目前所用螺线管磁系的磁选机，螺线管外都用铁壳加以铠

，以降低磁路磁阻增加螺线管内部的场强并降低功率。根据

Bitter在“水冷磁体”

［1］

一文中的数据，螺线管铠装后功率可以

降低一半。根据功率与场强的平方成正比的关系，螺线管铠装后

如保持原功率不变，则场强可以增加槡2倍。

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对于直流螺线管磁系，当场强较高时，往往需要很大的功

，电能消耗增加，线圈的冷却也复杂了，因此，在所要求的场

下，设计适宜几何尺寸的线圈以减少功率，降低能量消耗是很

要的。

对于图5的线圈，若在线圈的整个体积 V内，导体的电流密

j及电阻率ρ都认为是常数，则线圈的功率为

由图1及前述工作原理可知，本机的关键部件及设计重点均

系部分，特别是鞍形线圈部分。在本文以前，高梯度磁选的

设计还没有突破传统的磁路设计范畴。在设计磁系的核心部

——鞍形线圈时，常常用下式确定其磁势，即所需安匝数。

IN=σHδ/0.4π （1）

H———设计要求的场强；

δ———分选空间高度；

σ———漏磁系数。

理论分析可知，σ不仅涉及到漏磁，也与铁铠消耗的磁势有

因而是较广义的漏磁系数，有时也称为放大系数。漏磁系数

确定是很困难的，以前的设计者只能凭经验来选择。然而，σ

系设计中非常关键的一个参数，σ 过小，磁系达不到设计场

σ过大，则会导致制造成本和能耗的增加。

输入到螺线管的电能主要变为热能，热量如不及时发散，则

圈就会发热甚至烧毁，因此，采取有效措施发散热量使线圈冷

是非常重要的。冷却方式以水冷最为有效，所以，这里只介绍

心导体的水冷问题。有效冷却的主要条件是要有足够的水量和

速以带走热量。当螺线管功率较大导体较长时，可以将螺线管

成许多个线圈，使它们在水路上并联，在电路上串联，这样可

使总冷却水量加大，以达到有效的冷却。有效冷却的结果是使

圈的温升在允许的范围内。线圈的总温升是冷却水、导体和冷

壁这几部分温升的总和。现分别计算冷却水的总流量及各部分

温升。