شکل۳-۷-دستگاه الکتروریسی مورد استفاده در این تحقیق
این دستگاه، دارای دو الکترود میباشد که الکترود مثبت به سر سوزن و الکترود منفی به صفحه جمع کننده که یک صفحه آلمونیومی است متصل می شود. بعد از برقراری جریان، یک میدان الکتریکی در فاصله بین نوک سوزن و صفحه جمع کننده به وجود می آید. نیروی الکترواستاتیکی حاصل از این میدان ایجاد شده بر نیروی کشش سطحی، غلبه کرده و در نهایت باعث خروج جت الکتروریسی میگردد. این جت از مخروط تیلور ایجاد شده از قطره محلول در سر سوزن خارج شده و چون دارای بار مثبت است تحت میدان الکترواستاتیکی که بین نازل و صفحه جمع کننده برقرار شده، دچار ناپایداریهای خمشی می شود. هرچه به سمت صفحه جمع کننده که حاوی بار منفی است نزدیکتر میگردد، شعاع این ناپایداریها افزایش مییابد.
۳-۶-۲- آهنرباهای ایجاد کننده میدان مغناطیسی
به منظور ایجاد میدان مغناطیسی از دو آهنربای الکتریکی استفاده شد.
الف- محاسبات اولیه برای ایجاد میدان مغناطیسی خارجی
از آنجاییکه بررسی تأثیر میدان مغناطیسی بر حرکت جت الکتروریسی نیازمند میدان مغناطیسی تقریباً قوی میباشد، لذا نمی توان از آهنرباهای دائمی برای این منظور استفاده کرد. به همین دلیل بایستی از آهنرباهای الکتریکی برای ایجاد میدان مغناطیسی استفاده نمود [۵۳]. نمای شماتیکی از دو آهنربای الکتریکی و خطوط میدان مغناطیسی ناشی از آنها در شکل ۳-۸ نشان داده شده است.
شکل ۳-۸-نمای شماتیکی از آهنرباهای الکتریکی و میدان مغناطیسی ناشی از آنها
برای ایجاد این میدان مغناطیسی محاسباتی با توجه به روابط مغناطیس [۵۳] انجام شده است. این محاسبات به قرار زیر است:
چگالی شار مغناطیسی(B) مورد نظر در فضای بین نازل و جمع کننده را ابتدا برابر با ۱/۰ تسلا در نظر میگیریم. این مقدار میدان قویای ایجاد خواهد کرد. ارتباط چگالی شار با شدت میدان مغناطیسی به صورت معادله ۳-۳۴ است:
(۳-۳۴) |
شدت میدان مغناطیسی و میزان نفوذپذیری مغناطیسی است.
از آنجایی که هدف ما برقراری میدان مغناطیسی در فاصله هوایی بین نازل و جمع کننده در دستگاه الکتروریسی است، میزان برابر است با ، بنابراین:
(۳-۳۵) |
بدین ترتیب H محاسبه می شود:
(۳-۳۶) |
شدت میدان مغناطیسی(H) ایجاد شده به وسیله یک سیمپیچ به دور هسته فرومغناطیس به وسیله معادله ۳-۳۷ به پارامترهای سیمپیچ مرتبط می شود:
(۳-۳۷) |
l طول متوسط مدار مغناطیسی و [۴]MMFنیروی محرکه مغناطیسی است.
بنابراین برای ایجاد میدان مغناطیسی در فاصله هوایی بین نازل و جمع کننده نیاز به سیمپیچ به دور هسته فرومغناطیس به عنوان منبع تولید نیروی محرکه مغناطیسی(MMF) داریم. MMF از نظر عددی معادل حاصلضرب تعداد دورهای سیم(N) در شدت جریان عبوری از سیم(I) میباشد.
(۳-۳۸) |