля пол^ащентного сепаратора. У цiй робот за допомогою програмного комплексу АКБУБ, що реалiзуе метод скiнченних елеменпв, встановлено, що найбiльш сильне i неоднорвдне магнiтне поле за-безпечуе полiградiентне середовище на основi трику-тних елементiв. З огляду на це, значна шльшсть пуб-лгкацш присвячена дослiдженням полiградiентних матриць саме на основi трикутних елементiв. Так, в робот [4] обгрунтований зв'язок штенсивносп i гра-дiента магттного поля навколо гострого кута магнино! матрицi з напрямком бюектриси цього кута щодо направлення зовшшнього поля. Показано, якщо бiсек-триса гострого кута паралельна напрямку поля, то штенсившсть i градiент поля навколо кута зростають. В [5] показано, що ширина зазорiв мiж трикутними пластинами матрищ повинна бути в 1,5-2 рази б№ше, шж максимальний розмiр частинок, оск1льки змен-шення ширини зазору призведе до швидко! закупорки матрицi. При виборi зубного кута, полюсно! висоти та висоти зубщв пластини слад враховувати магнину силу та зону вилучення включень [6].
Аналiз лиературних джерел [1-6] показав, що розрахунок магнiтного поля в матрицях пол^ащент-
© I. Ger1ici, 1.О. Шведчикова, Ю.А. Романченко, 1.В. Нттченко
них сепараторiв здшснюеться переважно в обмеже-ному обсязi робочо! зони для одиночних, зокрема, трикутних, елементiв матрищ з подальшим застосу-ванням отриманих закономiрностей до групи елеменпв. При цьому не враховуеться вплив взаемного роз-ташування елементiв на характер розпод^ магнггно-го поля, що ускладнюе порiвняльний аналiз матриць рiзних конфiгурацiй. Тому потребують подальших дослщжень пщходи щодо проведения порiвняльного аналiзу силових характеристик магнiтних полiв бага-токомпонентних матриць полiградiентних сепараторiв рiзних конфiгурацiй.
Метою роботи е встановлення залежностi силових характеристик пол^ащентного електромагнггно-го сепаратора вщ геометричних параметрiв пластин-частих елеменпв багатокомпонентно! матрицi.
Матерiал та результати дослвдження. В попе-реднiх дослщженнях авторами були одержанi наступ-ш результати:
• запропонована удосконалена конструкщя поль градiентного електромагнiтного сепаратора для очи-щення сипких порошкоподiбних матерiалiв вщ дрiб-нодисперсних феромагнiтних домшок розмiром 0,005-5 мм [7];
• з використанням операцiй дзеркально!, переносно!, центрально! та ковзно! симетри отриманi шiсть структурних варiантiв Si = (Бь S2, ..., S6) пластинчас-то! магнiтно!' матрицi полиращентного сепаратора на основi трикутних елеменпв, геометричнi моделi яких наведенi в табл. 1;
• за допомогою обчислювального експерименту проведений попереднш порiвняльний аналiз структур Si для ощнки ступеню неоднорiдностi магнiтного поля в !х робочих промiжках [8].
Таблиця 1
Геометричнi моделi структурних варiантiв матрицi
Код Геометрична модель Код Геометрична модель
Попередня оцiнка ступеню неоднорщносп маг-нiтного поля в робочих зонах синтезованих структур виконана шляхом порiвняння показник1в неоднорщ-носп поля уздовж характерних лiнiй [8], в якосл яких прийнятi лши, що з'еднують вершини протилежних трикутних пластин та проходять через дмнки з най-бiльш високою неоднорвдшстю магнiтного поля. Уздовж характерних лшш в робочих областях синтезованих структур Si розраховувалися локальнi значення магнiтно! напруженостi Н поля з використанням ш-струментальних засобiв програми Б1еи1 Пiсля чого для рiзних конфiгурацiй полiградiентних середовищ визначався коефщент к неоднорiдностi поля за формулою
к1 (Нтах Нт1п
) /(Нтах Нт1п
де Нтах, Нт1п - максимальне i мiнiмальне значення напруженостi магнiтного поля, вщповщно.
Основнi геометричнi розмiри робочо! зони, якi варiювалися при дослщженш, показанi на рис. 1 на приклащ структури Sз. Тут прийняп позначення: д -мiжполюсний робочий промiжок, який вiдповiдае мiнiмальнiй ввдсташ мiж пластинами; а - кут при вершиш виступу полюса; Ь - основа виступу полюса; а - робоча ширина матрищ. Задавалися наступш геометричнi критерi! подiбностi для дослiджуваних областей: Х1 = Ь/а та Х2 = а. Дiапазони варiювання геометричних критерi!в подiбностi Х1 та Х2, як1 ма-ють практичний iнтерес, склали: Х1 = Ь/а = 0,1.0,4; Х2 = а = 0,11я\..0,44я-.
Рис. 1. Основш геометричиi розмiри робочо! зони на прикладi структури S3
Розрахованi значення коефiцiента неоднорiдностi к змiнювалися вiд нуля до одинищ та були проранжо-ванi зпдно класифiкацi!, запропоновано! в [9]: к < 0,3 - слабо однорщне (або слабо неоднорiдне) поле; 0,3 < к < (0,9.1) - неоднорщне поле. Ця кла-сифжащя добре узгоджуеться з коефiцiентом варiацi!' V- основним статистичним показником, що характе-ризуе однорiднiсть даних. У математичнш статистицi прийнято вважати, що, якщо значення коефiцiента V менше 33 %, то сукупнiсть даних е однородною, якщо бiльше 33 %, то неоднорщною.
Таким чином, в результат розрахунк1в були вщ-сiченi структури зi слабо неоднорщними полями, для яких к < 0,3. Дослщження також показали, що в структурах, що вiдрiзияються високою неоднорщшстю поля, середня напружешсть Н поля може бути неви-сокою. Тому на наступному еташ для визначення ра-цiональних варiантiв полiградiентних матриць здшс-нено ощнку всього спектру силового поля Hgrad(H) в площинi робочих зон досладжуваних структур у дво-вимiрнiй постановщ. Досвiд проектування магнiтних
),
л
Я
4
А'
А'
2
5
5
Я
3
6
cenapaTopiB свщчить про те, що вщносний вплив TpboxMipHoro MarHÍTHoro поля приблизно однаковиИ для bcíx точок плоских магштних моделеИ робочих м1жполюсних зон та не залежить вiд геометричних критерпв подiбностi X1 = b/a та X2 = а [1]. Тому маг-нiтне поле в робочш зонi сепаратора можна вважати плоскопаралельним.
Для вирiшення зaдaчi з ощнки спектру силового мarнiтноrо поля розроблена програма з використан-ням мови програмування Java 7 та фреймворку Spring, яка на входi опрацьовуе результати розрахунку на-пруженосп H мaгнiтного поля, отримaнi в прогрaмi Elcut у виглядi Excel фaйлiв. Для роботи з Excel файлами призначена бiблiотекa Apache POI. Результатом виконання програми е новий Excel файл з даними розрахунку силово! характеристики Hgrad(H) магшт-ного поля. Основнi етапи обчислювального експери-менту нaведенi на рис. 2.
Розрахунок напру-женосп магштного поля за допомогою 1нсгрументальних 3aco6ÍB програми ELCUT
Побудова геометрично! модии
Завдання ф1зичних власгпвосгей
Представления ршення у виглядд картини поля
Представления ршення за допомогою числовых значень параметр1в поля
Розрахунок сгшово! характеристики магштного поля
H(gradH)
У внгляхи таблипь Microsoft Excel
Представления результат! в обчислювального експерименту
У вигляда таблиць. графшв, дцаграм
Рис. 2. Основш етапи обчислювального експерименту
Для розв'язання завдання по визначенню рацю-нальних варiантiв полiградieнтних матриць був защя-ний метод порiвняльного аналiзу силових характеристик дослщжуваних варiантiв структур матрицi з вщ-повщними характеристиками базового варiанту сепаратора, який вщнесений до структури 54. Базовий ва-рiант магнiтного сепаратора був розроблений емтри-чним шляхом та реал1зований у виглядi фiзично! мо-делi, експериментальнi досл1дження яко! пiдтвердили И працездатнiсть [7]. Перевiрка на оптимальнiсть для базового варiанту сепаратора не проводилась. Характеристики базово! модел1 сепаратора: код структури 54; геометричнi критерп подiбностi Х1 = Ь/а = 0,3; Х2 = а = 0,11л.
Для базово! модел1 сепаратора пiд час обчислювального експерименту була визначена частка РЬ площi робочо! зони ^жполюсного промiжку) матри-цi, в якш величина силового параметру /т задовольняе вимозi /т1П < /т < /тах, де /т1П -мiнiмальне граничне зна-чення силово! характеристики /т1П = (Hgrad(H))mln, за яко! забезпечуеться, виходячи з досвiду проектування магштних сепараторiв, достатня ефективнiсть вида-лення феромагнiтних включень (при розрахунках прийняте значення /т1П = 3-108 А2/м3 [10]); /тах -максимальне значення питомо! приведено! сили,
отримане розрахунковим шляхом для базово! моделi сепаратора, яке становило при дослщженнях fmax = (Hgrad(H))max = 10,8-109 А2/м3. Ця частина площi робочо! обласп Pb була виражена у вщсотках по вДд-ношенню до величини P всie!' площi робочо! зони через параметр у (у = Pb / P). Параметр у залежить вДд геометричних критерпв X1, X2 i може бути визначений як ефективна площа робочо! зони матрищ. Для базового варiанту сепаратора параметр у склав у = 7 %. При розрахунках також може при необхщносп додат-ково визначатися параметр у1, який характеризуе ту частину площi робочо! зони, де виконуеться умова fm >fmax = 10,8-109 А2/м3.Рацiональними будуть вважа-тися варiанти дослщжуваних систем, як1 задовольня-ють умовi
y = (xh X 2 max. (3)
Результати розрахунк1в, отримаш пiд час обчислювального експерименту, показали, що умовi (3) найкращим чином задовольняють структури S4 та S3, для яких одержанi найбiльшi значення параметру у (рис. 3). Максимальш значення параметра у для структур S3 та S4 склали, вiдповiдно:
• при X2 = а = 0,11 л - 54,2 % та 54,6 %;
• при X2 = а = 0,18л: - 60,3 % та 65 %;
• при X2 = а= 0,22 л- 52,4 % та 53,2 %;
• при X2 = а = 0,28 л - 42,1 % та 42 %
• при X2 = а = 0,33 л - 32,0 % та 31,6 %;
• при X2 = а= 0,39л - 23,5 % та 22,9 %. Особливiстю структур S4 та S3 е те, що у обох
структур одиночний пластинчастий елемент мае вигляд рiвнобедреного трикутника, напрямок бiсектриси гост-рого кута при вершинi якого спiвпадае з напрямком зовнiшнього намагнiчуючого поля. Цд результати добре узгоджуються з висновками, отриманими в [2, 4], де встановлено, що iнтенсивнiсть i гращент поля навколо кута трикутного елемента матрищ зростають, коли 6Д-сектриса гострого кута паралельна напрямку поля. г% г
0Л Ь/а
S1
Sí
S2 ------- 55
...... SJ-----Ш
Sí
Sí
S2 ------- SS
------ SS-----S6
SO Í0 30 20 и
с щ 50 to 30 20 ю б
^—-
\
/ S, N N
s Ч, Ч
at
0.2 0,3 OA b/n
0,1
0,2
0,3 0,í b/a
Sí
Si
S2 ------- SS
......SJ-----S6
- SJ - Sí
_ S2 ------- SS
...... í?-----S6
Рис. 3. Результати вaрiaнтних розрахункв параметра у. а) Х2=а=0,18п; б) Х2=а=0,22п; в) Х2=а=0,28п; г) Х2=а=0,33п
в
г
Як сввдчить рис. 3, максимального значения параметр у (у = 65 %) набувае для структури S4 при X\ = b/a = 0,18. Тому для подальших дослщжень була обрана структура S4.
Для бiльш точного визначення рацiональних геометричних параметрiв пластинчастих елементiв матриц структури S4 побудована залежнiсть у = fX2) при X1 = b/a = 0,18 (рис. 4), яка мае явно виражений екстремум, що вiдповiдае точцi X2 = а = 0,15л:, для яко! у набувае значення у = 73,3 %. Таким чином, ра-цюнальними для структури S4 слад вважати парамет-ри: X1 = b/a = 0,18 та X2 = а = 0,15л (вщповвдно, кут при вершинi трикутного елементу матрицi складае 2а = 0,3л). Такий результат узгоджуеться з даними, наведеними в [6], де встановлено, що магнiтна сила та штенсившсть магнiтного поля в областi вютря зуба мають тенденцiю до збшьшення, коли кут 2 а при вершит зуба задовольняе умовi 2а < 0,37л.
у.%-------
80 70 60 50
0,12ж 0, %ж 0,16л 0, № 0,2ж 0,22ж а Рис. 4. Залежтсть параметру у = fX2) приX1 = b/a = 0,18
Висновки.
Встановлено залежтсть силових характеристик полiградiентного електромагштного сепаратора ввд геометричних параметрiв пластинчастих елементв багатокомпонентно! матрицi.
Проведений в робот аналiз показав, що структура S4 з параметрами Xi = b/a = 0,18 та X2 = а = 0,15л може вважатися рацюнальною з точки зору високого значення ефективно! площi робочо! зони (у = 73,3 %). Результати дослвдження узгодженi з роботами шших авторiв.
СПИСОК Л1ТЕРАТУРИ
1. Загирняк М.В., Бранспиз Ю.А., Шведчикова И.А. Магнитные сепараторы. Проблемы проектирования: монография; под ред. М.В. Загирняка. - К.: Техшка, 2011. -224 с.
2. Ge W., Encinas A., Araujo E., Song S. Magnetic matrices used in high gradient magnetic separation (HGMS): A review // Results in Physics. - 2017. - vol.7. - pp. 4278-4286. doi: 10.1016/j.rinp.2017.10.055.
3. Ren L., Zeng S., Zhang Y. Magnetic field characteristics analysis of a single assembled magnetic medium using ANSYS software // International Journal of Mining Science and Technology. - 2015. - vol.25. - no.3. - pp. 479-487. doi: 10.1016/j.ijmst.2015.03.024.
4. Song C.C., Ning G.H., Yuan Z.Y., Jing L.X., Hui C.C., Yao M.S. Investigation of the influence of different matrix rotation angles on the surrounding magnetic field in a uniform magnetic field // Ming Metall Eng. - 2014. - no.34. -pp. 290-294.
5. Svoboda J. Magnetic Techniques for the Treatment of Materials // Boston, Kluwer Academic Publishers. - 2004. -99 p. doi: 10.1007/1-4020-2107-0.
6. Shun Z.Y., Liang S.C., Juan W.H., Yue W.F. Experimental study on magnetic separation by conical flux gathering media and optimization of its cone angle // Min Process Equip. - 2012. - pp. 74-79.
7. Шведчикова И.А., Луценко И.А., Романченко Ю.А. Исследование закономерностей структурообразования полиградиентных сред // Восточно-европейский журнал передовых технологий. - 2015. - Т.4. - №7(76). - С. 6267. doi: 10.15587/1729-4061.2015.47785.
8. Shvedchykova I., Romanchenko J., Nikitchenko I. Comparative analysis of inhomogeneity degree of magnetic field of polygradient magnetic separators for purification of bulk materials // 2017 International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES). - Nov. 2017. doi: 10.1109/mees.2017.8248873.
9. Николов Н.А. Количественный критерий пространственной неоднородности электромагнитного поля в ближней точке рамочного излучателя // Кибернетика и системный анализ. - 2013. - №2. - С. 170-177. doi: 10.1007/s10559-013-9513-4.
10. Попов Ю.В. Практика экспертизы промышленной безопасности средств магнитной защиты (магнитных сепараторов и колонок) производственных объектов хранения, переработки и использования растительного сырья // Информационный бюллетень федеральной службы. - 2006. - №24. - С. 48-57.
REFERENCES
1. Zagirnyak M.V., Branspiz Yu.A., Shvedchikova I.A. Magnitnye separatory. Problemy proektirovanija [Magnetic separators. Problems of designing]. Kiev, Tehnika, 2011. 224 p. (Rus).
2. Ge W., Encinas A., Araujo E., Song S. Magnetic matrices used in high gradient magnetic separation (HGMS): A review. Results in Physics, 2017, vol.7, pp. 4278-4286. doi: 10.1016/j.rinp.2017.10.055.
3. Ren L., Zeng S., Zhang Y. Magnetic field characteristics analysis of a single assembled magnetic medium using ANSYS software. International Journal of Mining Science and Technology, 2015, vol.25, no.3, pp. 479-487. doi: 10.1016/j.ijmst.2015.03.024.
4. Song C.C., Ning G.H., Yuan Z.Y., Jing L.X., Hui C.C., Yao M.S. Investigation of the influence of different matrix rotation angles on the surrounding magnetic field in a uniform magnetic field. Ming Metall Eng, 2014, no.34, pp. 290-294.
5. Svoboda J. Magnetic Techniques for the Treatment of Materials. Boston, Kluwer Academic Publ., 2004, 99 p. doi: 10.1007/1-4020-2107-0.
6. Shun Z.Y., Liang S.C., Juan W.H., Yue W.F. Experimental study on magnetic separation by conical flux gathering media and optimization of its cone angle. Min Process Equip, 2012, pp. 74-79.
7. Shvedchikova I.A., Lutsenko I.A., Romanchenko Ju.A. A study of polygradient media structure regularities. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2015, vol.4, no.7(76), pp. 62-67. (Rus) doi: 10.15587/17294061.2015.47785.
8. Shvedchykova I., Romanchenko J., Nikitchenko I. Comparative analysis of inhomogeneity degree of magnetic field of polygradient magnetic separators for purification of bulk materials. 2017 International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), Nov. 2017. doi: 10.1109/mees.2017.8248873.
9. Nikolov N.A. Quantitative criterion of the spatial inho-mogeneity of the electromagnetic field in the near-field zone of a loop radiator. Cybernetics and Systems Analysis, 2013, vol.49, no.2, pp. 309-315. doi: 10.1007/s10559-013-9513-4.
10. Popov Yu.V. The examination practice of industrial safety of magnetic protection equipment (magnetic separators and columns) of production facilities for storage, processing and use of plant raw materials. Federal Service information bulletin, 2006, no.24, pp. 48-57. (Rus).
Надтшла (received) 16.04.2018
Juraj Gerlici1, Professor, Dr. Ing., Шведчикова 1рина Олекспвна2, д.т.н., проф., Романченко Юлiя Андрнвна3, викладач, Шютченко 1нна Вiкторiвнаъ, ст. викладач,
1 University of Zilina, Zilina, Slovak Republic,
1, Univerzitna, SK 01026 Zilina, Slovak Republic, тел/phone 421(41)513 2550, e-mail: juraj.gerlici@fstroj .uniza.sk
2 Кшвський нацюнальний ушверситет технологш та дизайну,
01011, Ки!в, вул. Немировича-Данченка, 2, тел/phone +380 50 9712574, e-mail: ishved89@gmail.com
3 Схщноукрашський нацюнальний ушверситет iменi Володимира Даля,
93400, Луганська обл., Северодонецьк, пр. Центральний, 59-а, тел/phone +380 99 0326854, e-mail: romanchenkojulia@i.ua
J. Gerlici1, I.О. Shvedchykova2, J.A. Romanchenko3, I.V. Nikitchenko3
1 University of Zilina, Zilina, Slovak Republic,
1, Univerzitna, SK 01026 Zilina, Slovak Republic.
2 Kyiv National University of Technologies and Design,
2, Nemirovich-Danchenko Str., Kyiv, 01011, Ukraine.
3 Volodymyr Dahl East Ukrainian National University, 59-а, pr. Central, Severodonetsk, Lugansk region 93400, Ukraine.
Determination of the rational geometrical parameters of plate type elements of magnetic matrix of the polygradient separator.
Introduction. Polygradient magnetic separation has wide application in industry and in biomedicine. Working process in polygradient separators takes place in a matrix, magnetic elements of which create magnetic forces sufficient to remove small ferro- and paramagnetic inclusions. Problem. The influence of mutual arrangement of elements on character of distribution of magnetic field is not taken into account during calculation of characteristics of magnetic field in magnetic matrixes. It makes comparative analysis of matrixes of different configurations quite difficult. Fulfillment of comparative analysis of strength characteristics of magnetic fields of multicomponent matrixes ofpolygradient separators of various configurations requires further researches. Goal. To determine the dependence of the strength characteristics of the polygradient electromagnetic separator on the geometrical parameters of the plate type elements of the multicomponent matrix. Methodology. The finite element method for calculation of power characteristics of separator magnetic field, method of comparative analysis and simple search method for determination of rational geometric parameters of the matrix have been used during the solution of the paper problem. Results. Estimation of entire spectrum of force field in plane of working zones of investigated structures in two-dimensional location for determination of rational variants of polygradient matrixes has been done. The main stages of computational experiment are given. Method of comparative analysis of power characteristics of investigated variants of matrix structures with corresponding characteristics of basic version of separator for determination of rational geometrical variants of polygradient matrixes has been applied. By results of calculations the rational geometric parameters of polygradient matrix has been chosen. The characteristics of power magnetic fields in working gaps of matrixes ofpolygradient separator have been studied. It made possible to determine the rational structural variants of matrix on basis ofparameter of effective area of working zone. Practical value. The results of research can be used in practice of design of electromagnetic separators with polygradient matrixes. References 10, table 1, figures 4. Key words: electromagnetic separator, polygradient matrix, inhomogeneity coefficient, working zone, criteria of geometric similarity.
