مدلسازی سهبعدی اثرات هندسه و آرایش ماتریس میلهها بر جذب میکروذرات در فیلترهای مغناطیسی گرادیان بالا
نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
doi
چکیده
در این مقاله یک مدل سهبعدی برای بررسی عملکرد فیلترهای مغناطیسی ارائه شده است. این فیلتر متشکل از ماتریسی از میلههای آهنی است که درون کانالی با سطح مقطع مربعی چیده شدهاند و در معرض یک میدان مغناطیسی خارجی هستند. سیال جاری درون کانال محلول آمین است که حاوی میکروذرات FeS است. در مدل ارائهشده ابتدا جذب ذرات مغناطیسی زیر میکرونی برای یک هندسه دوبعدی و در شرایط مختلف بهصورت عددی با استفاده از نرمافزار کامسول (COMSOL) با روش المان محدود محاسبه میشود. توسط این نتایج یک پایگاه داده برای جذب ذرات به ازای سرعتهای مختلف جریان، قطرهای مختلف ذرات و چیدمانهای متفاوت میلهها بهدست آمده است. از طریق پردازش دادههای این پایگاه تعداد ذرات جذب شده روی یک دسته میله سهبعدی توسط انتگرالگیری عددی در راستای عمق میله محاسبه شده است. نهایتاً مقدار جذب ذرات روی ماتریس میلهها به ازای ورود طیف گاوسی از ذرات به کانال تعیین شده است. نشان داده میشود در این فیلترها مقدار جذب ذرات با قطر ذرات رابطه مستقیم و با عدد رینولدز جریان و فاصله عرضی بین میلهها رابطه معکوس دارد. همچنین در شرایط یکسان مقدار فیلتراسیون چیدمان مثلثی میلهها نسبت به چیدمان مستطیلی بیشتر است که البته اختلاف میزان جذب ذرات در این دو آرایش با افزایش سرعت جریان، فاصله بین میلهها و کاهش قطر ذرات کاهش مییابد. این نتایج میتواند برای بهینهسازی فیلتراسیون ذرات در فیلترهای مغناطیسی مورد استفاده قرار گیرد.
