 | Поиск |
Скачать 42.11 Kb.
|
| ФЕРРОГИДРОДИНАМИКА доц. В.А. Налетова 1 год Феррогидродинамика – одна из ветвей механики сплошных сред, взаимодействующих с электромагнитным полем. Предмет исследования этой науки – гидродинамика жидких намагничивающихся сред в присутствии магнитного поля. В феррогидродинамике рассматривается ситуации, когда существенна магнитная сила, действующая на намагничивающиеся среды в магнитном поле, связанная с неоднородностью или разрывами магнитных характеристик среды. Диссипация энергии в таких средах определяется необратимыми процессами релаксации намагниченности. Феррогидродинамика начала развиваться в начале 60-х годов, в связи с синтезированием магнитных жидкостей, представляющих собой коллоидные растворы в различных жидкостях-носителях ферромагнитных частиц (размер частиц 3-15 нм). Ферромагнитные частицы таких размеров находятся в броуновском тепловом движении и вследствие этого магнитные жидкости не расслаиваются под действием силы тяжести и магнитных сил. Магнитные жидкости сочетают в себе свойства обычных жидкостей и свойства парамагнетика с достаточно сильными магнитными свойствами. Движением магнитных жидкостей можно эффективно управлять с помощью магнитного поля. Магнитные жидкости (феррожидкости) используются в различных областях техники, медицины и приборостроения. Предметом исследования феррогидродинамики является также поведение растворов парамагнитных солей редкоземельных элементов, суспензий и эмульсий намагничивающихся материалов с существенно большим чем 3-15 нм размером диспергированных частиц и капель в магнитном поле. В спецкурсе будут рассмотрены различные модели таких сред и описаны ряд интересных явлений, возникающих при движении таких сред в магнитных полях. Предмет исследования феррогидродинамики. Магнитные жидкости – дисперсные среды, взаимодействующие с магнитным полем. Уравнения Максвелла в приближении феррогидродинамики. Соотношения на разрыве для электромагнитных величин. Уравнения, описывающие поведение намагничивающихся сред в магнитных полях (модель Розенцвейга). Термодинамика равновесно намагниченных гомогенных магнитных жидкостей. Вывод соотношений на поверхности сильного разрыва для жидких намагничивающихся изотропных сред с равновесной намагниченностью. Интегралы Бернулли и Коши-Лагранжа для намагничивающихся сред. Задача о поднятии намагничивающейся жидкости около проводника с током. Распространение слабых возмущений (звука) в сжимаемой намагничивающейся среде. Влияние величины магнитного поля на скорость распространения звуковых волн. Устойчивость горизонтальной поверхности намагничивающейся жидкости в постоянном магнитном поле. Задача о вычислении силы, действующей на немагнитное тело в намагничивающейся жидкости. Принцип работы магнитожидкостного сепаратора. Модель многофазной намагничивающейся среды. Диффузионная модель. Термодинамика многофазных равновесно намагничивающихся сред. Модель двухфазной намагничивающейся смеси сжимаемой жидкости с твердыми частицами. Вывод системы уравнений, описывающих движение двухфазной несжимаемой намагничивающейся среды. Вывод уравнений, описывающих изотермическое движение двухфазной смеси, магнитная проницаемость которой зависит только от объемной концентрации диспергированной фазы и эта зависимость линейна. Перераспределение концентрации ферромагнитных частиц в магнитной жидкости в неоднородном магнитном поле. Модель магнитной жидкости с учетом релаксации намагниченности к равновесному значению (диффузионная: без введения понятия внутреннего момента количества движения). Течение Куэтта и Пуазейля в присутствии магнитного поля. Эффективная вязкость. Поведение магнитной жидкости во вращающихся магнитных полях. Установившееся движение цилиндрического сосуда, заполненного магнитной жидкостью, в вязкой ненамагничивающейся жидкости во вращающемся магнитном поле. Установившееся движение вязкой магнитной жидкости вне незакрепленного цилиндрического сосуда во вращающемся магнитном поле. Высокочастотная магнитная восприимчивость покоящейся магнитной жидкости. Влияние на высокочастотную восприимчивость постоянной составляющей магнитного поля. Тензор высокочастотной восприимчивости. Влияние на высокочастотную восприимчивость сдвигового течения магнитной жидкости. Выражение для тензора высокочастотной восприимчивости в сдвиговом потоке магнитной жидкости. Экспериментальные наблюдения скачка магнитной восприимчивости при остановке сдвигового течения. Полидисперсность магнитной жидкости. Различные способы вычисления функции распределения по размерам ферромагнитных частиц в магнитной жидкости. Постановка задачи о вычислении функции распределения по размерам по измерениям высокочастотной восприимчивости. Влияние полидисперсности магнитной жидкости на гравитационную седиментацию агрегатов ферромагнитных частиц в однородных магнитных полях различного направления. Эксперимент. Влияние полидисперсности магнитной жидкости на ее реологические свойства. Аномальная вязкость жидкости в магнитном поле. Применения магнитной жидкости. Литература 1. Розенцвейг Р. Феррогидродинамика. Пер. с англ. М., Мир, 1989. 2. Такетоми С., Тикадзуми С. Магнитные жидкости. Пер. с япон. М., Мир, 1993. 3. Гогосов В.В., Налетова В.А., Шапошникова Г.А. Гидродинамика намагничивающихся жидкостей.// Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. Механика жидкости и газа. 1981. 16, c. 76-208. 4. Кирюшин В.В., Налетова В.А., Чеканов В.В. Движение намагничивающейся жидкости во вращающемся однородном магнитном поле.// Прикладная математика и механика. 1978. 42, № 4, с. 668-672. 5. Налетова В.А., Шкель И.А. Сила, действующая на тело со стороны магнитной жидкости в неоднородном магнитном поле.// Магнитная гидродинамика. 1987. № 2, с. 67-70. 6. Налетова В.А., Шкель Ю.М. Исследование течения магнитной жидкости в трубе с учетом анизотропии жидкости в магнитном поле.// Магнитная гидродинамика. 1987. № 4, с. 51-57. 7. Налетова В.А., Шкель Ю.М. Влияние течения на процесс релаксации намагниченности в магнитной жидкости.// Изв. АН СССР, МЖГ. 1988. № 6, с. 94-98. 8. Шлиомис М.И. Эффективная вязкость магнитных суспензий // Ж. экспер. и теор. физ. 1971. 61, № 12, с. 2411-2418. 9. Шлиомис М.И. Магнитные жидкости.// Успехи физических наук. 1974. 112, № 3, с. 427-458. 10. Naletova V.A., Tyatyushkin A.N. Gravitational sedimentation of aggregates of ferromagnatic particales of magnetic fluid in uniform magnetic fields.// Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1993. 122, p. 102-105. |
| Поиск |