Н.Н. Сунцов - Методы аналогий в аэрогидродинамике (1163179), страница 31
Текст из файла (страница 31)
~~"~"о~"оо Ро тельно большим для всех йб ц трех ферромагнитных материаловидостигает20о/ . Очевидно, что для Рис 72. Действительная и модели- получения на магнитной рувщая функции — (Лп) лля вто- Р Ро модели наиболее точных рого ферромагнитного материала. результатов нужно добиваться наибольшего совпадения фактической и моделирующей функций Р (Лн). Для достижения втой цели можно рекомен- Ро довать следующие пути. Во первых, для создания модели может быть выбран оптимальн й ферромагнитный материал. Из рнс.
72 видно, что прй о =1,4 второй ферромагнитный материал дает практическсе совпадение фактической и моделирующей функций Р (Лп). Для данного значения показателя изоэнтропы этот Ро материал можно считать оптимальным. Имеются основания предполагать, что и для других значений показателя нзоэнтропы может быть подобран оптимальный ферромагнитный материал. ЙОо магнитогйдгодинамичвсооья аналогия (мать) (гл. Вт Во-вторых, требуемого совпадения функций — (Хп) можно ио побиться путем соответствующего выбора параметров Но и Н,. Эти параметры не обязательно выбирать так, как это было сделано выше.
Дело в том, что во многих практических вадачах, например в задачах обтекания тел газовым потоком, коэффициент скорости ). меняется в аначительно более уаких пределах, нежели от О.до 1. В этом случае выбор Но и Н, сводится в сущности к тому, чтобы на основной кривой намагничивания выбрать такой участок, на котором изменение магнитной проницаемости в функции напряженности магнитного поля наилучшим образом соответствовало бы изменению плотности газа в функции его скорости в тех пределах, которые требуются для данной задачи. В-третьих, достаточно удовлетворительного совпадения действительной и моделирующей функций — (Хм) можно доио биться путем одновременого создания на модели постоянного и переменного магнитных полей, как это было предложено Н.
А. Цветковым. В этом случае существенно изменяется сама кривая намагничивания, и при соответствующей комбинации постоянного и переменного магнитных полей можно получить кривую — (Хл), практически совпадающую Ро с кривой — (Л) на заданном ее участке. Рассмотрим более Р Ро подробно аналогию между плотностью газа р и магнитной проницаемостью среды Ро в комбинированном магнитном поле.
Пусть ферромагнитный материал находится в постоянном магнитном поле напряженностью Н. В этом случае его состояние определяется точкой А на основной кривой намагничивания (рис. 73). Наложим далее иа постоянное магнитное поле переменное поле напряженностью -~- гоН. При положительном значении ЬН магнитное состояние материала будет изменяться по основной кривой намагничивания и при значении напряженности комбинированного поля Н+Ь Н определится точкой К.
Затем при перемене знака напряженности магнитного поля магнитное состояние вследствие явления гистереаиса будет изменяться по кривой частного цикла и при значении напряженности Н вЂ” 7оН определится точкой М. При последующих изменениях переменного магнитного поля на вели- $4.3] аналогия )авй(дУ йгойицав11ость(о и плотностью 207 чину -+-ЬН магнитное состояние материала будет меняться по частному циклу между точками К и М, а Р р есть средняя магнитная проницаемость на этом частном цикле.
В дальнейшем будем обозначать ее Р и называть просто магнитной Рнс. 73. Намагничивание в комбинированном магнитном поле. проницаемостью. Согласно (4.16) эта магнитная проницаемость будет определяться формулой (4.3 1) 4 44,ГагвНмаа где Š— э. д. с., индуктируемая в измерительной катушке Переменным магнитным полем; 7' — частота переменного тока; г — плошадь железа. охватываемого витками катушки; чи — число витков в катушке; Н „— максимальное значение напряженности переменного поля. При постоянной силе переменного тока напряженность постоянна, и, следовательно. 1 444у Н = С=сопз1, так что формула (4.31) может быть записана в виде Р=СВ. ° (4.32) о(агнитбгйдаодинамичвбкоя айлЛогйя (мага) [гл. 10 Обозначим далее чеРев Ро и Ео магнитнУю пРоницаемость и э.
д. с., индуктируемую в измерительной катушке, когда материал находится только в одном переменном магнитном поле. Согласно формуле (4.32) можем при ятом записать и Е ио Ео ! При таком выборе Ро состояние покоящегося газа (Р=р, ов = 0) моделируется магнитным состоянием материала, нахоящегося под воздействием одного переменного магнитного Рнс. 74. Зависимость магнитной проницаемости от напряженности комбиниро- ванного магнитного поля. поля. При етом следует иметь в виду, что начальное значение максимальной индукции должно быть выбрано выше точки насыщения железа, тогда при подмагничивании постоянным током магнитная проницаемость будет уменьпоаться, а ее максимальное значение будет иметь место при одном переменном магнитном поле, когда постоянное магнитное поле отсутствует.
Если бы начальное значение индукции было выбрано ниже точки насыщения, то магнитная проницаемость вначале росла бы, а затем уменьшалась (рис. 74). В комбинированном магнитном поле путем подбора соответствующей напряженности переменного магнитного поля можно получить аналогию для газа с любым значением й. $4.Щ ойрвдвйвйив магнитйых йагактвайстмк 209 ф 4.6. Установка для определения магнитных характеристик материала Для получения магнитных характеристик материала и построения завксимости †(Хн) Н. А. Цветков применил уста- Ро новку принципиальная схема которой представлена на рис.
75, Рнс. 75. Принципиальная схема -установки дая получения магнитных характеристик материала. Исследуемый образец ферромагнитного материала О в виде железного листа толщиной 2-3 мм помещается между полю~ сами электромагнитов. Лист этот после механической обработки должен быть отожжен для получения более однородной структуры материала, а также для устранения наклеив и снятия остаточного магнетизма. Отжиг производится путем нагрева в электропечи при г = 800' С в течение двух часов с последующим медленным охлаждением. На железном листе наматывается измерительная катушка К, состоящая из нескольких витков тонкого провода, причем витки располагаются нормально направлению магнитного потока. В качестве прибора.
определяющего э. д. с. Е в измерительной катушке, применяется ламповый вольтметр типа ЛВ-9. 1а зюс. юы н. н. сувяоя 210 млгнитогидгодиньмичвскля аналогия (млгл) ~гл. пг Постоянное магнитное поле создается катушками электромагнитов К,, переменное в катушками К,. Реостаты 1с обеспечивают плавную регулировку силы постоянного и переменного тока. Как видно из схемы, катушки электромагнитов К, н Кя имеют раадельное питание. Схема с нераздельным питанием катушек электромагнитов применена быть не может ввиду следующих обстоятельств: 1) включение переменного тока в цепь постоянного тока привело бы к разрядке аккумуляторов, а следовательно, и к нестабильности источника постоянного тока; 2) изменение силы постоянного тока с помощью реостата вызвало бы изменение амплитуды переменного тока, которая во время опыта должна быть постоянной.
Для ограничения переменного тока, индуктируемого в цепи катушек К„ в схеме предусмотрен дроссель Д, который должен облааать достаточной индуктнвностью. Для того, чтобы этот индуктируемый ток не допустить к источнику питания постоянного тока, в схеме предусмотрен также конденсатор С, черев который переменный ток замыкается на катушки К,. Катушки К, соединены параллельно. В случае последовательного соединения этих катушек потребовалось бы иметь дроссель очень большой индуктивности, который обладал бы также и большим омическим сопротивлением, а это сузило бы диапазон регулировки силы постоянного тока.
При включении обмоток намагннчивающнх катушек К, н Кя должно быть обращено внимание на их полярность, с тем чтобы магнитный поток между полюсами электромагнитов шел в одном направлении. Это условие проверяется с помощью компаса. Описываемая установка обладает следующими характерными данными. Сердечники электромагнитов изготовлены нз трансформаторного желева и имеют сечение 40 смэ. Намагничивающие катушки постоянного тока намотаны ив провода марки ПДБ-0,8 и имеют по 1800 витков каждая.
Намагничивающие катушки переменного тока намотаны нз провода ПДБ-2,1 и имеют по 300 витков каждая. Дроссель, изготовленный из трансформаторного желева, имеет сечение 45 смз и 1500 витков провода ПДБ-0,8. В схеме $4.7) ойтяйайии одййочного пгоэиля 11! применены два соединенных параллельно конденсатора типа КБГ-8 мф. Получение зависимости —" ().и) производится следующим но обравом.
В катушки электромагнитов Кя подается переменный ток, сила которого 1, и вамеряется э. д. с. Ез, индуктируемая в измерительной катушке. Величина Ез пропорциональна магнитной проницаемости р, а последняя, в свою очередь. соответствует плотности заторможенного газа йн После этого в катушки электромагнитов К, подают постоянный ток силой 1 и тем самым накладывают на переменное магнитное поле постоянное магнитное поле.
Э. д. с. Е, индуктируемая в измерительной катушке, при этом уменьшается, а следовательно, уменьшается и магнитная проницаемость р.. Постепенно увеличивая силу постоянного тока, получают ряд значений Е. По этим данным строится зависимость (4.34) Сила переменного тока 1 выбирается такой, чтобы зависимость (4.34) совпала с зависимостью (4.29). Для получения устойчивой формы кривой — =у~ †) и .11 необходимо избавиться от влияния остаточного магнетизма, для чего приходится после каждого опыта приводить материал к одному н тому же первоначальному магнитному состоянию путем размагничивания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
