Особенности движения капли магнитной жидкости в магнитном и электрическом полях

• Автор: Копылова, Оксана Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Общие сведения о магнитных жидкостях

1.2. Поведение капли магнитной жидкости в магнитном и 24 электрическом ПОЛЯХ

1.3. Магниточувствительные эмульсии и их получение

1.4. Магнитные аэрозоли

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Объект исследования

2.2. Методика и техника исследования движения капли магнитной 44 жидкости в магнитном поле в жидкой среде
2.3. Методика и техника исследования особенностей движения капли 48 магнитной жидкости при совместном воздействии электрического

и магнитного полей

ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ДВИЖЕНИЯ КАПЛИ МАГНИТНОЙ
ЖИДКОСТИ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
3.1. Движение капли магнитной жидкости в однородном постоянном 58 магнитном поле
3.2. Особенности движения капли магнитной жидкости в 68 неоднородном постоянном магнитном поле
3.3. Особенности движения капли магнитной жидкости в однородном 71 переменном магнитном поле
3.4. Совместное движение двух одинаковых капель магнитной 82 жидкости в однородном постоянном магнитном поле

3.5. Совместное движение двух одинаковых капель магнитной 90 жидкости в однородном переменном магнитном поле

ГЛАВА 4. ДВИЖЕНИЕ КАПЛИ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ И МАГНИТНОМ ПОЛЯХ
4.1. Движение заряженной капли магнитной жидкости в газовой среде 98 при одновременном действии однородного электрического и неоднородного магнитного полей
4.2. Движение незаряженной капли магнитной жидкости при 101 одновременном действии неоднородных электрического и магнитного полей
4.3. Движение незаряженной капли магнитной жидкости в жидкой ИЗ среде при одновременном действии однородных электрического
и магнитного полей ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность проблемы. Высокодисперсные коллоиды ферро- и ферримагнетиков, получившие название магнитные жидкости (МЖ), и синтезированные на их основе разнообразные среды до настоящего времени остаются объектом, привлекающим повышенный интерес со стороны ученых физиков, как теоретиков так и экспериментаторов, это привело к тому, что наука о магнитных жидкостях выделилась в самостоятельную область. Объяснить это можно как возможностью практического применения магнитных жидкостей в машиностроении, приборостроении и медицине, так и возникновением целого ряда фундаментальных проблем физического, физико-химического и гидродинамического характера. При этом, ряд научных и прикладных проблем физики магнитных коллоидов связан с исследованиями движения равновесных форм ограниченных объемов (макро- и микрокапель) в пространстве электрических и магнитных полей. В связи с созданием магниточувствительных эмульсий и аэрозолей (в этих средах в роли дисперсной среды выступают капли магнитной жидкости, способные взаимодействовать с силовыми полями) становятся актуальными исследования движения капли магнитной жидкости в постоянном и переменном магнитном полях. Учитывая реальные условия, необходимо рассматривать движение не только отдельно взятой капли, но и ансамбля капель, поэтому особый интерес представляют исследования совместного движения одинаковых капель магнитной жидкости при условии их гидродинамического и магнитного взаимодействий. Кроме того, в настоящее время актуальными являются и исследования движения капель магнитной жидкости при одновременном воздействии электрического и магнитного полей, результаты которых позволят установить возможность как более эффективного управления движением таких объектов, так и определения электрофизических и магнитных свойств капли магнитной жидкости на

Неоднородное, горизонтально направленное магнитное поле создавалось с помощью прямоугольной катушки 3, описанной выше в п. 2.2. Игла шприца 4 с помощью проводника соединялась с одним из полюсов источника напряжения и, поэтому капля имела с ним одинаковый знак заряда.
Вследствие этого при падении она отклонялась к одной из пластин (противоположно заряженной) системы, создающей однородное электрическое поле. Для отсчета времени падения капли в этом случае была создана специальная система, состоящая из двух лазеров, луч первого из которых (направленный горизонтально) располагался у верхних концов пластин, и попадал на первый фотодатчик, связанный с электронным секундомером. Луч второго лазера, расположенный у нижних концов пластин, рассеивался в горизонтальной плоскости с помощью узкого зеркального кольцевого сегмента, при этом рассеянный свет попадал на систему расположенных в виде цепочки фотоприемников (фотодиодов). При пересечении исследуемой каплей первого луча секундомер начинал отсчет времени, который прекращался при попадании капли в область рассеянного света от нижнего лазера. Описанная система позволяла проводить измерения времени движения капли не только при ее перемещении вдоль вертикали, но и случае отклонения от нее при воздействии внешних полей. Оценку величины смещения капли по горизонтали осуществляли путем измерения расстояния между центрами круглых пятен, оставленных каплями при их падении на размещенный в горизонтальной плоскости лист специальной фильтровальной бумаги при отсутствии поля и при заданном значении его напряженности. Согласно проведенному анализу результатов определяемого таким образом смещения капли при многократном повторении эксперимента,
погрешность его измерения не превышала 5-10_4м. Отклонение капли в электрическом поле можно компенсировать дополнительным воздействием неоднородного магнитного поля, что дает возможность увеличить точность