1 الرغوة الخزفية مناقشة النتائج
1.1 التمهيد والترطيبفيg
رغوة السيراميك يتم تشغيل مرشح ”بولاند“ عادةً عن طريق استخدام ارتفاع الجاذبية للسائل المعدني، مع اتباع إجراء التسخين المسبق الموصى به. بعبارة أخرى، يدفع ارتفاع الجاذبية المعدن إلى داخل الرغوة الخزفية وعبرها، مما يؤدي إلى إزاحة جزء كبير من الهواء المحبوس. ويمكن أن تؤدي خصائص الترطيب الضعيفة للألومينا والألومنيوم، والحاجة إلى إزالة الهواء المحبوس، إلى صعوبات في بداية عملية الترشيح (خاصةً مع المرشحات ذات الكثافة العالية للمسام). وقد تم رسم الارتفاعات النموذجية لرؤوس التجهيز الصناعية، لمختلف درجات المرشحات التجارية، في الشكل 2. وكما يتضح من الشكل، فإن وجود مجال كهرومغناطيسي يضمن انخفاضًا كبيرًا في ارتفاع رأس المعدن المطلوب أثناء التمهيد.
في الشكل 3 (أ) و(ب)، تظهر صور معدنية لعينة 50 80PPIi رغوة السيراميك يتم عرض نتائج تجربة التمهيد بالجاذبية باستخدام رأس معدني يبلغ ارتفاعه 100 مم فوق عنصر المرشح. وكما يتضح من الأشكال، فشلت التجارب وتصلب المعدن المنصهر فوق عناصر الترشيح مع غياب شبه تام لاختراق المعدن للمرشحات. غير أن هذا كان متوقعًا استنادًا إلى بيانات التمهيد الصناعية المعروضة في الشكل 2.
عند تطبيق مجال مغناطيسي بقيمة -0.16 تيسلا، تم تحضير المرشحات قيد الدراسة وتبليلها بشكل شبه مثالي باستخدام نفس الرأس المعدني الذي يبلغ قطره 100 ملم، انظر الشكل 3 (ج) و(د) اللذين يمثلان النتائج التي تم الحصول عليها لفترة معالجة مدتها 3 × 10 دقائق. تُظهر الصور الميكروسكوبية المأخوذة بواسطة المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) تحسّنًا كبيرًا في الترطيب، بالإضافة إلى إزالة ناجحة للغاز مع زيادة وقت التحريك الكهرومغناطيسي. وتُعد ظواهر الترطيب الكهرومغناطيسي حاليًا موضوع طلب براءة اختراع مقدم من قبل المؤلفين الحاليين %
2. إعادة توزيع الجسيمات
في عملية الترشيح بالجاذبية، من الشائع ملاحظة وجود كعكة ترشيح كثيفة فوق الرغوة الخزفية، فضلاً عن حدوث تجسير وانسداد في الجزء العلوي من المرشح. ومع ذلك، لوحظت في هذه الدراسة تغييرات جذرية في توزيع الجسيمات، سواء داخل وسائط الترشيح أو أسفلها، وذلك بسبب تأثير المجال الكهرومغناطيسي، انظر الشكل 4. وكما يتضح من الشكل، عند استخدام القوى الكهرومغناطيسية، لوحظت أعلى كثافة للجسيمات في المنطقة 2. بالإضافة إلى ذلك، أدى التدفق العكسي للمادة المنصهرة الناجم عن التموج في قوى لورنتز إلى ارتفاع تركيز الجسيمات في المنطقة 3 أيضًا. أما المنطقة 4، فقد كانت خالية تقريبًا من الجسيمات، بحيث يعود السائل النظيف إلى المرشح من الأسفل.
3. الخاتمة
أثبتت هذه الدراسة أنه من خلال تطبيق مجال كهرومغناطيسي، يمكن تحقيق تحسن كبير في الترطيب بين الألومينا والألومنيوم السائل عند 30 و50 و80 PPI رغوة السيراميك ويمكن تحقيق ذلك مع انخفاض كبير في حجم الرأس المعدني المطلوب. وقد تم إثبات فعالية عملية التمهيد شبه المثالية للمرشحات ذات الكثافة العالية للمسام. كما لوحظت إعادة توزيع للجسيمات داخل المرشح. وبناءً على ذلك، يتضح أن التدفق الحجمي المستحث كهرومغناطيسيًا يضمن عدم انسداد وسائط الترشيح، ويغير نمط الترشيح من الترشيح الككي إلى الترشيح العميق والترشيح داخل الطبقة بالنسبة للمرشحات ذات الكثافة العالية للمسام.
يود المؤلفون الإعراب عن امتنانهم للسيد إيجيل تورسيتنيس (الجامعة الوطنية للتكنولوجيا في النرويج، تروندهايم، النرويج) على مساعدته في تصميم وبناء الجهاز التجريبي. كما أتوجه بخالص الشكر إلى كورت سانداونيت (SINTEF، تروندهايم، النرويج) على إتاحة استخدام مختبر SINTEF ومساهمته في تنفيذ التجارب. كما أتوجه بشكر خاص إلى ليس بيدرسن (Alcoa، ليستا، النرويج) على توفير مواد الترشيح، وإلى كيكسو زانغ (طالب ماجستير في جامعة NTNU، تروندهايم، النرويج) على توفير الرغوة الخزفية مناقشة النتائج: بيانات النفاذية.