تحلیل عددی اثر هندسه المانهای رینگهای مغناطیسی بر توزیع میدان در فیلترهای مغناطیسی

حفظ کارایی و قابلیت اطمینان سیستمهای حیاتی مانند زیرساختهای انتقال گاز طبیعی مستلزم مدیریت موثر آلاینده های فرومغناطیسی می باشد. این مطالعه با هدف ارتقای عملکرد فیلتراسیون و کاهش مصرف مواد مغناطیسی گران قیمت، به بررسی عددی تاثیر پارامترهای هندسی رینگ های مغناطیسی بر توزیع میدان مغناطیسی و در نهایت، کارایی فیلترهای مغناطیسی در جداسازی پودر سیاه از گاز طبیعی می پردازد. در این راستا اثر دو پارامتر کلیدی شعاع داخلی و ضخامت رینگ های نئودیمیوم N۴۲ با استفاده از شبیه سازی دوبعدی با تقارن محوری بصورت عددی تحلیل شد. مدل عددی با داده های تجربی حاصل از اندازه گیری آزمایشگاهی اعتبارسنجی گردید که انطباق قابل قبولی را نشان داد. نتایج حاکی از آن است که کاهش ۵۰ درصدی شعاع داخلی منجر به افزایش حدود ۷ درصدی در شدت و انتگرال میدان مغناطیسی می شود. همچنین افزایش ۵۰ درصدی ضخامت موجب افزایش ۳۵ درصدی در دامنه میدان و بیشینه میدان گردید. با این وجود، تغییر این پارامترها، الگوی فضایی میدان را تغییر نداده و تنها منجر به مقیاس پذیری دامنه میدان و تغییرات شبه خطی در شاخص های میدان می شود. این یافته ها ضمن تایید نقش بحرانی ابعاد رینگ ها راهنمای عملی برای بهینه سازی هندسه آهنرباها در جهت دستیابی به توازن مطلوب بین کارایی جداسازی و هزینه در طراحی صنعتی فیلترها فراهم می کند.

کلیدواژه ها:

رینگ مغناطیسی ، شبیه سازی عددی ، بهینه سازی هندسی ، آهنربای دائمی ، توزیع میدان مغناطیسی ، پودر سیاه ، زیرساختهای انرژی