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为探索磁化氧氮分离技术在工程上的应用，设计了一种小型带钢毛的高梯度磁场聚氧聚氮原理性实验装置。总结了磁路设计和流路设计的优化设计规律；研究表明磁路优化设计磁极间采用斥力场，会增大磁场梯度；永磁体尺寸与磁场间空隙应保持最佳的函数关系；在磁场空间装有含铬不锈钢毛可扩大磁力范围和增强磁场梯度。流路优化设计氧氮通道截面比例应按空气中氧氮体积比；磁场分离段的气流流动应保持稳定的层流状态，应尽量减少气流阻力。