The force acting on a nonmagnetic body in a magnetic fluid
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2018-3-39-44Keywords:
magnetic fluid, demagnetizing fields, hydrostatic pressure, ponderomotive forceAbstract
The paper reports the results of measuring the forces acting on an aluminum cylinder (a nonmagnetic body) immersed into a magnetic fluid under the action of external uniform magnetic field. The cause of the appearance of ponderomotive forces are inhomogeneous "demagnetizing" fields created by the liquid itself. Since the demagnetizing field is maximal at the ends of the cavity and minimal at its center, any nonmagnetic body must be pushed out of the central region and pressed against the ends of the cavity by the magnetic part of the hydrostatic pressure. It was obtained from the experiment that the ponderomotive force is dependent on the displacement of the aluminum cylinder relative to center of the cavity and on the strength of the external field. As was expected, the ponderomotive force increases with the field strength growth. This force is maximal near the ends of the cavity with a magnetic fluid due to the greatest inhomogeneity of the field, and is always minimal in the center of the cavity. An unexpected result is the discovery of large forces repelling aluminum cylinders from the ends of the cavity in the region of small gaps (~ 2 mm) between the cylinder and the ends. The possible reasons for this anomaly are discussed: the non-Newtonian properties of the magnetic fluid and the concentration of magnetic field lines near the edges of the cylinder.References
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).
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
