|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Поведение конечных объемов сред, взаимодействующих с электрическим или магнитным полем, и тел, окруженных такими средамиНИР
- Руководитель НИР: Налетова В.А.
- Участники НИР: Виноградова А.С., Волкова Т.И., Калмыков С.А., Квасов Д.И., Лукашевич М.В., Меснянкин С.Ю., Пелевина Д.А., Розин А.В., Турков В.А.
- Подразделение: 111 Лаборатория физико-химической гидродинамики
- Срок исполнения: 1 января 2014 г. - 31 декабря 2015 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 14-01-90003 Бел_а
- Номер ЦИТИС: 01201464683
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Механика сред, взаимодействующих с электрическими и магнитными полями
- ПН России: Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
-
Рубрики ГРНТИ:
- 30.51.25 Физико-химическая гидродинамика
-
Ключевые слова:
электромагнитное поле, деформация формы, гистерезисные и скачкообразные явления, намагничивающиеся полимеры, магнитные жидкости
-
Описание:
Исследование поведения конечных объемов сред, взаимодействующих с электрическими и магнитными полями предполагает: - Аналитическое решение задачи о деформации капель слабопроводящей жидкости, окруженной другой жидкостью, в однородном переменном электрическом поле, с учетом поверхностной проводимости. Проведение тестовых расчетов. - Сравнение деформации капли слабопроводящей жидкости в электрическом поле, рассчитанной теоретически и наблюдаемой в эксперименте. - Экспериментальное исследование движения капель магнитной жидкости во вращающихся магнитных полях. - Изучение поведения капли магнитной жидкости в осесимметричном канале переменного сечения в поле линейного проводника с током в случае смачивания жидкостью поверхности канала. Исследование возможности удержания перепада давления. - Сравнение теоретических и экспериментальных исследований поведения жидкости, содержащей тела из хорошо намагничивающихся материалов (концентраторов магнитного поля), в однородном магнитном поле. - Теоретическое исследование деформации намагничивающихся полимеров в магнитных полях. Исследование существования неоднозначности решений задач статики тел из намагничивающихся полимеров в магнитных полях. - Экспериментальное исследование поведения тел из намагничивающихся полимеров во вращающихся магнитных полях.
-
Основные результаты:
- Аналитически решена задача о деформации капли слабопроводящей жидкости, окруженной другой слабопороводящей жидкостью, в однородном переменном электрическом поле, с учетом поверхностной проводимости и конвективного переноса поверхностного заряда. - Построена математическая модель двухслойной капли. Показано, что деформация капли может качественно отличаться от деформации без такого слоя. - Изучено поведение объема магнитной жидкости в осесимметричном канале переменного сечения в поле линейного проводника, если жидкость смачивает поверхность канала. - Проведено (совместно с белорусской стороной) исследование формы поверхности магнитной жидкости, содержащей тело из намагничивающегося материала в магнитном поле. - Теоретически обнаружена неоднозначность решений задач статики тел из намагничивающихся эластомеров в неоднородных магнитных полях. - Экспериментально изучено поведение капли магнитной жидкости и вытянутого тела из намагничивающегося эластомера около границы обычной жидкости во вращающемся однородном приложенном магнитном поле.
- Добавил в систему: Налетова Вера Арсеньевна
Соисполнители НИР
| БНТУ | Соисполнитель |
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Поведение конечных объемов сред, взаимодействующих с электрическим или магнитным полем, и тел, окруженных такими средами |
| Результаты этапа: - Аналитически решена задача о деформации капли слабопроводящей жидкости, окруженной другой слабопороводящей жидкостью, в однородном переменном электрическом поле, с учетом поверхностной проводимости и конвективного переноса поверхностного заряда. Проведены тестовые расчеты. Показано, что учет поверхностной проводимости в первом приближении по малому параметру сводится к эффективной проводимости окружающей среды, а во втором приближении поверхностная проводимость входит в решение независимым образом. Учет второго приближения позволил учесть конвективный перенос поверхностного заряда. Тестовые расчеты показали, что учет второго приближения, как правило, приводит к некоторому увеличению вытянутости капли или к уменьшению ее сплюснотости в электрическом поле. - Изучено поведение объема магнитной жидкости в осесимметричном канале переменного сечения в поле линейного проводника с током в случае смачивания жидкостью поверхности канала. Магнитная жидкость находится между внешним круговым цилиндром и внутренней осесимметричной поверхностью, состоящей из конических поверхностей. Исследована возможность удержания перепада давления. Получено аналитическое решение, описывающее форму свободной поверхности магнитожидкостной перемычки. Наличие ограничивающих конических поверхностей позволяет магнитожидкостной перемычке в магнитном поле линейного проводника с током выдерживать некоторый перепад давлений. Показано, что гистерезисные и скачкообразные изменения формы объема магнитной жидкости при квазистатическом изменении тока возможны только при определенных значениях параметров задачи. - Проведено (совместно с белорусской стороной) исследование формы поверхности магнитной жидкости, содержащей сферическое тело из хорошо намагничивающегося материала (концентратора магнитного поля), в однородном магнитном поле. Сравниваются результаты расчетов и полученные экспериментальные данные. Показано их хорошее совпадение. Экспериментальные результаты данной работы могут быть использованы для создания и оптимизации работы насосов, дозиметров и движителей на основе магнитной жидкости. | ||
| 2 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Поведение конечных объемов сред, взаимодействующих с электрическим или магнитным полем, и тел, окруженных такими средами |
| Результаты этапа: - Проведены расчеты деформации капли слабопроводящей жидкости, окруженной другой жидкостью, в электрическом поле с использованием модели двухслойной жидкости. Показано, что при некоторых значениях параметров жидкости во внешнем слое капли ее деформация качественно отличается от деформации капли без этого слоя. Например, если капля без второго слоя вытягивается в электрическом поле, то при наличии даже тонкого слоя капля может сплющиваться. Такое явление наблюдалось ранее в эксперименте с каплями магнитной жидкости в масле: капля в эксперименте сплющивалась, хотя по классической теории должна вытягиваться. - Экспериментально исследовано поведение тел из намагничивающегося эластомера во вращающемся магнитном поле. Показано, что вытянутое тело из эластомера в сосуде, заполненном вязкой жидкостью, опускается на дно сосуда и во вращающемся поле начинает вращаться и двигаться, как колесо в определенную сторону, зависящую от направления вращения поля. Если направление вращения поля не меняется, то и направление движения тела также сохраняется. - Экспериментальное исследование поведения капли магнитной жидкости около дна сосуда, заполненного вязкой жидкостью, во вращающемся магнитном поле, показало качественное отличие движения капли от движения тела из намагничивающегося полимера. Впервые обнаружено, что капля магнитной жидкости, в отличие от тела, может поменять направление своего движения, даже если вращение магнитного поле не меняет своего направления. Например, если менять частоту вращения магнитного поля, то при некотором значении величины этой частоты капля меняет направление своего движения. Это явление связано в первую очередь с качественным изменением формы капли при этой частоте: капля становится S-образной формы и гидродинамика окружающей жидкости меняется. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".