Ločevanje magnetnih delcev iz tekočine

Abstract

V številnih vejah znanosti je danes možno zaslediti uporabo nano in mikro delcev. V prispevku so obravnavani magnetni delci v tekočini pod vplivom sile neuniformnega magnetnega polja. Za obravnavo omenjenega problema je bila v sklopu računalniške dinamike tekočin uporabljena metoda robnih elementov. Uporabljene enačbe temeljijo na hitrostno vrtinčni formulaciji NavierStokesovih enačb za izračun toka tekočine in Langrangeovega pristopa pri sledenju delcev. Obravnavana je enosmerna interakcija med tekočino in delci. Izpeljani numerični algoritem se uporabi pri študiju vpliva geometrije izločevalnega kanala, predvsem v notranjosti kanala nameščene pregrade, na samo učinkovitost izločevanja delcev. Umeščene trapezoidne pregrade v kanalu pravokotne oblike oblikujejo bifurkacije v samem kanalu, kar bi naj povečalo učinkovitost izločanja magnetnih delcev na stene kanala zaradi vpliva magnetnih in hidrodinamskih sil. Učinkovitost izločanja je bila določena za različne jakosti magnetnega polja in pretoke tekočine. Poleg analize vpliva pretočnih vrednosti in magnetnih sil je bila narejena tudi analiza vpliva velikosti pregrad. Rezultati so se primerjali z rezultati izločanja v ravnem kanalu brez pregrad. Rezultati analize kažejo na smiselnost uporabe manjših pregrad v primeru nizkih pretočnih hitrosti. V primeru višjih pretočnih hitrosti pa se je izkazalo izločanje delcev kot manj učinkovito v primerjavi z izločanjem v ravnem kanalu brez pregrad.