Физические механизмы захвата и дробления воздушной полости в магнитной жидкости в набегающем магнитном поле

• Автор: Боев, Максим Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 121 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ
1.1. Синтез и структура нанодиперсного магнитного коллоида
1.2. Вязкость магнитной жидкости
1.3. Некоторые выводы из теории кавитации
1.4. Исследования последних лет, близкие по тематике..
1.4. Применение магнитных жидкостей
1.6. Выводы, цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Экспериментальная установка для определения зависимости объема воздушной полости от скорости перемещения источника магнитного поля
2.2. Экспериментальная установка и методика определения радиуса прорывающегося через магнитный барьер пузырька
2.3. Методика измерения физических параметров наночастиц дисперсной фазы исследуемых образцов
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Физические свойства объекта экспериментального исследования
3.2. Процесс захвата воздушной полости
3.3. Струйный характер течения магнитной жидкости
3.4. Результаты экспериментального исследования магнитного поля
3.5. Результаты исследования зависимости объема захватываемой полости от скорости перемещения источника магнитного поля
3.6. Результаты исследования спектра излучения воздушного пузырька
3.7. Выводы
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА И ВЫВОДЫ
4.1. Теоретическое исследование магнитного поля используемого магнита
4.1.1. Изучение магнитного поля матричным методом
4.1.2. Изучение магнитного поля методом «отображения».
4.2. Объяснение процессов захвата воздушной полости
4.3. Два механизма захвата полости
4.4. Обоснование луночного механизма
4.5. Процесс деления воздушной полости
4.6. Явление электромагнитного излучения колеблющимся в намагниченной магнитной жидкости газовым пузырьком
4.7. Расчет приращения давления в полости при прорыве
пузырька
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Процесс захвата порции воздуха с поверхности столбика магнитной жидкости (МЖ), находящейся внутри стеклянной трубки, осуществляется управляемым потоком МЖ под действием пондеромоторных сил неоднородного магнитного поля, перемещающегося в осевом направлении. По мере перемещения кольцевого магнита вниз воздушная полость прижимается пондеромоторными силами неоднородного магнитного поля к донышку трубки. При достижении критического значения давления происходит отделение от полости воздушного пузырька. Оказавшись за пределами «магнитного барьера», воздушный пузырек совершает упругие колебания в магнитном коллоиде, сопровождаемые электромагнитным и акустическим излучением.
Сообщение о стабилизации нижней поверхности столбика МЖ в трубке при помощи неоднородного магнитного поля приводится в работе (Rosensweig R.E. Ferrohydrodynamics // Cambridge Monographs on Mechanics and Applied Mathematics. - New-York, 1985. 344 p.). Однако ни в этой, ни в других научных публикациях не было сообщений об образовании и затоплении воздушной полости в МЖ за счет набегающего магнитного поля, о стабильности объема полости в условиях прессинга. Вместе с тем в экспериментальных исследованиях данного процесса заинтересованы такие отрасли физической науки как физическая акустика и магнитная гидродинамика, поскольку генерация электромагнитного излучения колеблющимся в намагниченной МЖ пузырьком представляет не изученное ранее явление. В научной литературе отсутствуют сообщения об электромагнитном излучении, сопровождающем процесс пульсаций воздушных пузырьков в МЖ.
Исследование физических свойств данной системы отвечает интересам практического характера. В частности, заслуживает внимания
Стеклянная трубка с донышком 1 с внутренним диаметром 13,5 мм, наполненная МЖ 2, жестко закреплена на металлической конструкции 3 при помощи фиксирующего фланца 4. Выше уровня свободной поверхности МЖ соосно трубке расположен кольцевой магнит 5,