Наукові конференції України, Інновації молоді в машинобудуванні 2019

Розмір шрифту: 
Аналіз впливу магнітного поля на реологічні властивості в’язкої рідини
Я. Ф. Каращук, О. Д. Коваль

Остання редакція: 2019-05-11

Анотація


Відомо, що вплив поперечного магнітного поля на течію електропровідної рідини може бути аналогічним впливу сил інерції від конвективного прискорення [1-2, 5]. Роботи Шерклифа та дослідження Брановера [9] свідчать, що пондеромоторні сили, що з'являються в даному випадку так і масові сили інерції, можуть істотно впливати на прискорення або гальмування потоку в каналі, на інтенсивність вихроутворення.

Мета роботи - провести аналіз впливу поперечного магнітного поля на зміну реологічних характеристик робочих рідин, що в свою чергу може вплинути на гідродинамічні параметри потоку на гідродинамічній початковій ділянці.

Відомі рівняння, які описують течію в'язкої рідини на початковій ділянці при наявності магнітного поля [1].

Дотепер відсутня досить коректна оцінка впливу поперечного магнітного поля на кінематичні і динамічні характеристики на початковій ділянці, а також критериальная оцінка його довжини.

Дослідженню течії в'язких та аномальнов'язких рідин, які мають електропровідність в поперечному магнітному полі, присвячено цілий ряд робіт [1-3, 5] на підставі яких зроблено висновки про вплив магнітного поля на реологічні властивості розглянутого середовища [4, 5] та на коефіцієнт гідравлічного тертя.

Складені відповідні рівняння руху та записані відповідні критерії подоби [3] - магнітне число Рейнольдса та число Гартмана.

Сили, що діють на початковій ділянці можна представити, як суму сил в'язкого тертя, сил інерції та масових сил, що мають магнітну природу [2].

Таким чином можна вважати, що реологічна поведінка, або в’язкість може суттєво впливати на течію рідини як на початковій ділянці так і вздовж всього капіляра.

В роботі якості робочих рідин використовувалися електропровідні рідини, реологічні характеристики яких досліджувалися з використанням ротаційного віскозиметра.

Експериментально визначено, що рідини, які використовувались в експерименті, є аномальними та можуть бути розглянуті як рідини, реологічні властивості яких можна описати законом Оствальда де Віля. Досліди проводилися при ізотермічній течії в капілярах при кімнатній температурі.

В роботі наведені графічне та аналітичне представлення кривої, яка описує течію рідини під дією магнітного поля.

Проведені досліди показали, що за наведених умов експерименту спостерігається дестабілізація потоку за рахунок дії поперечного магнітного поля, що сприяє гальмуванню потоку.


Ключові слова


початкова ділянка; швидкість течії; магнітне поле; неньютонівські рідини

Посилання


  1. Ватажин. А. Б. Магнитогидродинамические течения в каналах / А. Б. Ватажин, Г. А. Любимов, С. А. Регирер. – М.: Наука, 1970. – 672 с.
  2. Шерклиф Д. Курс магнитной гидродинамики / Дж. Шерклиф. – М.: Мир, 1967. – 320 с.
  3. Бай Ши-И. Магнитная газодинамика и динамика плазмы / Бай Ши-И. – М.: Мир, 1964. – 302 с.
  4. Reyes V. G. (Ed.) Perspectives in Magnetohydrodynamics Research, Nova Science Publishers, 2011, 142 p.
  5. Паллабазер З. Эффект магнитной пластичности в неньютоновских жидкостях / З. Паллабазер // Ракетная техника и космонавтика: журнал амер. ин-та аэронавтики и космонавтики, ‑ 1966. ‑ №11. ‑ С. 118-131.
  6. Яхно О. М. Гидродинамический начальный участок / О. М. Яхно, В. М. Матиега, В. С. Кривошеев. – Черновцы: Зелена Буковина, 2004. – 141 с.
  7. Zheng L. (Ed.) Topics in Magnetohydrodynamics / L. Zheng // InTech Open, 2012. – 219 p.
  8. Biskamp D. Nonlinear Magnetohydrodynamics / D. Biskamp // Cаmbridge Univеrsity Prеss, 1997. – 378 p.
  9. Брановер Г. Г. Некоторые результаты измерения турбулентных пульсаций скорости в потоке ртути в присутствии поперечного магнитного поля / Г. Г. Брановер, Н. М. Слюсарев, Э. В. Щербинин // Магнитная гидродинамика. ‑ 1965. – С.33-36.