利用梯度磁场实现空气中氧气富集的实验研究

摘要

提出了一种新的利用梯度磁场实现空气中氧气富集的方法:用两块相距一定距离的磁铁异极相对围成一个四周边界开放的磁场空间,其边界处存在着指向空间内部的场强梯度.进入磁场空间的气体中氧分子在通过边界流出时将受到磁化力的阻碍作用,这样就在磁场空间内部尤其是远离空气入口位置,氧分子得到富集.该方法最突出的特点在于,可有效避免由于气体湍流、分子的布朗运动以及扩散作用所造成的再混合.磁体材料为钕铁硼,尺寸为78mm×38mm×30mm,所围空间的尺寸为78mm×38mm×1mm.实验结果表明:磁场空间内氧体积分数增加最多的地方出现在距空气入口最远边界处,在一定空气入口流量范围内(≤60mL·min-1),进出口空气流量比存在一个最佳值,使磁场空间内各处的氧体积分数达到最大;在本文实验条件下,该值在2·0左右,当进出口流量分别为40mL·min-1和20mL·min-1时,出口气体氧的体积分数增量可达到0·65%.