Výpočty metodou konečných prvků prokazují magnetickou sílu

Díky nedávno zakoupenému softwaru pro magnetické výpočty používá Martijn Leskens, inženýr výzkumu a vývoje ve společnosti Goudsmit Magnetics, metodu konečných prvků neboli FEM, aby ukázal, jak se výrobek chová v magnetickém systému, a kvantifikoval jeho magnetický výkon. Martijn: „Pomocí magnetických výpoctu můžeme tento výkon výrobku efektivně optimalizovat. To nám umožňuje přesně předpovědět, jak se bude magnet chovat z hlediska hloubky magnetického pole, které se nazývá „hustota magnetického toku“, a z hlediska síly na jiný feromagnetický objekt.

Separační účinnost magnetů

Můžeme také odhadnout separační účinnost při odstraňování částic oceli a nerezové oceli z proudu práškového, plynného nebo kapalného produktu, s čímž se lze setkat například v potravinářském průmyslu. K tomu používáme výpočetní program Comsol. Ten poskytuje velmi přesný odhad reálné situace.
 

 Magnetické pole

Následující video ukazuje, jak se částice oceli i nerezové oceli v produktu - v tomto případě ve vodě, ale může se jednat i o kapalné potraviny - chovají v magnetickém filtru a jak protékají magnetickým polem a jsou zachyceny. To umožňuje nahlédnout do účinnosti magnetického pole a vlivu magnetických vlastností na účinnost separace, jakož i na velikost zachycovaných částic a profil proudění. Znečištění kovy musí projít magnetickým polem. Tuto skutečnost demonstrujeme pomocí výpočtů. Porovnáním několika videí můžeme také prokázat rozdíl v účinnosti separace v důsledku velikosti částic.

Video 1 - výpočet FEM pro magnetický filtr (pro ocelové částice)

Video 2:  Výpočet FEM pro magnetický filtr (pro částice z nerezové oceli) 

Hustota magnetického toku

Proč je prokázání této separační účinnosti tak důležité? Zeptali jsme se kolegy Guye Mutsaertse, odborníka v oblasti magnetů pro potravinárský prumysl. Guy: Víme, že k zachycení železa neboli Fe potřebujete alespoň 155 gaussů a pro nerezovou ocel třídy 304 potřebujete alespoň 1100 gaussů. Tato simulace nám umožňuje zjistit, zda je toho teoreticky dosaženo. V současné době testujeme teorii v praxi, abychom dosáhli definitivní záruky separace. Tyto testy zaberou hodně času. Stanovili jsme si minimální požadavek >300 gaussů pro zachycení železných částic. Společnost Goudsmit je jediným dodavatelem magnetů na světě, který používá tento program pro výpočty magnetů a může tuto záruku poskytnout.

Měření magnetů

Guy pokračuje: „Při měření intenzity magnetického pole doporučujeme nejen správnou hustotu toku, důležitým kritériem je také čištění a provedení. Vezměme si například situaci, kdy kolem magnetů nejsou trubky z nerezové oceli (systémy s otevřenými póly); budou rezavět a mezi magnety se budou množit bakterie. Výkonnost ovlivňuje také vzdálenost mezi tyčemi. Ty se často umísťují dále od sebe, aby se dosáhlo velké kapacity.

Tím vzniká v magnetickém poli mezera, která znemožňuje zachytit všechny částice železa. K odstranění tohoto nedostatku jsem zastáncem zahrnutí minimální hustoty toku do specifikací HACCP v potravinářském průmyslu. Koneckonců je to právě hodnota minimální hustoty toku, která určuje, zda je vůbec možné zachytit částice železa. '
 

FEM-modelling-whitepaper.pdf