Исследование упруго-диссипативных свойств колебательной системы с магнитожидкостным инертным элементом
Диссертация
Научная и практическая ценность диссертации заключается в том, что разработанный метод индикации колебаний магнитожидкостного инертно-вязкого элемента, полученные экспериментальные и теоретические результаты могут быть полезны при проектировании новых и модернизации известных устройств, использующих магнитные жидкости, например, при проектировании и эксплуатации магнитожидкостных датчиков угла… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ
- 1. 1. Структура «реального» магнитного коллоида
- 1. 2. Вязкость ненамагниченного магнитного коллоида
- 1. 3. Анизотропия вязкости намагниченного магнитного коллоида. Неньютоновский характер вязкости
- 1. 3. 1. Результаты опытов по изучению поведения магнитных жидкостей в магнитных полях
- 1. 3. 2. Анализ теории
- 1. 4. Обзор методов изучения реологических свойств магнитного коллоида
- 1. 5. Обоснование направления исследования
- ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ МЕТОДИКИ И РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ С МАГНИТО ЖИДКОСТНЫМ ИНЕРТНО-ВЯЗКИМ ЭЛЕМЕНТОМ
- 2. 1. Описание экспериментальной установки. Методика возбуждения колебаний в системе с магнитожидкостным инертным элементом
- 2. 2. Расчет параметров колебательной системы и погрешности измерений
- 2. 3. «Вспомогательные» параметры: методика измерений плотности, сдвиговой вязкости, намагниченности, магнитной восприимчивости
- 2. 4. Определение динамического диапазона колебательной системы с МЖ-перемычкой
- ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
- 3. 1. Описание объекта экспериментального исследования
- 3. 2. Результаты экспериментального исследования коэффициента затухания и частоты
- 3. 3. Эксперименты по оценке вклада механизма тепловых потерь в диссипацию упругой энергии колебательной системы
- ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
- 4. 1. Теоретический расчет частоты колебаний. Сравнение модельной теории с результатами эксперимента
- 4. 2. Коэффициент затухания и частота колебаний МЖ-столбика в поперечном к гидродинамическому потоку магнитном поле
- 4. 3. Оценка влияния межфазного теплообмена на диссипацию энергии. Экспериментальные и теоретические данные
- 4. 4. Оценка факторов, оказывающих влияние на затухание системы в виде МЖ-столбика
- 4. 5. Использование результатов НИР в лекционных демонстрациях
Список литературы
- Me. Taque J.P.Magnetoviscosity of magnetic colloids // J. Chem. Phys., 1969, vol. 51, № 1. P. 133−136.
- Бибик E.E., Скобочкин B.E. Момент трения во вращающемся поле и магнитореологический эффект в коллоидных ферромагнетиках // ИФЖ. 1972, т. 22, № 4. С. 687−692.
- Бибик Е.Е. Влияние взаимодействия частиц на свойства магнитных жидкостей: Свердловск: УНЦ АН СССР, 1983. С. 3−21.
- Шлиомис М.И. Магнитные жидкости // УФН. 1974. Т. 112., № 3. С.427−459.
- Гилев В.Г., Шлиомис М. И. Экспериментальное исследование течения магнитной жидкости в плоских капиллярах различной толщины // Тез. докл. 11го Рижского совещания по магнитной гидродинамике. Саласпилс: Ин-т физики Ан Латв. ССР, 1984. С. 67−70.
- Мартынов С.И. О вязкости магнитной жидкости // Тез. докл. 5ой Всесоюзной конференции по магнитным жидкостям. Т. 2. М.: Ин-т механики МГУ, 1988. С. 6−7.
- Пшеничников А.Ф., Гилев В. Г. Вязкость и намагниченность концентрированных магнитных жидкостей // Тез. докл. 7ой Международной Плесской конф. по магнитным жидкостям. Иваново: ИГЭУ., 1996. С. 51−52.
- Майоров М.М. Зависимость вязкости магнитной жидкости от концентрации // Магн. гидродин. 1982, № 3. С. 137−138.
- Каплун А.Б., Варламов Ю. Д. Исследование вязкости ферромагнитных жидкостей в сильных магнитных полях // Тез. докл. Всесоюзн. симпозиум «Гидродинамика и теплофизика магнитных жидкостей». Саласпилс: Ин-т физики АН Латв. ССР, 1980. С.61−68.
- Налетова В.А., Шкель Ю. М. Исследование течения магнитной жидкости в трубе с учетом анизотропии жидкости в магнитном поле // Магнитная гидродинамика, 1987, № 4. С. 51−57.
- Браун У.Ф. Микромагнетизм. М: Наука. 1979. 160 с.
- H.Kittel С. Theoiy of the Structure of Ferromagnetic Domain in Films and Small Particles // The Physical Review. 1946. V.70. N11−12. P.965−971.
- Neel L. Le champ coercitif d’une pondre ferromagnetique cubique a juin grains anisotropes // Academia des science. Comptes rendus. 1947. V.224. N22. P. 1550−1551.
- Neel L. Proprietes d’une pondre ferromagnetique cubique a grains fines // Academia des science. Comptes rendus. 1947. V.224. N21. P.1488−1492.
- Stoner E.C., Wohlfarth E.P. A Mechanism of Magnetic Hysteresis in Heterogeneous Alloys // Phylosophical Transactions of the Royal Society of London. 1949. V.240.N826. P.599−642.
- Кондорский Е.И. Однодоменная структура в ферромагнетиках и магнитные свойства мелкодисперсных веществ // Доклады АН СССР. 1950. Т.70. № 2. С.215−218.
- Frei Е.Н., Shtrikman S., Treves D. Critical Size and Nucleation Fields of Ideal Ferromagnetic Particles // The Physical Review. 1957. V.106. N3. P.446−455.
- Elmore W.C. Ferromagnetic Colloid for Studying Magnetic Structures // The Physical Review. 1938. V.54. N4. P 309−310.
- Грабовский Ю.П. Некоторые вопросы стабилизации магнитных жидкостей в углеводородных средах // Сб. науч. трудов 11ой
- Международной Плесской конф. по магнитным жидкостям. Иваново: ИГЭУ., 2004. С. 8−13.
- Pappell S.S. Low viscosity magnetic fluid obtained by the colloidal suspension of magnetic particles, US Patent N3215572, 1965.
- Розенцвейг Р.Э. Феррогидродинамика // Успехи физ. Наук. 1967. Т.92. № 2. С.339−343.
- Бибик Е.Е. Приготовление феррожидкости // Коллоидный журнал. 1973. Т.35, № 6. С.1141−1142.
- Краков М.С., Матусевич Н. П. К вопросу об устойчивости магнитных коллоидов и их максимальной намагниченности // Магнитные жидкости: научные и прикладные исследования. Минск: АН БССР, ИТМО. 1983. С.3−11.
- Фертман В.Е. Магнитные жидкости: Справочное пособие // Мн: Высш. шк., 1988. 184с.
- Tasaki A., Tomiyama S. Magnetic Properties of Ferromagnetic Metal Fine Particles Prepared by Evaporation in Argon Gas // Japanese Journal of Applied Physics. 1965. V.4. N10. P.707−711.
- Tokada Т., Yamamoto N., Shinjo T. Magnetic Properties of a-Fe304 Fine Particles // Bulletin of the Institute for Chemical Research Kyoto University. 1965. V.43. N4−5. P.406−415.
- Hayes C.F. Observation of Association in a Ferromagnetic Colloid // J. Coll. Inter. Sci. 1975. V.52. N2. P.239−243.
- Martinet A. Berrifrigence et Duchroisme Lineaire des Ferrofluids Sous Champ Magnetique // Revlogica Acta. 1974. V.52. N2. P. 260−264.
- Варламов Ю.Д., Каплун А. Б. Исследование процессов структурообразования в магнитных жидкостях // Магнитная гидродинамика. 1983. № 1. С.33−39.
- Скибин Ю.Н. Влияние агрегатирования частиц на экстинцию и дихроизм магнитных жидкостей // Физические свойства магнитных жидкостей. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1983. С.66−74.
- Peterson E.A., Krueger D.A. Reversible Fluid Induced Agglomeration in Magnetic Colloids //J. Cool. Inter. Sci. 1977. V.62. N1. P.24.
- Kruger D.A. Review of Agglomeration in Ferrofluids // IEEE Trans. Magn. 1980. V.16.N2. P.251−253.
- De Gennes P.G., Pincus P.A. Pair Correlation in a Ferromagnetic Colloids // Phys. der Konden. Materie. 1970. V. l 1. N3. P. 189−198.
- Jordan P.C. Association Phenomene in a Ferromagnetic Colloid // Molecular Phys. 1973. V.25. N4. P.961−973.
- Chantrell R.W., Bradbury A., Popplewel Y., Charles S.W. Agglomerate Formation in a Magnetic Fluid // J. Appl. Phys. 1982. V.53. N3. P.2742−2744.
- Канторович C.C. Цепочечные агрегаты в полидисперсных феррожидкостях // Сб. науч. трудов 11ой Международной Плесской конф. по магнитным жидкостям. Иваново: ИГЭУ., 2004. С. 27−32.
- Лахтина Е.В., Пшеничников А. Ф. Дисперсия магнитной восприимчивости и микроструктура магнитной жидкости // Сб. науч. трудов 11ой Международной Плесской конф. по магнитным жидкостям. Иваново: ИГЭУ., 2004. С. 33−37.
- Пшеничников А.Ф., Лебедев А. В. Низкотемпературное поведение магнитных жидкостей // Сб. науч. трудов 11ой Международной Плесской конф. по магнитным жидкостям. Иваново: ИГЭУ., 2004. С. 75−80.
- Налетова В.А. Намагничивающиеся полидисперсные суспензии в однородном магнитном поле: Автореф. дис.. д-ра физ.-мат. наук. М., 2004.31 с.
- Бибик Е.Е., Бузунов О. В. Достижения в области получения и применения ферромагнитных жидкостей. М.: ЦНИИ Электроника, 1979. 60 с.
- Бибик Е.Е. Эффекты взаимодействия частиц в дисперсных ферромагнетиках: Дис. д-ра хим. наук. Л.: ЛТИ. 1971.
- Соколова Е.А. Самогрануляция магнитотвёрдых материалов в жидких средах: Автореф. дис.. канд физ.-мат. наук. Д., 1973. 19 с.
- Cowley M.D., Rosensweig R.E. The interfacial stability of a ferromagnetic fluid // J. Fluid Mech. 1967. V.80. N4. P.671−688.
- Gaititis A. Formation of the hexaganal pattern on the surface of a ferromagnetic fluid in a applied magnetic field // Journ. Fluid Mech. 1977. V.82. N3. P.401−413.
- Цеберс A.O., Майоров M.M. Магнитостатические неустойчивости в плоских слоях намагничивающихся жидкостей // Магнитная гидродинамика. 1980. № 1. С.27−35.
- Фертман В.Е. Магнитные жидкости естественная конвекция и теплообмен. Минск: Наука и техника, 1978. 206 с.
- Rosensweig R.E., Kaiser R., Miskolezy G. Viscosity of Magnetic Fluid in a Magnetic Field // Journal of Colloid and Interface Sience. 1969. V.29. N4. P.680−686.
- Шлиомис М.И. Эффективная вязкость магнитных суспензий // ЖЭТФ. 1971. вып.6 (12). С. 2411 -2418.
- Einstein A.// Ann. D Phys. 1906. N12. Р.292.
- Vand V. Viscosity of solution and suspensions // J. Phys. Coll. Chem. 1948. V.52. N2. P.227−299.
- Бузмаков B.M., Пшеничников А. Ф. О концентрационной зависимости вязкости магнитных жидкостей // Магнитная гидродинамика. 1991. № 1. С.18−22.
- Варламов Ю.Д., Каплун А. Б. Измерение вязкости слабоагрегирующих магнитных жидкостей // Магнитная гидродинамика. 1986. № 3. С 43−49.
- Зубарев А.Ю., Юшков А. В. Динамические свойства умеренно-концентрированных магнитных жидкостей // ЖЭТФ. 1998. Т.114. вып. З (9). С.892−909.
- Бибик Е.Е. Взаимодействие частиц в феррожидкостях // Сб. Физические свойства и гидродинамика дисперсных ферромагнетиков. Свердловск, УНЦ АН СССР, 1977.
- Щульман З.П., Кордонский В. И. Магнитореологический эффект. -Минск: Наука и техника, 1982. 184 с.
- Кранкалнс Г. Е., Майоров М. М., Фертман В. Е. Температурная зависимость физических свойств магнитной жидкости // Магнитная гидродинамика. 1982. № 2. С.38−42.
- Берковский Б.М., Иванова Н. И., Кашевский Б. Э. Вискозометрический метод для магнитных жидкостей // Магнитная гидродинамика. 1984. № 2. С.3−10.
- Гилев В.Г., Шлиомис М. И. Экспериментальное исследование течения магнитной жидкости в плоских капиллярах различной толщины. В кн.: 11-е Рижское совещание по магнитной гидродинамике. Т. З. Магнитные жидкости. Саласпилс. 1984. С. 64.
- Блум Э.Я., Майоров М. М., Цеберс А. О. Магнитные жидкости // Рига: Зинатне, 1989. 386 с.
- Майоров М.М. Измерение вязкости феррожидкостей в магнитном поле // Магнитная гидродинамика. 1980. № 4. С. 11−18.
- Варламов Ю.Д., Каплун А. Б. Исследование процессов структуирования в магнитных жидкостях // Магнитная гидродинамика. 1983, № 1. С. 3339.64.0рлов Д.В., Михалев Ю. О., Мышкин Н. К. и др. Магнитные жидкости в машиностроении. М.: Машиностроение, 1993. 268 с.
- Дроздова В.И. Концентрационные структуры и межфазные явления в магнитных коллоидах // Дис. .д-ра физ.-мат. наук. Ставрополь. 1998. 342 с.
- Жакин А.И. О зависимости поверхностного натяжения растворов и суспензий от напряжённости магнитного и электрического полей // Магнитная гидродинамика. 1989. № 3. С.75−80.
- Ма рценюк М. А. Вязкость суспензии эллипсоидальных ферромагнитных частиц в магнитном поле. ПМТФ, № 5. 1973.
- Sudon К., Tomita Y., Jamane R., Ishibashi I., Otowa H. Ferromagnetic fluid flow through a circular channel. Bull. ISME, 1983, vol. 26, № 222, p. 2100−2128.
- Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Глав. ред. И. П. Голямина.-М.: «Советская энциклопедия», 1979.-400 с.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: Учеб. пособ.: Для вузов. Т. 6.: Гидродинамика. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 736 с.
- Берковский Б.М., Иванова Н. И., Кашевский Б. Э. Вискозиметрический метод для магнитных жидкостей // Магнитная гидродинамика, 1984, № 2. С. 3−10.
- Берковский Б.М., Исаев C.B., Кашевский Б. Э. Об одном эффекте внутренних степеней вращения в гидродинамике микроструктурных жидкостей // Докл. АН СССР, 1980, Т. 253, № 1. С. 62 65.
- Цыдыпов Б.Д. Вибрационный метод измерения сдвиговой упругости магнитных жидкостей // Сб. научн. тр. 9ой Международной Плесской конференции по магнитным жидкостям: ИГЭУ, 2000. С. 60 — 63.
- Derjaguin B.V., Bazaron U.B., Lamazhapova Kb. D. and Tsydypov B.D. Shear Elasticity of Low-Viscosity Liguids at Low Freguences // Physical Review. 1990. V. 42. № 4. P. 2255−2258.
- Карпова Г. В., Пауков B.M., Полунин B.M., Черкашин М. Ю. Метод диагностики магнитожидкостных уплотнений // Тез. докл. 3-ей Всероссийской научн.-техн. конф. ч. X. Нижний Новгород: ГТУ. 1998. С. 21.
- Карпова Г. В., Постников Е. Б., Рослякова Л. И. и др. Упругие свойства магнитожидкостных герметизаторов // Сб. тр. 11-ой сессии Российского акуст. общества. Т. 2, М.: ГЕОС 2001. С. 203 207.
- Kameneva Ju.Ju., Kovarda V.V., Polunin V.M., Zubarev E.K. Kinetic properties of the magnetic fluid membrane // Magnetohydrodynamics. 2005. Vol. 41 № 1, pp. 87−93.
- Лобова O.B. Исследование Физического механизма формирования упругих свойств магнитожидкостных наполнителей межполюсных зазоров. Диссертация. кандидата физико-математических наук. — Курск. 2001. 131 с.
- Лепендин Л.Ф. Акустика. М.: Высш. шк., 1978. 447 с.
- Полунин В.М. Акустические эффекты в неэлектропроводных магнитных жидкостях // Диссертация доктора физ.-мат. наук, Ленинград, ЛГУ, 1990. 376 с.
- Чечерников В.И. Магнитные измерения. М.: МГУ.1969. 387 с.
- Полунин В.М. Ферросуспензия в качестве жидкого магнита // Магнитная гидродинамика. 1979. № 3. С.33−37.
- Полунин В.М. Об остаточной намагниченности ферросуспензии // Магнитная гидродинамика. 1978. № 3. С. 129−131.
- Родионов A.A. Релаксационные эффекты в ферромагнетиках в сложных полях. Автореф. дис.. д-ра физ.-мат. наук. Воронеж: ВГТУ. 1995.31с.
- Полунин В.М., Каменева Ю. Ю., Карпова Г. В., Коварда В. В. Прочностные свойства магнитожидкостной мембраны // Материалы 6-ой международной конференции «Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов». Воронеж: 2005 г. С. 193 — 196.
- Коварда В.В. О прочностных свойствах магнитожидкостной мембраны // Ультразвук и термодинамические свойства вещества: Сборник научных трудов. Курск: Изд-во Курск, гос. ун-та, 2004. С. 90−97.
- Химический энциклопедический словарь. М.: Сов. Энциклопедия, 1983.-792 с.
- Кикоин К. Таблицы физических величин. Справочник. — М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.
- Упругие свойства магнитожидкостных уплотнений / Карпова Г. В., Постников Е. Б., Полунин В. М, Лобова О. В., Сычев Г. Т., Чернышова А. А. Деп. в ВИНИТИ № 344 В 2001, 9.02.01, 14 с.
- Кузнецов В.И. Химические реактивы и препараты (справочник). — М. -Л.: ГНТИХЛ, 1953. 670 с.
- Краков М.С., Матусевич Н. П. К вопросу об устойчивости магнитных коллоидов и их максимальной намагниченности // Магнитные жидкости: научные и прикладные исследования. Сб. научн. тр. -Минск: ИТМО АН БССР, 1983. С. 3 11.
- Кошкин Н.И., Ширкевич М. Г. Справочник по элементарной физике. М.: Наука. 1972.-255 с.
- Карпова Г. В. Исследование диссипации энергии в колебательной системе с магнитожидкостным инертно-вязким элементом. Диссертация. кандидата физико-математических наук. Курск. 2003. 161 с.
- Чабан И.А. О затухании колебаний газового пузырька в жидкости связанном с теплообменом // Акустический журнал. 1989. Т. 35, № 1. С. 182- 183.
- Рэлей. Теория звука. Т.2. М.: ГИТТЛ, 1955. 475 с.
- Михайлов И.Г., Соловьёв В. А., Сырников Ю. П. Основы молекулярной акустики. М.: Наука. 1964. 514 с.
- Ржевкин С.Н. Курс лекций по теории звука. М.: МГУ. 1960. 336 с.
- Полунин В.М., Карпова Г. В., Каменева Ю. Ю., Коварда В. В. Использование магнитных жидкостей в лекционных демонстрациях // Материалы X международной конференции «Современные технологии обучения «СТО-2004», Т. 1. С.-Пб., 2004. С.246−247.
- Полунин В.М., Карпова Г. В., Коварда В. В. Использование магнитных жидкостей в лекционном эксперименте // Тезисы конференции «Управление качеством в учебном процессе». Курск, 2004. С. 42−44.