А.Н. Голубятников - Определение магнитной восприимчивости, плотности и поверхностного натяжения магнитной жидкости (1163289), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Кроме этого уравнения ( 6.6) могут служить основой и для парал-'": лельного измерения плотности магнитной, жидкости ~ . В этом слу- 2/ чае следует провести эксперимент, погружая каплю данной жидкости в две различные немагнитные жидкости с известными плотностями ПРИ этом, исключая ~ получим для определения магнитной восприим- ~ Л ? 'чивссти ;х квадратное уравнение, которое легко решается, Второй 'корень оказывается обычно отрицательным. Заметим, что применение уравнений ( 5.4) привело бы в этом ~случае к уравнению четвертой степени, решение которого методом пос-; ледовательных приближений весьма трудоемко. .".? 7.
Описание и расчет установки Распределение невозмущенного внешнего поля можно вычислить, ~пользуясь законом Био-Савара для магнитного поля проводника ,с линейной плотностью тока 1 1 Но с) ~ЬЛ~ ~ Лг ~~Вдесь ~, — радиус- вектор, проведенный из данной точки проводника ~~~ в точку определения поля, С вЂ” скорость света в пустоте, ,Д вЂ” каса-,~ тельный элемент кривпй С помощью формулы ( 7.1) рассчитаем осесимметричное поле кольца~? с током. На оси симметрии ~ распределение поля при движении тока а о часовой стрелке имеет вид 0 с~Д+~~~ ~у- ф,1 где ~, — радиус витка и координата ~ отсчитывается от центра витка.
Суммируя поля типа ( 7.2) можно рассчитать магнитное поле ка- ! тушки с током, Схема и параметры эксперементальной установки представлены на рисунке 1. В трубку диаметром Эмм, заполненную известной немагнитной жидкостью помещается капля магнитной гладкости. Внешнее магнитное поле создается двумя параллельными катушками Гельмгольца ( о( ) и малой катушкой ( ~ ) Расчет показывает, что катушки Гельмгольца дают с точностью до 2% однородное поле порядка ЗОэ при токе в 0,1 а.
( 7р~= 7, †.„ „-.-ъ ). 1 Результаты расчета градиентного поля малой катушки приведены в таб- ',. 'лице 2, где К - расстояние от нижнего края катушки. Положение и форма капли регулируются изменением токов в ка~тушках и определяются по тарируемой шкале визира микроскопа, даю- ! щего 20-кратное увеличение. Питание катушек с~ и ~ осуществляется от серийных источников постоянного тока соответственно уИП - 1 и 5 5- 7 . Для измерения токов используются милиамперметры Д 3('.)-577~ В цепи малой катушки для изменения тока применяется регулируемое сопротивление .
1 8. Порядок проведения эксперимента Для проведения измерительного эксперимента следует подготовит",' две трубки с различными немагнитными непроводящими жидкостями с известными плотностятат ( например, дистиллированная вода , ~ = 7 -,-„-я,' .' 7 > — си" ~ ~ 'глицерин ~ = 7 25 —, ), помещая в них по капле магнитной глд- ~~ 3 ~кости. Р Изменяя величину токов в катушках провести по два- три измерения для каждой жидкости геометрических параметров капли.
Сопоставляя результаты всевозможных попарных измерений соста-.; вить с помошью формул (6.6) и таблиц для функций 6~~ ) Я и реш:лть ; квадратные уравнения, определяюще Бычисллть 0 С и вывести средние величины. ~2 ) Отметим сушественные эксперементальные трудности, приводяшие ,'к определенной погрешности. Поло:.:ение капли оказывается неустойчи! ! ',вым относительно горизонтальных смещений и она прижимается магнит ~ным полем к боковой стенке труйя, несколько нарушая осевую сим~метрию задачи. Диаметр капли следует брать соизмеримым с диаметрои;; 1 (трубки.
Кроме этого визуальное измерение диаметра капли затрудняет,~ ся линзоподобным действием трубки, заполненной тлдкостью. Для уменьшения этого эффекта каплю следует располагать у передней стен-~ ки трубки. При изменении Формы капли, происходящем с изменением по ', ля полезно проверять постоянство ее объема .~,к .р. > /2~ Статистика проведенных. экпериментов указывает на небольщсй разброс в 1-2% при определении плотности и 3-5Я при определении магнитной восприимчивости. Точность определен//я поверхностного на'тяления сильно зависит от химической чистоты поверхности капли, ад-~ сорбирующей поверхностно-активные примеси иидкости-носителя.
/ * ИНСТИТУТ МЕХАНИНИ * ЗАКЛЮЧЕНИЕ В настоящей работе на основании решения задачи о равновесии капли магнитной жидкости, форма которой близка к эллипсоиду вращения, в осесимметричном неоднородном магнитном поле дан уточненный ~метод экспериментального определения статических характеристик маг- 1 ~нитной жидкости таких, как магнитная восприимчивость, плотность и ~поверхностное натяжение.- Данная работа может служить основой для дальнейлего рави-ия экспериментальных работ, связанных с исследованием физических и ',гидродинамических свойств магнитных жидкостей, в частности, для ,изучения динамики отдельных магнитных капель и пузырьков в перемен- .
ном неоднородном магнитном поле, а также для построения теории на,иагничивающихся смесей, актуальной с точки з-, . современной тех~нологии и промышленного производства. Выводы и рекомендации работы положены в основу разработки за-.:; дачи специального студенческого практикума по специальности "гидро-,1 '1 механика". 4 Мы выражаем признательность В.В Чеканову, заведующему лабора-;, 1торией феррогидродинамики Ставропольского педагогического института;. ~в которой была разработана и изготовлена любезно предоставленная нам экспериментальная установка. ~б * ИНСТИТУТ МЕХАНИКИ * ! ЛИТЕРАТУРА '1.
Чеканов В.В. Способ определежя магнитной восппиимчивости йеррс -1 хидкости. Авторск. свид. СССР, 19'.01.76, Р 563654 ,~2. Дроздова В.И., Чеканов В.В., Шацкий В.П. Способ измерения на- ! ! ~магниченности феррожидкости. Авторск. свид. СССР, 04.05.76, „(Р 587423: ~ 3. Иецгхц~ег Ю.Ъ., Боеецеие~~ 2Л. геггоЬуйгайупашгсе. РЬуе. У1ихЫ ~~ 1964, ч.7, Б 12, р. 1927 4. Седов Л.И. "Механика сплошной среды". М.,"Наука", 1973, т.1, ~~гл.6, Б 1,5; гл.7, 5 5 .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
