一般鐵磁性物質(zhì)如磁鐵礦等,從宏觀結(jié)構(gòu)來看,都是由磁疇
成。磁疇內(nèi)電子自旋磁矩取向一致,即自發(fā)磁化;而各個(gè)磁疇
磁矩是指向易磁化方向[圖2(a)],使整個(gè)鐵磁體不顯宏觀的
性。當(dāng)鐵磁體置于磁場中被磁化時(shí),各個(gè)磁疇的磁矩沿外磁場
向取向[圖2(b)]。這相當(dāng)于許多平行排列的小磁鐵。我們知
,兩個(gè)平行排列的條形磁鐵,由于同性極相斥,它們是不穩(wěn)定
,力圖達(dá)到反平行排列。鐵磁體內(nèi)各平行排列的磁疇間與條形
鐵相似。但由于每一排磁疇都是首尾相接,即異性極相吸引
處于中間部分的磁疇保持穩(wěn)定狀態(tài);但是處于兩邊的磁疇由于
有首或尾與其他磁疇相吸,結(jié)果未與其他磁疇聯(lián)結(jié)的那一端便
性相斥,使磁矩取向分散[圖2(b)]。這就減弱整個(gè)鐵磁體的
化強(qiáng)度,也就等于削弱了外磁場的作用;外磁場被削弱的部分
為消磁場H消。使鐵磁體保持最后磁化狀態(tài)的磁場稱為內(nèi)磁場
有效磁場。
另外,在半徑為b的聚磁介質(zhì)上捕收的顆粒,受到流體剪應(yīng)
的作用,當(dāng)顆粒半徑a小于邊界層厚度時(shí),由剪應(yīng)力所決定的
能為
中:ρ、η———流體密度和黏度;
v———流體運(yùn)動速度;
x———顆粒與聚磁介質(zhì)表面間距離;
θ———流體流動方向與介質(zhì)剪應(yīng)力間夾角。
在微細(xì)粒高梯度磁選體系的這些復(fù)雜的相互作用中,要捕收
磁性顆粒和非磁性顆粒的相互作用總勢能可用式(1)+(2)表
;磁性顆粒之間的相互作用總勢能可用式(1)+(3)+(4)表
;非磁性顆粒間的作用總勢能可用式(1)+(3)表示;而磁性顆
與介質(zhì)作用的相互作用總勢能可用式(5)+(6)+(7)+(8)表
。這些相互作用的勢能對高梯度磁選的分選效率起著重要作
,調(diào)節(jié)和控制它們是強(qiáng)化高梯度磁選的有效途徑,而這要通過
化礦漿性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。
由于磁位只有相對意義,考慮到計(jì)算機(jī)計(jì)算時(shí)記錄數(shù)值解和
繪場圖的方便,可設(shè)
ADA=0 (3)
ACB=100 (4)
由于所論場域是一無源場,場域內(nèi)各點(diǎn)的向量磁位函數(shù)均應(yīng)
足拉普拉斯方程,即
2
A=0 (5)
用正交網(wǎng)格剖分場域 ABCD(圖 2),使介質(zhì)界面線及周界
CD均與節(jié)點(diǎn)重合,并設(shè)abcd長邊為L(μm),寬邊為W(μm),
點(diǎn)步距為h(μm)。經(jīng)差分離散處理后,該場域拉普拉斯方程
差分表達(dá)式為
[5]
A1+A2+A3+A4-4A0=0 (6)
依此可列出場域中任一節(jié)點(diǎn)(abcd界面上的節(jié)點(diǎn)除外)上的
量磁位與其相鄰四點(diǎn)上的向量磁位間的差分方程為
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