Analysis of a mixing process induced by a rotating magnetic field by means of the dimensional analysis

• Autorzy: Story G. , Kordas M. , Rakoczy R.

Warianty tytułu

PL

Analiza procesu mieszania indukowanego przez wirujące pole magnetyczne za pomocą analizy wymiarowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main objective of this work is to study the effect of rotating magnetic field (RMF) on the hydrodynamic conditions in the mixed liquid. The dimensional analysis of Navier-Stokes equations including the Lorenz force allows describing the analyzed process by using the relationships basing on the dimensionless numbers. The comparison between the obtained results and the experimental investigations is carried out. It was found a strong correlation between the velocity field and the magnetic induction or electrical conductivity of fluid.

PL

Głównym celem pracy było zbadanie wpływu wirującego pola magnetycznego na warunki hydrodynamiczne panujące mieszalniku. Przeprowadzono analizę wymiarową równania Naviera-Stokesa, włączając siły Lorenza. Na podstawie wyprowadzonych zależności wyznaczono obwodową prędkość cieczy poddanej wpływom wirującego pola magnetycznego. Uzyskane wartości potwierdzono doświadczalnie. Wyniki przedstawiono w postaci map prędkości. Stwierdzono silną zależność pomiędzy wartościami prędkości a indukcją magnetyczną i przewodnością elektryczną płynu.

Słowa kluczowe

EN

mixing process; magnetic field; dimensionless numbers

PL

mieszanie; pole magnetyczne; bezwymiarowe liczby

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Chemia
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 111, z. 2-Ch
• Strony: 135--145
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wz., wykr., il.

Twórcy

autor

Story G.

• Institute of Chemical Engineering and Environmental Protection Process, West Pomeranian University of Technology, Szczecin

autor

Kordas M.

• Institute of Chemical Engineering and Environmental Protection Process, West Pomeranian University of Technology, Szczecin

autor

Rakoczy R.

• Institute of Chemical Engineering and Environmental Protection Process, West Pomeranian University of Technology, Szczecin

Bibliografia

• [1] Hirano M., Ohta A., Abe K., Magnetic Field Effects on Photosynthesis and Growth of the Cyanobacterium Spirulina platensis, Journal of Fermentation and Bioengineering, vol. 86(3), 1998, 313-316.
• [2] Abbasov T., Magnetic filtration with magnetized granular beds: Basic principles and filter performance, China Particuology, vol. 5, 2007, 71-83.
• [3] Alvaro A., Rodríguez J.M., Augusto P.A., Estévez A.M., Magnetic filtration of an iron oxide aerosol by means of magnetizable grates, China Particuology, vol. 5, 2007, 140-144.
• [4] Chen H., Li X., Effect of static magnetic field on synthesis of polyhydroxyalkanoates from different short-chain fatty acids by activated sludge, Bioresource Technology, vol. 99, 2008, 5538-5544.
• [5] Bau H.H., Zhong J., Yi M., A minute magneto hydro dynamic (MHD) mixer, Sensors and Actuators B, vol. 79, 2001, 207-215.
• [6] Reichert C., Hoell W.H., Franzreb M., Mass transfer enhancement in stirred suspensions of magnetic particles by the use of alternating magnetic fields, Powder Technology, vol. 145, 2004, 131-138.
• [7] Chou C., Ho C., Huang C., The optimum conditions for comminution of magnetic particles driven by a rotating magnetic field using the Taguchi method, Advenced Powder Technology, vol. 20, 2009, 55-61.
• [8] Gelfgat Y., Electromagnetic filed application in the processes of single crystal growth under microgravity, Acta Astronautica, vol. 37, 1995, 333-345.
• [9] Barmin I.V., Senchenkov A.S., Avetisov I.Ch., Zharikov E.V., Low-energy methods of mass transfer control at crystal growth, Journal of Crystal Growth, vol. 275, 2005, e1487-e1493.
• [10] Gelfgat Y., Rotating magnetic fields as a means to control the hydrodynamics and heat/mass transfer in the processes of bulk single crystal growth, Journal of Crystal Growth, vol. 189/199, 1999, 165-169.
• [11] Bellmann M.P., Pätzold O., Gärtner G., Möller H.J., Stelter M., Radial segregation in VGF-RMF grown germanium, Journal of Crystal Growth, vol. 311, 2009, 1471-1474.
• [12] Yang M., Ma N., Bliss D.F., Bryant G.G., Melt motion during liquid-encapsulated Czochralski crystal growth in steady and rotating magnetic fields, International Journal of Heat and Fluid Flow, vol. 28, 2007, 768-776.
• [13] Rakoczy R., Enhancement of solid dissolution process under the influence of rotating magnetic field, Chemical Engineering and Processing, vol. 49, 2010, 42-50.
• [14] Rakoczy R., Masiuk S., Influence of Transverse Rotating Magnetic Field on Enhancement of Solid Dissolution Process, American Institute of Chemical Engineers, vol. 56(6), 2010 1416-1433.
• [15] Rakoczy R., Analiza teoretyczno-doświadczalna wpływu wirującego pola magnetycznego na wybrane operacje i procesy inżynierii chemicznej, Wydawnictwo Uczelniane ZUT, Szczecin 2011.

Uwagi

EN

This work was supported by the Polish Ministry of Science and Higher Education from sources for science in the years 2012‒2015 under Inventus Plus project.