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.
Библиографическая ссылка
Кормилицин А.А. НЕУСТОЙЧИВОСТЬ СТРУИ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ В ПОЛЕ СОЛЕНОИДА // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 11-5. – С. 647-648;URL: https://expeducation.ru/ru/article/view?id=8787 (дата обращения: 26.04.2024).