ВПЛИВ ПОПЕРЕЧНОГО МАГНІТНОГО ПОЛЯ НА ДЕСТАБІЛІЗАЦІЮ ПОТОКУ В КАНАЛІ

Бічна панель сторінки статті

PDF
Опубліковано: вер 27, 2019
DOI: https://doi.org/10.20998/2411-3441.2019.1.04
Ключові слова:
Гідродинамічна початкова ділянка, пондеромоторні сили, магнітне поле, в'язкі рідини, аномально-в'язкі рідини, деформація поля швидкостей, дестабілізація

Основний зміст сторінки статті

Oleh Yakhno
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
https://orcid.org/0000-0002-9522-5549
Asiman Mamedov
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
https://orcid.org/0000-0002-8696-0824
Serhiy Stas
Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України
https://orcid.org/0000-0002-6139-6278

Анотація

У деяких гідравлічних системах, що мають регулююче обладнання, точне визначення втрат енергії на коротких ділянках каналів може мати суттєвий вплив на коректний режим роботи обладнання в цілому. Під дією сил інерції від конвективного прискорення може спостерігатися істотна деформація поля швидкостей, напруг, з'являтися додатковий перепад тиску. Для такого виду течії існує кілька методів, що дозволяють управляти потоками. Одним з таких методів для аномально-в'язких середовищ, що володіють властивістю електропровідності, є метод, пов'язаний з впливом на потік поперечного магнітного поля. При взаємодії поперечного магнітного поля з електропровідним потоком рідини поряд з масовими силами, що мають інерційну природу, з'являються пондеромоторні сили, які мають електромагнітну природу. Як показали дослідження, пондеромоторні сили можуть бути представлені у вигляді магнітної і електричної складових. Дослідження дозволили визначити вплив пондеромоторних сил на характеристики потоку на гідродинамічній початковій ділянці. Розглядалися випадки при різних співвідношеннях сил інерції до магнітних сил, тобто при різних значеннях числа Рейнольдса. Досліди проводилися з електропровідними рідинами в капілярах при наявності поперечного магнітного поля, напруженість якого могла змінюватися. Результати дослідів дозволили отримати графічні залежності витрати і середньої швидкості потоку від величини напруженості магнітного поля. Результати експериментів підтвердили наявність ефекту гальмування потоку за рахунок величини напруженості поперечного магнітного поля. Гальмування потоку впливає на довжину гідродинамічного початкового ділянки, яка в даному випадку є функцією критеріїв Гартмана і Рейнольдса.

Блок інформації про статтю

Номер
№ 1 (2019): Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Гідравлічні машини та гідроагрегати
Розділ
Статті
Біографії авторів

Oleh Yakhno, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

доктор технічних наук, професор, професор кафедри «Прикладна гідроаеромеханіка і механотроніка»

Asiman Mamedov, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

аспірант кафедри «Прикладна гідроаеромеханіка і механотроніка»

Serhiy Stas, Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України

кандидат технічних наук, доцент, професор кафедри «Техніка та засоби цивільного захисту»

Посилання

Volkov N. B., Zubarev N. M, Zubareva O. V. Tochnye reshenija zadachi o forme nezarjazhennoj strui provodjashhej zhidkosti v poperechnom jelektricheskom pole [Exact solutions to the problem of the form of an uncharged jet of conducting fluid in a transverse electric field]. ZhJeTF. 2016, vol. 149, no. 5. pp. 1096–1101.

Zubarev N., Zubareva O. Exact particular solution for the blade-like surface configuration of a conducting liquid in an external electric field. Journal of Physics: Conference Series: 1147 012085, 2019, pp. 1–8. doi: 10.1088/1742-6596/1147/1/012085

Behjatian A., Esmaeeli A. Equilibrium shape and hysteresis behavior of liquid jets in transverse electric fields. Journal Electrostat. 2015, vol. 75, pp. 5–13.

Biskamp D. Nonlinear Magnetohydrodynamics. Cambridge, Cambridge University Press Publ., 1997. 378 p.

Davidson P. Introduction to Magnetohydrodynamics. Cambridge, Cambridge University Press Publ., 2016. 572 p. doi: 10.1017/9781316672853

Goedbloed H., Keepens R., Powers S. Magnetohydrodynamics of Laboratory and Astrophysical Plasmas. Cambridge, Cambridge University Press Publ., 2019. 996 p.

Reyes V. G. Perspectives in Magnetohydrodynamics Research. Nova Science Publ., 2011. 142 p.

Zheng L. Topics in Magnetohydrodynamics. Intech Publ., 2012. 219 p.

Tran C., Yu X., BlackbournL. Two-dimensional magnetohydrodynamic turbulence in the limits of infinite and vanishing magnetic Prandtl number. Journal of Fluid Mechanics. 2013, vol 725, pp. 195–215. doi: 10.1017/jfm.2013.193

Bluck M., Wolfendale M. An analytical solution to electromagnetically coupled duct flow in MHD. Journal of Fluid Mechanics. 2015, vol. 771, pp. 595–623. doi:10.1017/jfm.2015.202

Smolentsev S., Xu Z., Pan Ch., Abdou M. Numerical and experimental studies of MHD flow in a rectangular duct with a nonconducting flow insert. Magnetohydrodynamics. 2010, vol. 46, no. 1, pp. 99–111.

De Corato M., Garbin V. Capillary interactions between dynamically forced particles adsorbed at a planar interface and on a bubble. Journal of Fluid Mechanics. 2018, vol. 847, pp. 71–92. doi:10.1017/jfm.2018.319

Grzybowski B. A., Stone H. A., Whitesides G. M. Dynamic selfassembly

of magnetized, millimetre-sized objects rotating at a liquid–air interface. Nature. 2000, vol. 405 (6790), pp. 1033–1036.

Galtier S. MHD Turbulence. In Introduction to Modern Magnetohydrodynamics Cambridge. Cambridge, Cambridge

University Press Publ., 2016. P. 196–221. doi: 10.1017/CBO9781316665961.016

Bigot B., Galtier S., Politano H. Development of anisotropy in incompressible magnetohydrodynamic turbulence. Physical Review E. 2008, vol. 78, issue 6, pp. 33–39. doi: 10.1103/PhysRevE.78.066301

Mamedov A., Stas S. Influence of surface roughness of channel on friction coefficient of electrically conducting fluids. Journal of the Technical University of Gabrovo. 2018, vol. 57, pp. 16–19. Available at: https://mc04.manuscriptcentral.com/jtug (accssed 01.04.2019).

Jakhno O. M., Matiega V. M., Krivosheev V. S. Gidrodinamicheskij

nachal'nyj uchastok [Hydrodynamic initial section]. Chernovcy, Zelena Bukovina Publ., 2004. 141 p.

Yakhno O. M., Seminskaya N. V., Kolesnikov D. V., Stas S. V. Destabilizatsiya potoka v kanale s izmenyayuschimsya po dline rashodom [Destabilization of flow in the channel with variable flow length]. Vostochno-Evropeyskiy zhurnal peredovyih tehnologiy. 2014, vol. 3, no. 7 (69), pp. 45–49. doi: 10.15587/1729-4061.2014.24658

Temperley D. J., Todd L. The effects of wall conductivity in

magnetohydrodynamic duct flow at high Hartmann numbers. In

Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society.

Cambridge, Cambridge University Press Publ., 1971, vol. 69,

pp. 337–351.

Davidson P. The Fundamentals of MHD. An Introduction to

Magnetohydrodynamics. Cambridge, Cambridge University Press

Publ., 2001. 452 p.

Larsen J. Magnetohydrodynamics. In Foundations of High-Energy-

Density Physics: Physical Processes of Matter at Extreme

Conditions. 2017, pp. 576–624. doi: 10.1017/9781316403891.012

Davidson P. The Fundamentals of Incompressible MHD. In

Introduction to Magnetohydrodynamics. Cambridge, Cambridge

University Press Publ., 2016. P. 121–304.

doi: 10.1017/9781316672853.008