ДОСЛІДЖЕННЯ МЕХАНИЗМУ НАМАГНІЧУВАННЯ МАГНІТНОЇ РІДИНИ ЗА ДЕФОРМАЦІЄЮ КРАПЛІ У МАГНІТНОМУ ПОЛІ

  • А. В. Гільчук Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського»
  • М. О. Голяткіна Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського»
  • А. О. Кришталь Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського»
Ключові слова: магнітна рідина, магнітне поле, напівобмежена крапля, крива намагнічування

Анотація

Важливою особливістю магнітних рідин (МР) є топологічна нестабільність їх об’ємів, що мають вільну поверхню в магнітних полях (МП) (явище втрати їх цілісності за певних умов). Таке розщеплення краплини становить науковий та практичний інтерес. Розуміння механізму цього явища дозволить усунути або контролювати ці ефекти, що важливо для багатьох чутливих пристроїв. Мета дослідження — вирішення проблеми опису розщеплення краплини магнітної рідини, що лежить на горизонтальній твердій частково змочуваній гумовій підкладці, в магнітній області постійного магніту та експериментальне визначення типу залежності зміни висоти магнітної рідини в магнітному полі.

В Україні дослідження магнітних рідин проводяться в таких наукових організаціях, як Інститут ядерних досліджень, Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В. І. Вернадського, Київський національний університет імені Тараса Шевченка та ін. Основною причиною розширення краплини в магнітному полі є переорієнтація магнітних доменів всередині нього. Намагніченість рідини починає зростати. Це створює тиск по осях в краплині, що змушує краплину розтягуватися і потім розщеплюватися. Експеримент проводився з трьома магнітними рідинами з різними компонентами. Отримані частки найімовірнішого розміру від 5,8 ±1,0 нм до 8,7 ±1,0 нм.

Проведено експеримент для визначення залежності геометричних параметрів крапель магнітної рідини від магнітної поля. Виміряно величину поля і висоту краплини. Експеримент проводився до досягнення максимального значення поля установки. Отримана залежність може характеризувати гістерезисну криву намагнічування магнітної рідини. Апроксимація проводилася на основі арктангенціальних функцій.

Досліджено умови розриву краплин магнітної рідини на твердій гумовій частинці немагнітної підложки в магнітному полі. Розглянуто кілька магнітних рідин різного складу. Запропоновано оптимальну фізико-математичну модель процесу. Отримано експериментальні залежності розриву напівобмеженої краплини магнітних рідин у магнітному полі, що відповідають моделі.

Біографії авторів

А. В. Гільчук, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського»

старший викладач кафедри фізики енергетичних систем

М. О. Голяткіна, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського»

студент Фізико-техничного інституту

А. О. Кришталь, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського»

студент Фізико-техничного інституту

Посилання

Ю. Д. Барков, и Б. М. Берковский, «Распад капли намагничивающейся жидкости,» Магнитная гидродинамика, № 3, 1980, c. 11-14.

В. Г. Баштовой, А. Г. Рекс, и Аль-Джаиш Таха Малик Мансур, «Топологическая неустойчивость полуограниченной капли магнитной жидкости,» Весці націанальнай акадєміі навук Беларусі, Серія фізіка технічніх навук, № 4, 2013.

А. А. Федоренко «Динамика магнитной жидкости в скрещённых магнитных полях» дис. на соискание учёной степени канд. физ.-мат. наук. Пермь, 2007.

К. В. Найгерт, «Моделирование и расчёт рабочих процессов магнитореологического дроселя» дис. на соискание учёной степени канд. физ.-мат. наук. Челябинск, 2016.

T. Albrecht et al, “First observation of ferromagnetism and ferromagnetic domains in a liquid metal (abstract)”, Applied Physics A Materials Science&Processing, Т. 65, c. 215, 1997.

В. Ф. Матюк В. Ф., и А. А. Осипов, «Математические модели кривой намагничивания и петель магнитного гистерезиса.» Часть І. Анализ моделей. Неразрушающий контроль и диагностика. Научные публикации, № 2, c. 3-35, 2011.

Опубліковано
2018-04-27
Як цитувати
[1]
А. Гільчук, М. Голяткіна, і А. Кришталь, ДОСЛІДЖЕННЯ МЕХАНИЗМУ НАМАГНІЧУВАННЯ МАГНІТНОЇ РІДИНИ ЗА ДЕФОРМАЦІЄЮ КРАПЛІ У МАГНІТНОМУ ПОЛІ, Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 2, с. 56-62, Квіт 2018.
Номер
Розділ
Енергетика та електротехніка

Найчитабильні статті цього ж автора(ів)