Scientific journal
International Journal of Experimental Education
ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,839

1
1
2352 KB

Магнитные жидкости в природе не существуют, их синтезируют искусственным путём коллоидного растворения наночастиц твёрдого ферромагнетика в обычной немагнитной жидкости. Магнитные жидкости нашли широкое применение в различных областях техники и технологии.

Построена и исследована математическая модель распространения и неустойчивости волн на поверхности струи магнитной жидкости, находящейся в магнитном поле соленоида, по оси которого эта струя распространяется. Задача решается в цилиндрической системе координат (r, θ, z), ось z которой направлена по оси соленоида и совпадает с осью струи. Записаны уравнения движения магнитной жидкости, а также уравнения для магнитного поля внутри струи и внутри воздушного зазора соленоида. Сформулированы граничные условия для гидродинамических и магнитных величин на поверхности струи, а также условия отсутствия возмущения магнитного поля на поверхности соленоида. Найдено полное решение краевой задачи для гидродинамических и магнитных величин. Приведен численный анализ полученного дисперсионного уравнения, описывающего распространение волн на поверхности струи. Квадрат частоты может принимать как положительные, так и отрицательные значения. В первом случае движение устойчивое, а во втором – неустойчивое, приводящее к возрастанию амплитуды волны и, следовательно, к распаду струи на отдельные капли.

Из анализа дисперсионного уравнения следует, что с увеличением магнитного поля неустойчивость сдвигается в область более длинных волн, размер образующихся капель при этом возрастает. Исследовано влияние изменяющегося радиуса соленоида на устойчивость струи.

Результаты расчетов в работе приведены в виде графиков и таблиц.