Исследование физической природы акустомагнитного эффекта у основания магнитожидкостного цилиндра

• Автор: Беседин, Александр Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 135 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ

И ТЕРМИНОВ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 . ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Магнитная жидкость как конденсированная система с магнитными частицами. Методы получения магнитных коллоидов

1.2 Акустические свойства магнитных жидкостей

1.3 Теоретические модели, описывающие распространение звука в системе цилиндрическая оболочка - жидкость
1.4 Методы измерения скорости звука в магнитных жидкостях, заполняющих цилиндрическую трубу (волновод)
1.5 Метод акустомагнитной индикации упругих колебаний
1.6 Экспериментальные результаты исследований АМЭ на трубах конечных размеров
Выводы и постановка задач работы
ГЛАВА 2 . МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ АКУСТОМАГНИТНОГО ЭФФЕКТА В ОКРЕСТНОСТИ ДНА ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО КОНТЕЙНЕРА, ЗАПОЛНЕННОГО МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТЮ.
2.1 Блок-схема и принцип действия экспериментальной установки
2.2 Методика проведения измерений параметров вспомогательного
назначения
2.21 Исследование топографии применяемого магнитного поля
2.22 Получение кривой намагниченности образцов
2.23 Измерения плотности исследуемых объектов
2.3 Методика измерения длины волны в магнитной жидкости, заполняющей упругие цилиндрические оболочки конечных разме-

ГЛАВА 3 . РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ АКУСТОМАГНИТНОГО ЭФФЕКТА У ОСНОВАНИЯ МАГНИТОЖИДКОСТНОГО ЦИЛИНДРА.
3.1 Обоснование выбора, обнаружение краевого эффекта
3.2 Экспериментальное исследование акустомагнитного эффекта в окрестности стеклянного дна контейнера, заполненных магнитной жидкостью
3.3 Исследование «краевого» эффекта в трубах с металлическими донышками
3.4 Изучение влияния подмагничивающего поля, на относительную амплитуду индуцируемой ЭДС
ГЛАВА 4 . ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.
4.1 Модель формирования акустомагнитного эффекта у основания магнитожидкостного цилиндра
4.2 Физическая природа возмущения электромагнитного поля в окрестности металлической мембраны, совершающей колебания в магнитном поле
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
МЖ - магнитная жидкость;
АМЭ - акустомагнитный эффект;
ПАВ - поверхностно-активное вещество;
В - индукция магнитного поля;
ЭДС - электродвижущая сила; с - скорость распространения звуковых волн; б, Б - диаметр; р - плотность МЖ;
с0 - скорость звука в неограниченном объеме МЖ;
Н - напряжённость магнитного поля; К - толщина; г| - коэффициент вязкости;
X - магнитная восприимчивость; кв - волновое число;
X - длина волны;
Р - относительная амплитуда колебания;
М - намагниченность вещества; М5 - намагниченность насыщения; 1ЧК - число витков в катушке;
V - частота колебаний;
Р, р - давление;
Я, г - радиус;
Б - площадь;
и- смещение; Щ им - амплитуда смещения;
Фм - магнитный поток;
Ф - объёмная концентрация твёрдой фазы; фм - объёмная концентрация магнитной фазы.

не частот, в котором производили измерения Бойль и Фильд, в трубе распространяются нулевая, первая и вторая гармоники нулевой моды. Соотношения (1.30) являются более общими по сравнению с формулой Кортевега, которая не учитывает возможность распространения в трубе с жидкостью мод высших порядков. Исакович /39/ указывает, что если проводимость стенки есть величина чисто мнимая положительная, то стенка представляет собой массовый тип препятствия, что соответствует массе, лишённой упругости. Если же проводимость чисто мнимая отрицательная, то стенка представляет собой упругий тип препятствия, что соответствует упругости, лишённой массы. Для реальной трубы проводимость стенок есть комбинация этих двух величин. В работе /39/ проводимость рассчитывается из следующих соображений. Записывается уравнение движения оболочки:
-orup = P-xu,
где и - смещение оболочки, ц - масса в единице площади, х = (М0/К-2- Отсюда получаем выражение для проводимости:
icùu iœ/n
а-31)
a Û)q — СО
где собственная частота колебаний стенки трубы со0 определяется выражением :
“»'if- (U2>
В выражении (1.31) минус в правой части появляется вследствие того, что временной множитель в исходном уравнении гармонических колебаний e-1Mt выбирается автором /39/ с минусом. Подставив (1.31) в формулу 1о(х)
— =----------—, которая позволяет, зная проводимость стенок и решая транс-
xlj(x) PpjCôRy
цендентные уравнения, находить зависимость скорости звука от частоты, получим :