Влияние поперечного магнитного поля на дестабилизацию потока в канале

Abstract

В некоторых гидравлических системах, имеющих регулирующее оборудование, точное определение потерь энергии на коротких участках каналов может оказывать существенное влияние на корректный режим работы оборудования в целом. Под действием сил инерции от конвективного ускорения может наблюдаться существенная деформация поля скоростей, напряжений, появляться дополнительный перепад давления. Для такого вида течения существует несколько методов, позволяющих управлять потоками. Одним из таких методов для аномально-вязких сред, обладающих свойством электропроводимости, является метод, связанный с воздействием на поток поперечного магнитного поля. При взаимодействии поперечного магнитного поля с электропроводным потоком жидкости наряду с массовыми силами, имеющими инерционную природу, появляются пондеромоторные силы, имеющие электромагнитную природу. Как показали исследования, пондеромоторные силы могут быть представлены в виде двух составляющих: магнитной и электрической. Исследования позволили определить влияния пондеромоторных сил на характеристики потока на гидродинамическом начальном участке. Рассматривались случаи при различных соотношениях сил инерции к магнитным силам, то есть при различных значениях числа Рейнольдса. Опыты проводились с электропроводными жидкостями в капиллярах при наличии поперечного магнитного поля, напряженность которого могла изменяться. На основании опытов были получены графические зависимости расхода и средней скорости потока от величины напряженности магнитного поля. Результаты экспериментов подтвердили наличие эффекта торможения потока за счет величины напряженности поперечного магнитного поля. Торможение потока влияет на длину гидродинамического начального участка, которая в данном случае является функцией критерия Гартмана и критерия Рейнольдса.In some hydraulic systems which have regulating equipment, right meanings of energy losses in short sections of channels may have a significant influence on the rational working mode of equipment in general. Under the action of inertial forces from convective acceleration can observed significant deformation of the velocity field, tensions and of course additional pressure drops appear. There are several methods that allow flow control for this type of flow. One of such methods for abnormally viscous media having the property of electrical conductivity is a method connected to the impact on the flux of a transverse magnetic field. In the cooperation transverse magnetic field with an electrically conductive fluid flow with massive forces, having an inertial nature, appear ponderomotive forces, having an electromagnetic nature. Studies shown that ponderomotive forces can be represented as two components: magnetic and electric. Studies have allowed to determine the influence of ponderomotive forces on flow characteristics at the hydrodynamic initial section. Were considered cases with different ratios of inertia forces to magnetic, that is meaning - different values the Reynold number. The experiments were conducted with electrically conductive liquids in thin tubes in the presence of a transverse magnetic field, whose tension could vary. Were obtained graphical dependencies of flow and average flow rate of the magnitude of magnetic field, based on the experiments. The results of the experiment confirmed the effect of flow inhibition thanks to the magnitude of the transverse magnetic field. Flow braking affects the length of the hydrodynamic initial section, which in this case is a function of the Hartman number and Reynold number.