Сила, действующая на немагнитное тело в магнитной жидкости

Авторы

  • Александр Фёдорович Пшеничников (Alexander Pshenichnikov) Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • Кристина Андреевна Хохрякова (Christina Khokhryakova) Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • Александр Владимирович Лебедев (Alexander V. Lebedev) Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • Валерий Григорьевич Гилев (Valerii G. Gilev) Пермский государственный национальный исследовательский университет

DOI:

https://doi.org/10.17072/1994-3598-2018-3-39-44

Ключевые слова:

магнитная жидкость, размагничивающие поля, гидростатическое давление, пондеромоторная сила

Аннотация

В работе сообщается о результатах измерения сил, действующих на алюминиевый цилиндр (немагнитное тело), погруженный в магнитную жидкость во внешнем однородном магнитном поле. Причиной появления пондеромоторных сил являются неоднородные «размагничивающие» поля, создаваемые самой жидкостью. Так как размагничивающее поле максимально на торцах полости и минимально в ее центре, любое немагнитное тела должно выталкиваться из центральной области и прижиматься к торцам полости за счет магнитной части гидростатического давления. В эксперименте получены зависимости пондеромоторной силы от смещения алюминиевого цилиндра относительно центра полости и напряженности внешнего поля. Как и следовало ожидать, с ростом напряженности поля пондеромоторная сила увеличивается. Вблизи торцов полости с магнитной жидкостью, где наибольшая неоднородность поля, она достигает максимума, а в центре полости всегда равна нулю. Неожиданный результат состоит в обнаружении больших сил, отталкивающих алюминиевый цилиндр от торцов полости при малых зазорах между цилиндром и торцами. Обсуждаются возможные причины этой аномалии: неньютоновские свойства магнитной жидкости и сгущение силовых линий магнитного поля вблизи кромок цилиндра.

Библиографические ссылки

Rosensweig R. E. Ferrohydrodynamics. Cambridge University Press, 1985. 344 p.

Berkovsky B. M., Medvedev V. F., Krakov M. S. Magnetic Fluids: Engineering Applications. Oxford University Press, 1993.

Bashtovoi V. G., Taits E. M. Some effects associated with the discontinuity of magnetization at the interface between magnetic liquids. Magnetohydrodynamics, 1985, vol. 21, pp. 148–153.

Rosensweig R. E. Fluidmagnetic Buoyancy. AIAA Journal, 1966, vol. 4, no. 10, pp. 1751–1758.

Barkov Yu. D., Fertman V. E. Experimental study of floating of magnetic bodies in a magnetizable fluid. Magnetohydrodynamics, 1978, vol. 14, no. 1, pp. 18–20.

Kvitantsev A. S., Naletova V. A., Turkov V. A. Levitation of magnets and paramagnetic bodies in vessels filled with magnetic fluid. Fluid Dynamics, 2002, vol. 37, no. 3, pp. 361–368.

Lebedev A. V. Calculating the magnetization curves of concentrated magnetic fluids. Magnetohydrodynamics, 1989, vol. 25, no. 4, pp. 520–523.

Pshenichnikov A. F., Lebedev A. V., Morozov K. I. The effect of interpaticle interaction on magnetostatic properties of ferrofluids. Magnetohydrodynamics. 1987, vol. 23, no. 1, pp. 31–36.

Gilev V. G., Popov V. A. The experimental investigation of rheological, optical and thermal characteristics lyotropic liquid crystal. Bulletin of Perm University. Series: Physics, 2012, no. 3 (21). pp. 76–79 (In Russian).

Bibik E. E. Reologiya dispersnykh sistem (Rheology of Disperse Systems), Leningrad: Izd. LGU, 1981. 172 p. (In Russian).

Загрузки

Опубликован

2018-11-21

Выпуск

Раздел

Статьи (Regular articles)