Р. Розенцвейг - Феррогидродинамика (1163188)
Текст из файла
Ррозенцвейг Феррогидродинамика Перевод с английского В. В. Кирюшина под редакцией В. В. Гогосова Москва «Мир» 1989 ББК 22.253.3 Р64 УДК 533.9.01 15 В )ч) 5-03-000997-3 Монография известного американского ученого, охватывающая широкий круг вопросов поведения н динамики магнитных жидкостей. Книга на~асана на основе курса лекций; изложение ведется последовательно с нспользованнем основных понятна гндродннамнкн, злектромагнетнзма н термодинамики. Рассмотрены методы прнготовлення магнитных жидкостей, обсуждаются нх магнитные свойства, вопросы реологнн н термодинамики прн наложении магнитного поля, возникновение неустойчивости. Полученные теоретические результаты детально сравниваются с вкспернментальнымн.
Для научных работников, инженеров, аспирантов н студентов различных специальностей, математиков-прикладников, механиков, фнзнков, химиков. 1603040000-150 041(01)-89 ББК 22.253.3 Редакция литературы но математическим наукам © СащЬгйне ()и!тегз!!у Ргезз, 1985 ТЬ!з Ьоой тиаз опн!па11у рцЬИзЬеб !и 1Ье Еп51!зЬ !апнпане Ьу СагпЬПбае Пп!чегзиу Ргезз о! Сашйг!дне, Епн!апб © перевод на русский язык, с авторскнмн исправлениями, «Мнр», 1989 18ВН 5-03-000997-3 (русск.) 18ВХ 0-521-25624-0 (англ.) Розенцвейг Р. Р64 Феррогидродинамика: Пер.
с англ. — М.: Мир, 1989.— 356 с., ил. ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА Книга известного американского ученого Рональда Розен- цвейга посвящена изложению основ нового направления в науке — физике и гидродинамике магнитных жидкостей. Прежде чем представить читателю книгу, целесообразно дать краткое представление о предмете, составляющем ее содержание,— о магнитных жидкостях.
Магнитных жидкостей в природе не существует — все известные жидкие и газообразные среды очень слабо взаимодействуют с магнитным полем. Тем не менее известны многочисленные примеры искусственно синтезированных жидких и дисперсных сред, взаимодействующих с магнитным полем из-за своей способности к намагничиванию. Получению таких сред, изучению их свойств и течений посвящено большое число исследований. Хорошо изучены амальгамы ферромагнитных металлов — растворы железа, кобальта и никеля в ртути, обладающие ферромагнитными свойствами. При малых концентрациях ферромагнитных частиц амальгамы представляют собой коллоидный раствор, величина намагниченности насыщения и магнитная восприимчивость которого пропорциональны концентрации частиц.
Известны работы по конструированию электромагнитных муфт и тормозов, принцип действия которых основан на свойствах жидкого или порошкообразного ферромагнитного наполнителя увеличивать под действием магнитного поля свою вязкость и «прилипать» к поверхностям магнитной системы. В качестве несущей жидкости использовалось минеральное или кремнийорганическое масло, в котором во взвешенном состоянии находились ферромагнитные частицы размером от 4 до 12 мкм в соотношении от 8 до 4 весовых частей железа на одну весовую часть жидкой фазы.
Основная причина, по которой амальгамы и взвеси не нашли применения в промышленности, заключается в их нестабильности — с течением времени ферромагнитные частицы выпадают в осадок. Так, срок службы ферромагнитных взвесей не превышает !00 — 150 часов; кроме того, даже в нерабочем состоянии муфты параметры взвеси со временем существенно изменяются.
Предисловие редактора оеревода Необходимо было создать жидкости, которые в течение долгого времени, порядка нескольких лет, сохраняли бы свои магнитные свойства, динамические и тепловые характеристики. В разных странах специалисты различными путями пришли к созданию таких магнитных жидкостей. В США работы в этой области начались в начале шестидесятых годов в связи с выполнением программы полета к Луне и выходом человека на лунную поверхность.
Одной из задач по обеспечению полета являлась задача о подаче топлива из баков ракеты в двигатели в условиях невесомости. Была высказана идея сделать топливо намагничивающимся и управлять им с помощью неоднородного магнитного поля. В решении этой задачи самое непосредственное участие принимал автор данной книги Рональд Розенцвейг, который в настоящее время известен своими работами по получению новых типов магнитных жидкостей, исследованию их свойств и течений, применению магнитных жидкостей в технике, задачам управления динамикой псевдоожиженных слоев с помощью магнитного поля.
Синтезированные магнитные жидкости представляют собой коллоидный раствор мелких — порядка !00 ангстрем — ферромагнитных частиц в жидкости-носителе. Каждая частица покрыта слоем поверхностно-активного вещества, предохраняющего частицы от слипаиия, препятствуя утяжелению частиц и выпадению их в осадок. В качестве жидкости-носителя в зависимости от назначения магнитных жидкостей можно использовать керосин, различного типа углеводороды, воду, кровезаменители и т. д. Прошло более двадцати пяти лет со дня получения стабильных магнитных жидкостей.
За это время учеными многих стран написано несколько тысяч работ о свойствах магнитных жидкостей, их движении, о взаимодействии магнитных жидкостей с магнитным и электрическим полем, о применении магнитных жидкостей в технике, биологии и медицине; зарегистрированы тысячи авторских свидетельств и патентов об устройствах и приборах различного назначения с использованием магнитных жидкостей. Широко ведутся работы по магнитным жидкостям в научноисследовательских институтах и университетах многих стран. Столь большой интерес к этой тематике связан с широкими возможностями использования этих жидкостей для разработок новых технологий, создания новых конструкций машин и приборов различного назначения.
В качестве примера такого типа устройств могут служить магнитожидкостные уплотнители — герметизирующие устройства. Представьте себе, что нужно вывести из кабины космиче- Предисловие редактора перевода ского корабля в космическое пространство вращающийся вал, к которому могут быть прикреплены различные приборы, например телескоп, фотоаппарат и т. д. В кабине корабля давление близко к атмосферному, снаружи корабля — разреженное пространство. Чтобы при вращении вала не было разгерметизации корабля, должна быть уплотняющая прокладка между валом и корпусом. Долгое время в качестве таких прокладок использовались специального типа резины, срок жизни которых при вращении вала ограничен. Использование магнитных жидкостей позволило продлить срок службы уплотнителей до нескольких лет. Идея состоит в следующем: вал делается магнитным, а между валом и корпусом помещается магнитная жидкость, которая удерживается магнитным полем и не вытекает при вращении вала. Такой уплотнитель позволяет держать перепад давления в несколько атмосфер.
Область использования уплотнителей необычайно широка. Это — химическая технология, когда нужно вводить внутрь специального типа контейнеров, например, с агрессивными средами, вращающийся вал, на котором укреплены мешалки. Это — вычислительная техника; по существу, за рубежом в компьютерах не только высокого класса, но и бытового назначения стоит уплотнитель с магнитной жидкостью (в основном, уплотнители используются в системах ввода магнитных дисков памяти). Это — энергетика, где используются сверхпроводящие материалы и необходимо поддерживать низкое давление и т.
д. Другая область приложений — магнитная смазка, магнитная жидкость, сделанная на основе смазочных материалов. При этом достаточно подмагнитить смазываемый узел и смазка не будет вытекать. Обычно, говоря о приложениях магнитных ждкостей, показывают простой эксперимент. В стакан с магнитной жидкостью погружено немагнитное тело, например золото, которое тяжелее жидкости и, разумеется, лежит на дне. Стакан внесен в неоднородное магнитное поле.
Тяжелое тело всплывает на поверхность магнитной жидкости. Объяснение очень простое. Магнитное поле, действуя на магнитную жидкость, создает в ней дополнительное давление, неоднородное по высоте. В результате на тело в дополнение к силе Архимеда действует сила, пропорциональная градиенту магнитного поля и намагниченности жидкости и направленная из области более сильного магнитного поля в область, где поле меньше. Этот эффект используется в сепараторах, рабочей средой которых является магнитная жидкость. В таких сепараторах могут разделяться тела, отличающиеся друг от друга по плотности, например можно отделять золото от пустой породы, в ломе цветных металлов выделять отдельно медь, бронзу и т.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
