Динамика магнитных жидкостей в скрещенных магнитных полях

• Автор: Федоренко, Андрей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 133 с. : ил.

1. ДИНАМИКА НАМАГНИЧИВАНИЯ МАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

1.1. Общие сведения о магнитных жидкостях

1.2. Модели намагничивания ферроколлоидов

1.3. Магнитогранулометрический анализ

1.4. Метод скрещенных полей

1.5. Выводы

2. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА СКРЕЩЕННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

2.1. Теория метода 3

2.2. Разбавленные монодисперсные магнитные жидкости

2.3. Влияние полидисперсности

2.4. Влияние межчастичных взаимодействий

2.5. Установка для исследования магнитных жидкостей методом скрещенных полей и методика экспериментов
2.6. Выводы
3. КВАЗИСТАТИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ В СКРЕЩЕННЫХ ПОЛЯХ
3.1. Опытные образцы и особенности эксперимента
3.2. Результаты измерений
3.3. Применение скрещенных полей для вычисления намагниченности магнитной жидкости
3 3.4. Выводы
4. ПОИСК ЦЕПОЧЕЧНЫХ АГРЕГАТОВ
4.1. Особенности эксперимента и опытные образцы
4.2. Влияние цепочек на сигнал в скрещенных полях
4.3. Результаты опытов
4.4. Выводы
5. ДИНАМИКА МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ В СКРЕЩЕННЫХ
ПОЛЯХ НА ПОВЫШЕННЫХ ЧАСТОТАХ
5.1. Основные формулы
5.2. Особенности эксперимента
5.3. Результаты измерений
5.4. Фазовые измерения
5.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Кривые дифференциальной восприимчивости.
Образцы № 1 - № 6 (Опыты по поиску цепочечных агрегатов)
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Результаты измерений в скрещенных полях. Образцы № 2 - № 5
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Сигнал в скрещенных полях на повышенных частотах

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ
В данной работе переменные величины обозначены курсивом или греческими буквами. Векторные величины выделены жирным шрифтом.
ф - аргумент классической функции Ланжевена Щ).
Х> Хь Хо> Хэ> Х’> X"~ магнитная восприимчивость, ланжевеновская, начальная, дифференциальная, действительная и мнимая части динамической восприимчивости, к - размагничивающий фактор.
со - циклическая частота переменного магнитного поля, т - время релаксации намагниченности.
А, а, х0 - дисперсия и параметры функции плотности распределения частиц по размерам х. т - магнитный момент частицы.
М, М-1, Моо, М$, - намагниченность, ланжевеновская, насыщения образца, насыщения кристаллического магнетита.
Н0 - напряженность постоянного магнитного поля.
йш(0, ко - напряженность переменного магнитного поля внутри образца,
амплитуда внешнего переменного магнитного поля.
5 - площадь сечения образца.
N - количество витков измерительной катушки.
Ео - амплитуда электродвижущей силы Е. к- постоянная Больцмана.
Т - температура.
г) - динамическая вязкость.
X - безразмерный параметр агрегирования. п - концентрация частиц, ф - объёмная доля коллоидных частиц.

Наводки на удвоенной частоте минимизировались настройкой ориентации измерительной катушки: регулировочным винтом 5 (рис.2.3) и вращением катушки вокруг собственной оси. Наводки промышленной частоты, наводки от опорного генератора и полезный сигнал являются ортогональными сигналами. В таком случае погрешность, вызванная влиянием помех и наводок, не превышает 81ИВ<0,5 %. Измеренные действующие значения тепловых шумов, приведённые к входу селективного вольтметра во всех случаях не превышали 1% от ЭДС в измерительной катушке и могут не учитываться при оценке погрешности.
2. Магнитные поля, создаваемые катушками Гельмгольца в объёме измерительной катушки имеют высокую однородность. Продольный размагничивающий фактор оказывается мал ~ 0,009, и существенно не сказывается на результатах измерений. Зависимость ЭДС от постоянного магнитного поля наиболее сильна (прямая пропорциональность) на начальном участке (Н—>0). Относительные погрешности в определении поля и ЭДС линейно связаны. Измерения постоянного тока и переменного тока проводились с точностью 0,1 %. Амплитуда напряжённости переменного поля входит в выражение (2.12) во второй степени, и для амплитуды переменного поля относительная погрешность удваивается.
3. Катушки, для создания переменного поля имеют собственную индуктивность, активное сопротивление и паразитную ёмкость, что приводит к зависимости напряжённости поля на различных частотах при одинаковом эффективном значении тока. Для уменьшения влияния паразитных параметров катушек измерения нужно проводить на частотах существенно ниже частот их собственного резонанса. Измерения показали, что на частотах 10 - 20 кГц ток в катушках определяется лишь индуктивным и активным сопротивлением. Паразитная ёмкость катушек не оказывает существенного влияния. В этом случае на частотах ниже 20 кГц можно считать, что магнитное поле прямо пропорционально току генера-