T HE use of electromagnetic forces

T HE use of electromagnetic forces in fluids can present several
objectives: transport, movement, containment, or even
mould the fluid. The most significant applications appear in the
metallurgical industry, where the fluid is a molten metal. In [1],
the authors describe other applications where the electromagnetic
forces are used to levitate liquid metal and also to separate
inclusions in molten metal during its solidification process [2].
Fluid transportation by electromagnetic forces is based on the
Laplace force. It is necessary that the two electromagnetic quantities
related with this force (current density and the magnetic
flux density) take high values in certain locations of the conduct
where the fluid travels to generate fluid displacement.
Depending on the electric conductivity value of the fluid and
the application considered, the transportation mechanism can
be based on induced currents [3], [4] or currents imposed to the
fluid by electrodes located in the channel walls [5]–[8]. In metallurgic
applications, the currents are induced using for this effect
bobines placed externally to the fluid and electrically isolated.
There are many configurations of those systems which depend
of the structure where the fluid circulates (open channel, tube,
etc.) and the required application [9]–[13].
The research concerning applications on this area have in
common the objective of determining the electromagnetic quantities
and the fluid speed. It is possible to refer some recent research
where the molten metal flow is analyzed in a channel
moved by electromagnetic forces [18]–[22]. In the majority of
these papers the metal flow control is analyzed, establishing
a relation between system’s configuration and its parameters
(voltage, current, frequency) and fluid flow.
Concerning those systems used to move fluid metal in channels,
the most common systems are the magnetohydrodynamic
pumps based on cylindrical linear induction machines with the
Digital Object Identifier 10.1109/TMAG.2006.880396
fluid circulating in its interior. The analysis of one of these
pumps is, for example, studied in [14] and [21].
Most research in the literature use finite-element models
(FEMs) to calculate electromagnetic quantities and the fluid
speed, adapted to the problem or specific situation being analyzed.
There are other approaches based on FEMs but these are
more general concerning their application [15]–[17], [19], [20].
Some authors do a bidimensional analysis of the system (when
the system’s configuration allow) due to the less computational
effort.
Recently, applications of fluid transportation by electromagnetic
forces have been applied in areas such as biotechnology,
bioelectronics, and in miniaturized systems where magnetohydrodynamic
pumps are used. Some applications are in microfluidic
systems as described in [5]–[7], [18].
In this paper, we are concerned with the analysis and numerical
approximation of a conducting fluid confined in a closed
channel and driven by a traveling magnetic wave from a linear
induction motor. A theoretical approach of the fluid transportation
system is given in Section II. In Section III, we derive a
finite-element model of the system and compare its results with
those ones from the analytical model. Section IV is devoted to
the experimental tests effectuated with the fluid transportation
system and the comparison between them and those results predicted
by the analytical model.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

T เขาใช้กำลังไฟฟ้าในของเหลวที่สามารถนำเสนอหลายวัตถุประสงค์: การขน ส่ง การย้าย บรรจุ หรือแม้แต่แม่พิมพ์น้ำ แสดงโปรแกรมประยุกต์ที่สำคัญในการโลหะอุตสาหกรรม โลหะหลอมละลายน้ำ ใน [1],ผู้เขียนอธิบายถึงโปรแกรมประยุกต์อื่น ๆ ที่การไฟฟ้าใช้กองกำลัง เพื่อ levitate โลหะเหลว และแยกรวมในโลหะหลอมเหลวในระหว่างกระบวนการทาง solidification [2]ขนส่งของเหลว โดยกองกำลังของแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการลาปลาสกองทัพ จำเป็นที่การไฟฟ้าสินค้าที่เกี่ยวข้องกับกองนี้ (ปัจจุบันความหนาแน่นและแบบแม่เหล็กความหนาแน่นฟลักซ์) ใช้ค่าสูงในบางตำแหน่งที่ตั้งของปฏิบัติการที่น้ำเดินทางเพื่อสร้างการแทนที่ของเหลวตัวนำไฟฟ้าของน้ำ และถือเป็นแอพลิเคชัน กลไกการขนส่งสามารถตามกระแสเหนี่ยวนำให้ [3], [4] หรือกระแสที่บังคับให้การน้ำมัน โดยหุงตอยู่ในผนังช่อง [5] – [8] ใน metallurgicโปรแกรมประยุกต์ กระแสจะทำให้เกิดใช้สำหรับลักษณะพิเศษนี้bobines อยู่ภายนอกของเหลว และแยกไฟฟ้ามีการตั้งค่าคอนฟิกหลายระบบเหล่านั้นซึ่งขึ้นอยู่ของโครงสร้างที่น้ำหมุนเวียนอยู่ (เปิดช่อง หลอดฯลฯ) และโปรแกรมประยุกต์ที่จำเป็น [9] – [13]มีงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับโปรแกรมประยุกต์บนพื้นที่นี้วัตถุประสงค์ของการกำหนดปริมาณไฟฟ้าทั่วไปและความเร็วในของเหลว จำเป็นต้องอ้างอิงงานวิจัยล่าสุดบางซึ่งวิเคราะห์การไหลของโลหะหลอมเหลวในช่องสัญญาณย้าย โดยกองกำลังของแม่เหล็กไฟฟ้า [18] - [22] ส่วนใหญ่กระดาษชนิดนี้ควบคุมกระแสโลหะเป็นวิเคราะห์ สร้างความสัมพันธ์ระหว่างการกำหนดค่าของระบบและพารามิเตอร์(แรงดัน ความถี่ในปัจจุบัน) และของเหลวไหลเกี่ยวข้องกับระบบที่ใช้ในการย้ายโลหะของเหลวในช่องระบบทั่วไปอยู่ที่ magnetohydrodynamicปั๊มตามเครื่องเหนี่ยวนำเชิงเส้นทรงกระบอกมีการตัวระบุวัตถุดิจิตอล 10.1109/TMAG.2006.880396ของเหลวที่หมุนเวียนในการตกแต่งภายใน การวิเคราะห์หนึ่งเหล่านี้ปั๊มได้ ตัวอย่าง ศึกษา [14] และ [21]งานวิจัยส่วนใหญ่ในรูปแบบเอกสารประกอบการใช้องค์ประกอบจำกัด(FEMs) ในการคำนวณปริมาณไฟฟ้าและน้ำความเร็ว ปรับปัญหาหรือสถานการณ์ที่กำลังจะวิเคราะห์มีแนวทางอื่น ๆ ตาม FEMs แต่สิ่งเหล่านี้ทั่วไปเกี่ยวกับใบสมัครของพวกเขา [15] – [17], [19], [20]ผู้เขียนบางทำการวิ bidimensional ของระบบ (เมื่ออนุญาตให้มีการตั้งค่าคอนฟิกของระบบ) เนื่องจากคำนวณน้อยความพยายามล่าสุด งานขนส่งของเหลวโดยแม่เหล็กไฟฟ้ามีการใช้กองกำลังในพื้นที่เช่นเทคโนโลยีชีวภาพbioelectronics และใน miniaturized ระบบ magnetohydrodynamicมีใช้ปั๊ม โปรแกรมประยุกต์บางโปรแกรมที่อยู่ใน microfluidicระบบตามที่อธิบายไว้ใน [5] - [7], [18]ในเอกสารนี้ เราจะเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ และตัวเลขประมาณของไหลทำขังในที่ปิดช่องสัญญาณ และขับเคลื่อน ด้วยคลื่นแม่เหล็กเดินทางจากการเชิงเส้นมอเตอร์เหนี่ยวนำ วิธีการทฤษฎีของการขนส่งของเหลวระบบจะกำหนดเป็นสองส่วน ในส่วน III เราได้รับการรุ่นจำกัดองค์ประกอบของระบบ และเปรียบเทียบผลของมันด้วยผู้คนจากแบบวิเคราะห์ ส่วน IV ทุ่มเททดสอบทดลองที่ effectuated กับการขนส่งของเหลวระบบและการเปรียบเทียบระหว่างพวกเขาและผลที่คาดว่าโดยแบบจำลองวิเคราะห์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

T ใช้ ฯพณฯ
ของกองกำลังไฟฟ้าในของเหลวสามารถนำเสนอหลายวัตถุประสงค์:
การขนส่งการเคลื่อนไหวการบรรจุหรือแม้กระทั่งการปั้นของเหลว
การใช้งานที่สำคัญที่สุดปรากฏในอุตสาหกรรมโลหะที่ของเหลวเป็นโลหะหลอมเหลว ใน [1]
ผู้เขียนอธิบายการใช้งานอื่น ๆ
ที่ไฟฟ้ากองกำลังที่ใช้ในการลอยโลหะเหลวและยังแยกการรวมในโลหะหลอมเหลวในระหว่างขั้นตอนการแข็งตัวของ
[2]. ขนส่งของไหลโดยกองกำลังไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับแรงเลซ มันเป็นสิ่งจำเป็นที่ทั้งสองปริมาณไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับพลังนี้(ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าและแม่เหล็กความหนาแน่นของของเหลว) ใช้ค่าสูงในสถานที่หนึ่งของการดำเนินการที่น้ำเดินทางไปสร้างแทนที่ของเหลว. ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับค่าการนำไฟฟ้าของของเหลวและการประยุกต์ใช้การพิจารณากลไกการขนส่งสามารถจะขึ้นอยู่กับกระแสเหนี่ยวนำให้เกิด [3] [4] หรือกระแสที่เรียกเก็บกับน้ำจากขั้วไฟฟ้าที่ตั้งอยู่ในผนังช่อง[5] - [8] โลหกรรมในการใช้งานกระแสที่มีการเหนี่ยวนำให้เกิดการใช้สำหรับผลกระทบนี้bobines วางภายนอกกับของเหลวและแยกระบบไฟฟ้า. มีการกำหนดค่าหลายระบบเหล่านั้นซึ่งขึ้นอยู่เป็นของโครงสร้างที่ไหลเวียนของเหลว (ช่องเปิดหลอด ฯลฯ ) และที่จำเป็น แอพลิเคชัน [9] - [13]. การวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานในพื้นที่นี้มีร่วมกันวัตถุประสงค์ของการกำหนดปริมาณไฟฟ้าและความเร็วของของเหลว มันเป็นไปได้ที่จะดูบางงานวิจัยล่าสุดที่กระแสโลหะหลอมเหลวมีการวิเคราะห์ในช่องทางย้ายโดยกองกำลังไฟฟ้า[18] - [22] ในส่วนใหญ่ของเอกสารเหล่านี้ควบคุมการไหลของโลหะมีการวิเคราะห์การสร้างความสัมพันธ์ระหว่างการกำหนดค่าระบบและพารามิเตอร์(แรงดันไฟฟ้าปัจจุบันความถี่) และการไหลของของเหลว. เกี่ยวกับระบบที่ใช้ในการย้ายโลหะของเหลวในช่องทางระบบที่พบมากที่สุดคือmagnetohydrodynamic ปั๊มขึ้นอยู่กับเครื่องเหนี่ยวนำเชิงเส้นรูปทรงกระบอกที่มีตัวบ่งชี้วัตถุดิจิตอล 10.1109 / TMAG.2006.880396 น้ำหมุนเวียนในการตกแต่งภายใน การวิเคราะห์ของหนึ่งในเหล่านี้ปั๊มเป็นตัวอย่างเช่นการศึกษาใน [14] และ [21]. การวิจัยส่วนใหญ่ในการใช้งานวรรณกรรมรุ่นองค์ประกอบ จำกัด(FEMs) ในการคำนวณปริมาณไฟฟ้าและของเหลวความเร็วปรับให้เข้ากับปัญหาที่เกิดขึ้นหรือที่เฉพาะเจาะจงสถานการณ์การวิเคราะห์. มีวิธีการอื่น ๆ ตาม FEMs แต่เหล่านี้จะเป็นทั่วไปมากขึ้นเกี่ยวกับโปรแกรมของพวกเขา[15] - [17] [19] [20]. นักเขียนบางคนทำวิเคราะห์ bidimensional ของระบบ (เมื่อตั้งค่าของระบบให้) เนื่องจากการคำนวณน้อยความพยายาม. เมื่อเร็ว ๆ นี้การใช้งานของการขนส่งของเหลวจากไฟฟ้าพลังได้ถูกนำมาใช้ในด้านต่างๆเช่นเทคโนโลยีชีวภาพBioelectronics และในระบบขนาดเล็กที่ magnetohydrodynamic ปั๊มถูกนำมาใช้ บางโปรแกรมอยู่ในไมโครระบบที่อธิบายไว้ใน [5] - [7], [18]. ในบทความนี้เรามีความกังวลกับการวิเคราะห์และตัวเลขประมาณของการดำเนินการของของเหลวที่ถูกคุมขังอยู่ในที่ปิดช่องทางและขับเคลื่อนด้วยคลื่นแม่เหล็กเดินทางจากเชิงเส้นมอเตอร์เหนี่ยวนำ วิธีการทางทฤษฎีของการขนส่งของเหลวระบบจะได้รับในส่วน II ในส่วนที่สามที่เราได้รูปแบบ จำกัด องค์ประกอบของระบบและเปรียบเทียบผลกับคนที่มาจากรูปแบบการวิเคราะห์ มาตรา IV จะทุ่มเทให้กับการทดสอบการทดลองeffectuated กับการขนส่งของเหลวระบบและการเปรียบเทียบระหว่างพวกเขาและผลที่คาดการณ์ไว้โดยรูปแบบการวิเคราะห์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เขาใช้พลังแม่เหล็กไฟฟ้าในของเหลวสามารถนำเสนอหลายวัตถุประสงค์
: การขนส่ง การเคลื่อนย้าย การแก้ไข หรือแม้แต่
แบบของเหลว โปรแกรมที่สำคัญที่สุดที่ปรากฏใน
อุตสาหกรรมโลหะที่ของเหลวที่เป็นโลหะหล่อ ใน [ 1 ] ,
ผู้เขียนอธิบายการใช้งานอื่น ๆ ที่ใช้พลังแม่เหล็กไฟฟ้า
ลอยโลหะเหลวและยังแยก
รวมในโลหะหลอมเหลวในกระบวนการหล่อแข็ง [ 2 ] .
การขนส่งของไหลโดยแม่เหล็กไฟฟ้าบังคับขึ้นอยู่กับ
ลาปลาซแรง มันเป็นสิ่งจำเป็นที่ 2 ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับพลังแม่เหล็กไฟฟ้า
( ความหนาแน่นและความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็ก
) ใช้ค่าสูงในบางพื้นที่ของความประพฤติ
ที่เดินทางเพื่อสร้างการไหลของของไหล
ขึ้นอยู่กับค่าการนำไฟฟ้าของของเหลวและ
การพิจารณากลไกการขนส่งสามารถ
อิง เกิดกระแส [ 3 ] , [ 4 ] หรือกระแสในวง
ของไหลโดยขั้วไฟฟ้าอยู่ในผนังช่อง [ 5 ] - [ 8 ] ในการใช้งาน metallurgic
, กระแสจะสามารถใช้สำหรับผล
bobines อยู่ภายนอกกับของไหลไฟฟ้า
และโดดเดี่ยวมีหลายรูปแบบของระบบซึ่งขึ้นอยู่กับ
ของโครงสร้างที่ของเหลวไหลเวียน ( เปิดช่องท่อ
, ฯลฯ ) และใช้โปรแกรม [ 9 ] - [ 13 ] .
การวิจัยเกี่ยวกับการใช้งานบนพื้นที่นี้มีวัตถุประสงค์ทั่วไปใน
กำหนดปริมาณไฟฟ้า
และความเร็วของของไหล มันเป็นไปได้ที่จะอ้างถึงงานวิจัยล่าสุด
ซึ่งการไหลของโลหะหลอมเหลวถูกวิเคราะห์ช่องทาง
ย้ายโดยแม่เหล็กไฟฟ้าบังคับ [ 18 ] - [ 22 ] ในส่วนของการควบคุมการไหลของโลหะ
เหล่านี้เอกสารวิเคราะห์การสร้างความสัมพันธ์ระหว่างค่า

และพารามิเตอร์ของระบบ ( แรงดันไฟฟ้า ความถี่ในปัจจุบัน ) และการไหลของของไหล ที่เกี่ยวกับผู้ที่ใช้ระบบย้าย

โลหะของเหลวในช่องระบบที่พบมากที่สุดคือ magnetohydrodynamic
ปั๊มบนพื้นฐานเชิงเส้นแบบทรงกระบอก เครื่องกับ
ดิจิตอลระบุวัตถุ 10.1109 / tmag . 2006.880396
เลื่อนไหลหมุนเวียนภายในของมัน การวิเคราะห์ของปั๊มเหล่านี้
คือ เช่น เรียน [ 14 ] และ [ 21 ] .
วิจัยมากที่สุดในวรรณคดี ใช้ finite-element รุ่น
( fems ) เพื่อคำนวณปริมาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและของเหลว
ความเร็ว , ปรับให้เข้ากับปัญหา หรือสถานการณ์เฉพาะการวิเคราะห์ .
มีวิธีอื่นตาม fems แต่เหล่านี้
เพิ่มเติมทั่วไปเกี่ยวกับการประยุกต์ [ 15 ] - [ 17 ] , [ 19 ] , [ 20 ] .
บางคนเขียนทำการวิเคราะห์ bidimensional ของระบบ ( เมื่อ
กำหนดค่าของระบบอนุญาต ) เนื่องจากความพยายามในการคำนวณ

ช่วงนี้น้อยลง การขนส่งของเหลวโดยแม่เหล็กไฟฟ้า
กำลังมีการใช้ในพื้นที่เช่นเทคโนโลยีชีวภาพ
ไบโอ เล็กทรอนิกส์ และในระบบปั๊ม magnetohydrodynamic
ขนาดเล็กที่ใช้ บางโปรแกรมในระบบไมโครฟลูอิดิก
ตามที่อธิบายไว้ใน [ 5 ] - [ 7 ] , [ 18 ] .
ในกระดาษนี้จะเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์และประมาณเชิงตัวเลขของการไหลคับ

ในการปิดช่องและขับเคลื่อนโดยเดินทางคลื่นแม่เหล็กจากมอเตอร์เชิงเส้น

วิธีการทางทฤษฎีของระบบการขนส่ง
ของเหลวให้ในส่วนที่ 2 ในส่วนที่ 3 ที่เราได้รับมา
finite-element ระบบและเปรียบเทียบผลลัพธ์กับ
คนเหล่านั้นจากแบบวิเคราะห์ ส่วนที่ 4 คือการอุทิศเพื่อทดลองทดสอบ effectuated
กับ
การขนส่งของเหลวระบบและการเปรียบเทียบระหว่างพวกเขาและผลที่ทำนาย
โดยแบบจำลองเชิงวิเคราะห์