طراحی مدل پیشرفته محاسباتی برای جداسازی ذرات مغناطیسی
پروژه آسان: محققان دانشگاه تهران مدلی برای جداسازی ذرات مغناطیسی از سیالات طراحی کردند که می تواند کاربردهای مختلف از صنایع معدنی و فرآوری مواد تا حوزه های پزشکی و زیست فناوری داشته باشد.
به گزارش پروژه آسان به نقل از دانشگاه تهران، محققان دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، متشکل از فرهنگ جلالی فراهانی، رضا ضرغامی و مهندس شقایق مرسلی، با استفاده از یک مدل پیشرفته محاسباتی (D-DEM) موفق به شبیه سازی و بررسی فرایند جداسازی ذرات مغناطیسی از درون یک جریان سیال شده اند.
در این مطالعه که نتایج آن در چارچوب یک مقاله علمی عرضه شده، تاثیر پارامترهای کلیدی مانند شدت میدان مغناطیسی، سرعت جریان سیال و اندازه ذرات بر بازده جداسازی به دقت تحلیل شده است.
فرهنگ جلالی فراهانی، عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه تهران، در این رابطه عنوان کرد: نتایج این مطالعه نشان داده است که میدان مغناطیسی، بخصوص در ابعاد میکرو و نانو، ابزاری بسیار مؤثر و کنترل پذیر برای جداسازی ذرات است.
استاد دانشکده مهندسی شیمی ضمن اشاره به جزئیات مدل به کار رفته، توضیح داد: در این شبیه سازی، میدان مغناطیسی بوسیله ی یک منبع دوقطبی خطی در کنار کانال جریان اعمال شد. نتایج به وضوح تجمع و جذب ذرات را در ناحیه مجاور این دوقطبی، بخصوص در بخش ابتدایی آن، نشان داده است.
وی در ادامه به نتایج کمّی این مطالعه اشاره نمود و اضافه کرد: مطالعات ما رابطه مستقیم و بسیار قابل توجهی بین قدرت میدان مغناطیسی و کارآمدی جداسازی آشکار ساخته است. به عنوان مثال، در سرعت ثابت ۰.۲ متر بر ثانیه، افزایش شدت میدان از ۰.۶ به ۳ تسلا، راندمان جداسازی (جذب) ذرات را از ۶۹ درصد به حدود ۹۱ درصد افزایش داد.
این استاد دانشگاه در مورد اثر متضاد سرعت سیال اظهار داشت: در مقابل، افزایش سرعت سیال اثر منفی بر راندمان دارد. به صورتی که در میدان ثابت ۱ تسلا، با کاهش سرعت از ۰.۳ به ۰.۱ متر بر ثانیه، بازده جداسازی تقریبا دو برابر شد.
جلالی فراهانی تصریح کرد: بر طبق این شبیه سازی ها، ترکیب شرایط بهینه یعنی اعمال حداکثر شدت میدان مغناطیسی همراه با حداقل سرعت جریان سیال می تواند منجر به دستیافتن به راندمانی حدود ۹۸ درصد شود که عدد بسیار قابل توجهی است.
وی در آخر به تاثیر مشخصات ذرات پرداخت و تصریح کرد: نتایج نشان داده است ذرات با قطر بزرگ تر و چگالی بالاتر، پاسخ بهتری به میدان مغناطیسی داده و با نیروی بیشتری جذب می شوند. این مساله در طراحی سیستم های عملی جداسازی بسیار حائز اهمیت می باشد.
به گفته وی، این مدل سازی محاسباتی می تواند راهنمای ارزشمندی برای طراحی و بهینه سازی سیستم های جداسازی مغناطیسی در کاربردهای مختلف از صنایع معدنی و فرآوری مواد تا حوزه های پزشکی و زیست فناوری باشد.
یافته های این مطالعه از راه این لینک در دسترس می باشد.
منبع: پروژه آسان
این مطلب پروژه آسان را پسندیدید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب