Mıknatıslanmış Granül Dolgulu Yataklarda Submikron Parçacıklarının Yakalanması

Teoman KARADAĞ (İnönü Üniversitesi, Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, Elazığ, Türkiye)
Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji
0 0
Yıl: 2020 Cilt: 8 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 131 - 140 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.29109/gujsc.641444 İndeks Tarihi: 04-12-2020

Mıknatıslanmış Granül Dolgulu Yataklarda Submikron Parçacıklarının Yakalanması

Öz:
Dış homojenik manyetik alanda mıknatıslanmış ve teğetleşmiş ferromanyetik kürelerinoluşturduğu gradyantlı manyetik alanda mikron ve submikron boyutlu parçacıkların difüzyonseparasyonu olayı teorik olarak incelenmiştir. Mıknatıslanmış kürelerin teğet noktaları etrafındaoluşan gradyantlı alanda submikron boyutlu parçacığa etkiyen manyetik kuvvet ifadesindengidilerek difüzyon denkleminin kararlı durumlar için analitik çözümü elde edilmiş veparçacıkların bu bölgelerdeki konsantrasyon dağılımı belirlenmiştir. Sistemin manyetik,hidrodinamik, ısı ve geometrik parametreleri dikkate alınarak difüzyon olunan parçacıklarınkritik boyutlarını değerlendirmek için analitik formül geliştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göredış manyetik alanın artmasıyla parçacıkların kritik boyutlarının azaldığı gözlenmiştir. Bu düşüşünparçacıkların tek domenli yapısına kadar olabileceği vurgulanmıştır. Analitik hesaplamalara göreparçacıkların kritik boyutlarının kürelerin boyutlarından bağımsız olduğu görülmüştür. Ancakferromanyetik kürelerin oluşturduğu gradyantlı manyetik alanda oluşan difüzyon olaylarındaparçacıkların kritik boyutlarının matris elemanları olan kürelerin boyutlarından bağımsız olduğusonucunun tartışılabilir olduğu söylenmiştir.
Anahtar Kelime:

Capture of Submicron Particles in Magnetized Granular Filled Beds

Öz:
The diffusion separation of micron and submicron sized particles was examined theoretically in the gradient magnetic field formed by tangent ferromagnetic spheres magnetized in external homogeneous magnetic field. In the gradient field around the tangent points of the magnetized spheres, the analytical solution of the diffusion equation for steady states is obtained by using the expression of the magnetic force acting on the submicron-sized particle. The concentration distribution of the particles in these regions was calculated. An analytical formula has been developed to evaluate the critical dimensions of the diffused particles considering the magnetic, hydrodynamic, temperature and geometric parameters of the system. According to the results obtained, it was observed that the critical magnetic dimensions of the particles decreased with increasing external magnetic field. It is emphasized that this decrease can be up to the singledomain structure of the particles. According to the analytical calculations, the critical dimensions of the particles were found to be independent of the dimensions of the spheres. However, in the diffusion events occurring in the gradient magnetic field formed by ferromagnetic spheres, the critical dimensions of the particles are independent of the dimensions of the matrix element spheres was said to be discussable.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1] V. V. Karmazin,V. I. Karmazin, Magnetic methods of beneficiation. Moscow: Nedra, 1987.
  • [2] J. Svoboda, Magnetic Techniques for the Treatment of Materials. Dordrecht: Kluver Academic, 2004.
  • [3] R. Gerber, R. . Birss, High gradient magnetic separation. New York, Research Studies Press, 1983.
  • [4] Bean C.P. Theory of magnetic filtration. Bull. Am. Phys. Soc. 16, (1971) 350-355.
  • [5] J. H. P. Watson, Magnetic filtration, J. Appl. Phys., 44: 9, (1973) 4209–4213.
  • [6] J. A. Obertteuffer, Magnetic separation: a review of principles, devices and applications IEEE Trans. Magn. 10: 2, (1974), 223-238.
  • [7] F. J. Friedlaender, M. Takayasu, A study of the mechanism of particle build-up on single ferromagnetic wires and spheres. IEEE Trans. Magn. Mag: 18, (1982) 817-819.
  • [8] C. De Latour, Magnetic Separation in. Water Pollution Control, IEEE Trans. Magn., 3: MAG 9, (1973) 314–316.
  • [9] J. Hristov, Magnetic field assisted fluidization - a unified approach. Part 9. Mechanical processing with emphasis on separations, Rev. Chem. Eng., 28:4–6, (2012) 243–308.
  • [10] E. J. Furlani, E. P. Furlani, A model for predicting magnetic targeting of multifunctional particles in the microvasculature, J. Magn. Magn. Mater., 312: 1, (2007) 187–193.
  • [11] X. Zheng, Z. Xue, Y. Wang, G. Zhu, D. Lu, X. Li, Modeling of particle capture in high gradient magnetic separation: A review, 352, (2019) 159-169.
  • [12] C. T. Yavuz, A. Prakash, J. T. Mayo, V.L. Golvin, magnetic separations:From still plants to biotechnology,Chemical Engineering Science, 64: 10, (2009) 2510-2521.
  • [13] F. Friedlaender, M. Takayasu, A study of the mechanisms of particle buildup on single ferromagnetic wires and spheres, IEEE Trans. Magn., 18: 3, (1982) 817–821.
  • [14] R. Gerber Theory of particle capture in axial filters for high gradient magnetic separation, J. Phys, Appl. Phys., 11, (1978) 2119-2129.
  • [15] T. Abbasov, S. Herdem, M. Köksal, Particle capture in axial magnetic filters with power law flow model. J. Phys. D: Appl. Phys. 32, (1999) 1097-1103.
  • [16] X. Zheng, Y. Wang, D. Lu, X. Li, Theoretical and experimental study on elliptic matrices in the transversalhigh gradient magnetic separation, Minerals Engineering, 111, (2017) 68-78.
  • [17] X. Zheng, Y. Wang, D. Lu, X. Li, S. Li, H. Chu, Comparative study on the performance of circular and elliptic cross-sectionmatrices in axial high gradient magnetic separation: Role of the appliedmagnetic induction, Minerals Engineering, 110, (2017) 12-19.
  • [18] Y. Wang, D. Gao, X. Zheng, D. Lu, X. Li, Rapid determination of the magnetization state of elliptic cross-sectionmatrices for high gradient magnetic separation, Powder Technology, 339, (2018) 139- 148.
  • [19] Y. Wang, Z. Xue, X. Zheng, D. Lu, X. Li, H. Chu, Study on favorable matrix aspect ratio for maximum particle capture in axial high gradient magnetic separation, Minerals Engineering 135, (2019) 48-54.
  • [20] Z. Kheshti, S. Hassanajili, K. Azodi Ghajar, Study and Optimization of a High-Gradient Magnetic Separator Using Flat and Lattice Plates, IEEE Transactions on Magnetics 55:2, (2019) 1-8.
  • [21] N. Rezlescu, V. Murariu, O. Rotariu, V. Badescu, Capture modelling for an axial high gradient magnetic separation filter with a bounded flow model, Powder Technol., 83, (1995), 259-264
  • [22] V. Badescu, O. Rotariu, V. Murariu, N. Rezlescu, Magnetic capture modelling for a transversal high gradient filter cell with bounded flow field, Int. J. Appl. Electrom. Mech., 7, (1996) 57-67.
  • [23] M. Takayasu, R. Gerber, F. J. Friedlaender, Magnetic separation of submicron particles, IEEE Trans. Magn., 19:5, (1983) 2112-2114.
  • [24] R. Gerber, Magnetic filtration of ultra-fine particles, IEEE Trans. Magn., MAG-20:5, (1984) 1159- 1164.
  • [25] R. Gerber, M. Takayasu, F. J. Friedlaender, Generalization of HGMS theory: The capture of ultra-fine particles, IEEE Trans. Magn. 19: 5, (1983) 2115-2117.
  • [26] D. Fletcher, Fine Particle High Gradient Magnetic Entrapment, IEEE Trans. Magn., 27: 4, (1991) 3655-3677.
  • [27] E. Blums, A. Yu. Chuckrov, Separation processes in polydisperse magnetic fluids, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 122, (1993) 110-114.
  • [28] E. Blums, A. Yu. Chuckrov, Some problems of mass transfer in magnetic colloids, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 85, (1990) 210-215.
  • [29] E. Blums, J. Plavins, A. Chukhrov, High-gradient magnetic separation of magnetic colloids and suspensions, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 39, (1983) 147-151.
  • [30] K. Hournkumnuard, M. Natenapit, Diffusive capture of magnetic particles by an assemblage of random cylindrical collectors, Sep. Sci. Technol. 43, (2008) 3448–3460.
  • [31] T. Abbasov, M. Koksal, S. Herdem, Theory of High-Gradient Magnetic Filter Performance, IEEE Transactions On Magnetics, 35:4, (1999) 2128-2132.
  • [32] Polygradient magnetic separators, by Ed. N. F. Measnikov, Moscow: Nedra, 1973.
  • [33] A. Safonyk, A. Bomba, Mathematical modeling process of liquid filtration taking into account reverse influence of process characteristics on medium characteristics, Int. J. Appl. Math. Res., 4:1 (2015) 1- 7
  • [34] C. Magnet, M. Akouala, P. Kuzhir, G. Bossis, A. Zubarev, N. M. Wereley, Closed-loop magnetic separation of nanoparticles on a packed bed of spheres, J. Appl. Phys., 117:17, (2015) 117-119
  • [35] M. F. Haque, S. Arajs, C. Moyer, Experimental studies in magnetic separation of ultrafine hematite, IEEE Trans. Magn., 24:6, (1988) 2413–2415.
  • [36] C. Moyer, M. Natenapit, S. Arajs, Filtration of submicron particles by spheres in HGMS, J. Magn. Magn. Mater., 61:3, (1986) 271–277.
  • [37] Y. I. Akoto, Mathematical modelling of high-gradient magnetic separation devices, IEEE Trans. Magn. 13: 5, (1977), 1486-1489.
  • [38] J. H. P. Watson, Approcximate solutions of the magnetic separator equations. IEEE Trans. Magn. 14: 4, (1978), 240-245.
  • [39] N. Fuchs, Z. Physik, Über die Stabilität und Aufladung der Aerosole, Zeitschrift für Physik, 89, (1934) 736-743.
  • [40] T. Abbasov, K. Ceylan, Filter Performance and Velocity Distribution Relation in Magnetic Filtration of Non-Newtonian Liquids, Separation Science and Technology 33: 7, (1998) 2177-2189.
  • [41] T. Abbasov, A. Sarimeseli Altunbas, Determination of the particle capture radius in magnetic filters with velocity distribution profile in pores, Separation Science and Technology 37: 9, (2002) 2037- 2053.
  • [42] T. Abbasov, Elektromanyetik Filtreleme İşlemleri Teori, Uygulama ve Konstrüksiyon, Şeçkin, Ankara, 2002.
APA Karadag T (2020). Mıknatıslanmış Granül Dolgulu Yataklarda Submikron Parçacıklarının Yakalanması. , 131 - 140. 10.29109/gujsc.641444
Chicago Karadag Teoman Mıknatıslanmış Granül Dolgulu Yataklarda Submikron Parçacıklarının Yakalanması. (2020): 131 - 140. 10.29109/gujsc.641444
MLA Karadag Teoman Mıknatıslanmış Granül Dolgulu Yataklarda Submikron Parçacıklarının Yakalanması. , 2020, ss.131 - 140. 10.29109/gujsc.641444
AMA Karadag T Mıknatıslanmış Granül Dolgulu Yataklarda Submikron Parçacıklarının Yakalanması. . 2020; 131 - 140. 10.29109/gujsc.641444
Vancouver Karadag T Mıknatıslanmış Granül Dolgulu Yataklarda Submikron Parçacıklarının Yakalanması. . 2020; 131 - 140. 10.29109/gujsc.641444
IEEE Karadag T "Mıknatıslanmış Granül Dolgulu Yataklarda Submikron Parçacıklarının Yakalanması." , ss.131 - 140, 2020. 10.29109/gujsc.641444
ISNAD Karadag, Teoman. "Mıknatıslanmış Granül Dolgulu Yataklarda Submikron Parçacıklarının Yakalanması". (2020), 131-140. https://doi.org/10.29109/gujsc.641444
APA Karadag T (2020). Mıknatıslanmış Granül Dolgulu Yataklarda Submikron Parçacıklarının Yakalanması. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 8(1), 131 - 140. 10.29109/gujsc.641444
Chicago Karadag Teoman Mıknatıslanmış Granül Dolgulu Yataklarda Submikron Parçacıklarının Yakalanması. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 8, no.1 (2020): 131 - 140. 10.29109/gujsc.641444
MLA Karadag Teoman Mıknatıslanmış Granül Dolgulu Yataklarda Submikron Parçacıklarının Yakalanması. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, vol.8, no.1, 2020, ss.131 - 140. 10.29109/gujsc.641444
AMA Karadag T Mıknatıslanmış Granül Dolgulu Yataklarda Submikron Parçacıklarının Yakalanması. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2020; 8(1): 131 - 140. 10.29109/gujsc.641444
Vancouver Karadag T Mıknatıslanmış Granül Dolgulu Yataklarda Submikron Parçacıklarının Yakalanması. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2020; 8(1): 131 - 140. 10.29109/gujsc.641444
IEEE Karadag T "Mıknatıslanmış Granül Dolgulu Yataklarda Submikron Parçacıklarının Yakalanması." Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 8, ss.131 - 140, 2020. 10.29109/gujsc.641444
ISNAD Karadag, Teoman. "Mıknatıslanmış Granül Dolgulu Yataklarda Submikron Parçacıklarının Yakalanması". Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 8/1 (2020), 131-140. https://doi.org/10.29109/gujsc.641444
Sayfa Oluşturulma Tarihi
17-05-2024 6:9

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları