Obliczenia FEM dowodza sily magnetycznej

Dzieki niedawno zakupionemu oprogramowaniu do obliczen magnetycznych, Martijn Leskens, inzynier ds. badan i rozwoju w Goudsmit Magnetics, wykorzystuje metode elementów skonczonych lub metode FEM, aby pokazac, jak zachowuje sie produkt w systemie magnetycznym i okreslic jego wydajnosc magnetyczna. Martijn: Mozemy skutecznie zoptymalizowac wydajnosc tego produktu za pomoca obliczen magnetycznych. Pozwala nam to dokladnie przewidziec, jak bedzie zachowywal sie magnes pod wzgledem glebokosci pola magnetycznego, które nazywane jest "gestoscia strumienia magnetycznego", oraz pod wzgledem sily dzialajacej na inny obiekt ferromagnetyczny.

Mozemy równiez oszacowac skutecznosc oddzielania czastek stali i stali nierdzewnej od sproszkowanego, gazowego lub plynnego przeplywu produktu, co mozna znalezc na przyklad w food industry Do tego celu wykorzystujemy program obliczeniowy Comsol. Zapewnia on bardzo dokladne oszacowanie rzeczywistej sytuacji ’
 

Pole magnetyczne

‘Ponizszy film pokazuje, jak czasteczki stali i stali nierdzewnej w danym produkcie - w tym przypadku wodzie, ale moga to byc równiez inne plynne artykuly spozywcze - zachowuja sie w filtrze magnetycznym i jak przeplywaja przez pole magnetyczne oraz jak sa pochwytywane. Daje to wglad w efektywnosc magnetic field oraz wplyw na wydajnosc separacji wlasciwosci magnetycznych, jak równiez na wielkosc wychwytywanych czastek oraz profil przeplywu.

Zanieczyszczenie metalu musi przechodzic przez pole magnetyczne. Pokazujemy to za pomoca obliczen. Porównujac kilka filmów wideo mozemy równiez wykazac róznice w skutecznosci separacji, wynikajaca z wielkosci czasteczek’.

Video 1 - FEM calculation for magnetic filter (steel) 

Video 2:  FEM calculation for magnetic filter (stainless steel) 

Gestosc strumienia

Dlaczego wykazanie tej skutecznosci separacji jest tak wazne? Zapytalismy naszego wspólpracownika Guya Mutsaertsa, eksperta w dziedzinie magnesów dla przemyslu spozywczego. Guy: Wiemy, ze aby wychwycic zelazo (Fe), potrzeba co najmniej 155 Gs, a dla stali nierdzewnej typu 304 potrzeba co najmniej 1100 Gs. Symulacja ta pozwala nam sprawdzic, czy jest to teoretycznie osiagane.

Obecnie testujemy teorie w praktyce, aby uzyskac ostateczna gwarancje separacji. Testy te zajmuja duzo czasu. Postawilismy sobie minimalne wymaganie w zakresie wychwytywania czastek ferromagnetycznych na poziomie >300 Gs. Goudsmit jest jedynym na swiecie dostawca magnesów, który korzysta z tego programu obliczenia magnesów i moze udzielic tej gwarancji’

Pomiary magnesów

Guy kontynuuje, ‘Podczas pomiaru natezenia pola magnetycznego, zalecamy nie tylko odpowiednia flux density czyszczenie i implementacja sa równie waznymi kryteriami. Wezmy na przyklad sytuacje, w której wokól magnesów nie ma rur ze stali nierdzewnej (systemy z otwartym biegunem); beda rdzewiec, a bakterie beda sie gromadzic pomiedzy magnesami. Na wydajnosc ma równiez wplyw odleglosc pomiedzy pretami. Sa one czesto umieszczone dalej od siebie, aby osiagnac duza wydajnosc.

Powoduje to powstanie luki w polu magnetycznym, uniemozliwiajacej wychwycenie wszystkich czastek zelaza. Aby wyeliminowac ten brak, opowiadam sie za uwzglednieniem minimalnej gestosci strumienia w specyfikacjach HACCP w przemysle spozywczym. Przeciez to wlasnie minimalna wartosc gestosci strumienia decyduje o tym, czy w ogóle mozliwe jest wychwycenie czasteczki zelaza.’
 

FEM-modelling-whitepaper.pdf