Каплеструйное движение магнитной жидкости в электрическом и магнитном полях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.13 ВАК РФ

ич - 1 3004 - 3

На правах рукописи

МАЛСУГЕНОВ ОЛЕГ ВЛАДИМИРОВИЧ

КАПЛЕСТРУЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ И МАГНИТНОМ ПОЛЯХ

01.04.13 - Электрофизика, электрофизические установки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Ставрополь - 2003

Работа выполнена на кафедре теоретической и общей электротехники

Северо-Кавказского государственного технического университета.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

КОЖЕВНИКОВ ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ

Официальные оппоненты: Д°КТ0Р физико-математических наук, профессор

ЧЕКАНОВ ВЛАДИМИР ВАСИЛЬЕВИЧ доктор физико-математических наук, профессор СИМОНОВСКИЙ АЛЕКСАНДР ЯКОВЛЕВИЧ

Ведущая организация: Московская государственная академия

приборостроения и информатики (г. Москва)

Защита состоится «3(Ь> января 2004 года в 16— часов на заседании диссертационного совета Д212.256.05 по присуждению ученой степени кандидата физико-математических наук в Ставропольском государственном университете по адресу: 355009, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1, корп. 1, ауд. 214.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ставропольского государственного университета по адресу: 355009, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1

Автореферат разослан «_» декабря 2003 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета /

кандидат физико-математических наук,Копыткова Л.Б.

_ г 0 0 4 ........3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Магнитные жидкости на углеводородной основе (магнитоди-злектрические коллоиды), впервые полученные в 6'0-х годах прошлого столетия и изучаемые до настоящего времени, являются интереснейшим материалом, сочетающим в себе одновременно магнитные и диэлектрические свойства. Это сочетание дает возможность для их использования в качестве активной среды в электротехнических устройствах и аппаратах,, а также с целью моделирования различных ЭГД-процессов.

Одним из важных в этом направлении является применение магнитной жидкости в индукционных нейтрализаторах статического электричества, основанных на эффекте взаимодействия свободной поверхности магнитной жидкости с внешним электрическим полем. Этот метод нейтрализации является безыскровым, что позволяет применять его в нефтеперерабатывающей, электронной, целлюлозно-бумажной и ткацкой отраслях промышленности, в которых большинство технологических процессов неразрывно связано с образованием и накоплением статического электричества. Безыскровое выравнивание потенциалов на изолированных конструкциях является актуальной проблемой в космических технологиях. Не менее интересным является управляемый тепло- и массообмен в условиях почти полного отсутствия гравитации, основанный на взаимодействии свободной поверхности коллоида с внешними электрическим и магнитным полями.

В тоже время большой научный интерес представляет изучение возможности создания магнитного аэрозоля электростатическим методом и управления движением аэрозольных частиц внешними электрическим и магнитным полями. Результаты этих исследования могут найти широкое применение в электрокаплеструйных регистрирующих устройствах и при получении магниточувствительных эмульсий. Достижения в области химии позволили синтезировать новые магнитодиэлектрическис коллоиды на основе полимерных материалов. Это дает возможность создания управляемых микроустройств (датчики, электронные ключи, оптические электрозатворы и т.д.) с использованием жидкости на полимерной основе в качестве активной среды.

■Еще одним подтверждением актуальности выбранной тематики является то, что исследования физико-химических и тепло-физических свойств магнитных коллоидов, поведение объема и свободной поверхности во внешних полях отражено как как одно из приоритетных направлений научных исследований иа ближайшее десятилетие XXI века в отчете Национального совета по науке и технике при президенте США.

Целыо настоящей работы является экспериментальное изучение неустойчивости свободной поверхности магнитной жидкости в электрическом и магнитном полях и разработка устройств на основе этого явления.

Научная новизна диссертации состоит в следующем.

• Экспериментально определены средние размер и скорость частиц аэрозоля, полученного методом электростатического распыления, произведена оценка значения заряда частицы.

® Получены вольт-амперные характеристики струйного течения магнитной жидкости в электрическом и магнитном полях для диапазона значений концентрации дисперсной фазы ф=0,1...0,2; индукции магнитного поля В=25...40мТл и межэлектродного расстояния ЬМэ=0,013...0,04 м.

• Впервые обнаружено, что использование высококонцентрированных жидкостей (ф= 0,17-0,19) приводит к новому типу неустойчивости свободной поверхности в электрическом и магнитном полях - межэлектродной квазистационарной перемычке. В работе определены вольт-амперные характеристики перемычки и зависимости относительного изменения ее диаметра от величин внешних электрического и магнитного полей, межэлектродного расстояния.

о Впервые обнаружено и экспериментально исследовано периодическое изменение диаметра межэлектродной перемычки в приэлектродной области при постоянстве внешних электрического и магнитного полей. Получены и проанализированы ам-перо-временные зависимости перемычки при возникновении автоколебательного процесса, установлена зависимость периода колебаний от межэлектродной разности потенциалов для магнитной жидкости с концентрацией дисперсной фазы Ф=0,19.

» Впервые определено критическое значение концентрации дисперсной фазы (ф=0,033), ниже которого на поверхности коллоида, независимо от величины индукции магнитного поля, не возникает неустойчивость в виде выступов и впадин;

Практическая значимость результатов.

® Предложено устройство для бесконтактного определения электростатической безопасности объектов, обеспечивающее пожаро- и взрывобезопасность, и исключающее поражение человека электрическим током.

• Экспериментально определен оптимальный диапазон концентраций дисперсной фазы магнитодиэлектрического коллоида (ф=0,14+0,1б) при его использовании в магнитожидкостных индукционных струйных электронейтрализаторах.

Положения, выносимые на защиту.

1. Результаты экспериментального исследования магнитного аэрозоля, полученного методом электростатического распыления: размер частиц, их заряд и скорость движения в электрическом поле.

2. Результаты экспериментального исследования струйного течения магнитной жидкости в электрическом и магнитном полях, показавшие влияние концентрации дисперсной фазы на величину тока и расхода жидкости в струе и позволившие выбрать оптимальный диапазон концентраций дисперсной фазы (ф=0,14-^0,1 б) для ее использования в индукционных электронейтрализаторах.

3. Результаты экспериментального исследования квазистационарной межэлектродной перемычки, возникающей вследствие неустойчивости свободной поверхности магнитной жидкости в электрическом и магнитном полях.

4. Результаты экспериментального исследования неустойчивости свободной поверхности магнитной жидкости, позволившие определить критическое значение концентрации дисперсной фазы, ниже которой независимо от величины индукции магни тного поля поверхность не деформируется в виде выступов и впадин.

5. Устройство для бесконтактного определения электростатической безопасности объектов, основанное на эффекте взаимодействия свободной поверхности магнитной жидкости с внешним электрическим полем.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и-

обсуждались на 9-й Международной Плссской конференции но магнитным жидкостям. (г. Плес, 2000 г), Региональных научно-технических конференциях "Вузовская

наука- Северо-Кавказскому региону" (Ставрополь, 2001и г.), VIII Всероссийском съезде по теоретической и прикладной механике (Пермь, 2001 г.), 1-ой Российской научно-технической конференции "Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе" (Ставрополь, 2001 г.), 9-й Международной конференции по магнитным жидкостям (Бремен, 2001 г.).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Диссертация содержит 147 страниц текста, без приложения, 1 таблицу, 59 рисунков, список литературы состоит из 126 наименований, Приложение содержит 8 таблиц экспериментальных результатов. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, ее новизна и практическая значимость; представлены основные положения, выносимые на защиту; изложено краткое содержание работы.

В первой главе представлен обзор теоретических и экспериментальных работ, содержащий информацию о свойствах магнитных жидкостей и их применении в электротехнических устройствах. В обзоре рассмотрены исследования электрофизических свойств магнитных жидкостей, поведения се свободной поверхности в электрическом и магнитном полях. Показана необходимость и обоснована актуальность экспериментального исследования свойств магнитодиэлектрической жидкости как среды, обладающей одновременно диэлектрическими и магнитными свойствами. Проведен анализ работ, содержащих информацию о применении электрического поля высокой напряженности, о методах измерения напряженности электрического поля в жидких диэлектриках и устройствах, обеспечивающих отвод зарядов статического электричества.

Во второй главе поставлена задача исследования, описаны экспериментальные установки для исследования: магнитного аэрозоля, полученного методом электростатического распыления; неустойчивости свободной поверхности магнитной жидкости в электрическом и магнитном полях; показаны формы использующихся электродов. Подробно описаны методики определения вольт-амперных зависимостей струйного течения и межэлегстродной перемычки, высоты конического выступа при различных начальных условиях, массо- и зарядоперепоса при струйном течении

жидкости. Заключительный параграф посвящен оценке и учету погрешностей экспериментальных измерений с использованием методов математической статистики.

Третья глава посвящена изучению взаимодействия свободной поверхности магнитной жидкости с внешними электрическим и магнитным полями. Рассмотрены микрокапельное (аэрозольное) и струйное движение жидкости во внешних полях, получена и экспериментально исследована межэлектродная квазистационарная перемычка. Основой всех исследуемых видов неустойчивости являлся одиночный конический выступ, возникающий на поверхности жидкости в вертикальном градиентном магнитном поле.

Первая часть работы посвящена исследованию магнитного аэрозоля, полученного методом электростатического распыления. Термин «магнитного» использован в связи с возможностью управлять траекторией движения частиц внешним магнитным полем. Экспериментально определены геометрические и электрические параметры аэрозоля. Определение размеров капель проводилось следующим образом: на чистый лист бумаги наносились капли аэрозоля методом электростатического распыления. Рядом наносились капли заданного объема с помощью мшсрошприца МШ-1. Полагая одинаковость смачивания каплями поверхности бумаги определяли размеры капель методом пропорций. Средний размер капель составил 6+8 мкм. Для определения скорости движения капель в электрическом и магнитном полях заряд капли определялся по выражению для диэлектрической сферической частицы во внешнем электрическом поле и составил 1,5-Ю"16 Кп.

Уравнение движения частицы в электрическом и магнитном полях можно представить в следующем виде

где К,.,/- кулоновская сила взаимодействия заряженной капли с внешним полем, Рж2 - кулоновская сила, обусловленная взаимодействием заряженных частиц; Т7,,/ - сила взаимодействия заряженного диполя с внешним электрическим полем; - сила электростатического диполь-дипольного взаимодействия; Рс - сила аэродинамического сопротивления среды, в которой происходит движение; /*■„, - сила гравитационного притяжения; Р„ - сила Лоренца, Рш - сила, обусловленная взаимодействием магнитной частицы с внешним магнитном полем, Fд« - сила магнитного диполь-дипольного взаимодействия.

Оценочные расчеты показали, что ввиду относительной малости величины можно пренебречь силами взаимодействия заряженных частиц, поляризационными силами, силой Лоренца, гравитационного притяжения и силами магнитного диполь-ного взаимодействия. На рисунке 1 представлен фрагмент экспериментальной установки, направление осей х и у, векторов и Я. Таким образом, соотношение (1) для модулей проекций сил на оси х и у можно переписать в виде (2) и (3) соответственно

где т - масса капли аэрозоля, - заряд капли, рв - плотность воздуха, щ - вязкость воздуха, ¿4 - диаметр капли, М - намагниченность капли с учетом размагничиваю-

Результаты расчета выражения (2) методом Рунге-Кутта 4-го порядка представлены на рисунке 2 в виде зависимостей пройденного расстояния и скорости движения капли в электрическом поле от времени после ее эмиссии. Расчет производился в математическом пакете МаЛСАБ с использованием функции гкЯхеё. В качестве граничных условий были приняты нулевая скорость в начальный момент движения и начальная координата капли.

Результат расчета выражения (3) представлен на рисунке 3. Интегрирование выражения (3) проводилось до момента времени 12, соответствующего значению, за которое частица пролетает весь межэлектродный промежуток и ударяется об экран. Таким образом, отклонение Д в магнитном поле для рассматриваемого случая составляет 9,8 мм.

Для экспериментального определения отклонения капель магнитным полем при их движении в электрическом поле аэрозоль напыляли на экран без воздействия магнитного. Затем эксперимент повторялся с дополнительным магнитным полем, воздействующим перпендикулярно электрическому. Параметры напряженности

(2)

т——

ск2

щего фактора, УЯ - градиент магнитного поля.

УН

В,

Рисунок 1 - Схема, поясняющая определение динамических характеристик частиц аэрозоля '

магнитной жидкости в электрическом поле жидкости в магнитном поле

магнитного поля и межэлектродной разности потенциалов, а также все расстояния принимались такими же, как и для теоретического расчета. При этом на экране появлялись две окружности радиусом около 10 мм. Экспериментально определенное по замеру расстояния между центрами окружностей отклонение составило 11 мм.

Таким образом, разница между экспериментально и теоретически определенной величиной отклонения капли аэрозоля в магнитном поле составляет 1,2мм, т.е. 10,9%. Этот результат доказывает возможность считать выражение для расчета заряда капли приемлемым, и дающим удовлетворительный результат при оценке величины заряда капли магнитного аэрозоля, полученного методом электростатического распыления.

Обобщая вышеописанные экспериментальные и теоретические результаты, можно сделать вывод о том, что магнитодиэлектрической частицей, полученной методом диспергирования в воздухе можно управлять с помощью как электрического, так и магнитного полей. Это расширяет диапазон степеней воздействия на поток частиц при их использовании в электрокаплеструйных регистрирующих устройствах, а также может послужить основой для создания магниточувствительных аэроУвеличение межэлектродной разности потенциалов приводит к переходу от распыления жидкости в виде аэрозоля к струйному течению. В данном случае струйное течение представляет собой неразрывное движение объема со свободными границами.

Исследовано влияние концентрации дисперсной фазы на массо- и зарядоперенос при струйном течении. Были получе- • ны вольт-амперные зависимости струйного течения магнитной жидкости в электрическом и маг-

золей с известными параметрами частиц.

Рисунок 4. - Вольт-амперные зависимости струйного течения магнитодиэлектричеекого коллоида при индукции магнитного поля В=41,5мТл, межэлск-тродном расстоянии Ьт=30 мм для концентраций дисперсной фазы: ♦ - (р=0,10; Ш - <р=0,12; -»■ -<р=0,14; х - ф=0,20 объемных долей

и

нитном полях (рис.4). Как видно из графиков, максимальное увеличение тока достигается на жидкости с (р=0,14. Снижение концентрации, так же как и ее увеличение ведет к уменьшению величины тока. Этот факт может быть объяснен на основе зависимости электропроводности магнитной жидкости от концентрации дисперсной фазы, которая имеет вид, аналогичный растворам сильных электролитов с максимумом в интервале ср = 0,08...0,12.

Исследовано влияние индукции внешнего магнитного поля и изменение межэлектродного расстояния на ток в струе. Получены зависимости расхода жидкости 5 и удельного перенесенного заряда а от межэлектродной разности потенциалов для двух концентраций дисперсной фазы (ср=0,12 и 0,14). Расход определялся путем взвешивания перенесенной за определенное время массы жидкости. Определена зависимость средней скорости движения жидкости при струйном течении от межэлектродной разности потенциалов. По известной скорости рассчитано среднее время нахождения удельного объема жидкости в струе. Сравнение этого времени с Мак-свелл-Вагн1?ровским временем релаксации заряда позволило сделать вывод о преимущественном переносе заряда по поверхности струи.

Использование жидкостей с объемной концентрацией дисперсной фазы Ф=0,17-0,2 привело к наблюдению нового типа неустойчивости. Впервые получена и экспериментально исследована межэлектродная квазистационарная перемычка, для которой определены вольт-амперные характеристики при разных значениях индукции магнитного ноля. Исследования проводились для формы перемычки в виде усеченного конуса. Как видно из рисунка 5, зависимости тока через систему во всех случаях имеют нелинейный характер. Рассмотрим параллельно с вольт-амперными характеристиками, зависимости относительного изменения диаметра перемычки от приложенного напряжения, представленные на рисунке б. В предположении линейности изменения диаметра, нелинейный характер вольт-амперной зависимости, описываемый с высокой точностью полиномом 2-й степени (коэффициент достоверности аппроксимации 1^=0,993), объясняется квадратичной зависимостью площади сечения перемычки от приложенного напряжения полагая постоянность средней плотности тока. В подтверждение этому была проведена оценка тока проводимости по отношению к полному току через систему, обусловленному проводимостью и током переноса. Величина тока проводимости оказался на 4+5 порядков меньше общего тока. Ток проводимости определялся по закону Ома с учетом линейного измене-

ния диаметра перемычки от приложенного напряжения 1 =

ЛШ таР'у

где и - прило-

женная разность потенциалов, В; I - ток сквозной проводимости, А; 11-сопротивление цилиндрического столба жидкости, Ом; £- высота столба, м; <1 -диаметр столба, и; у - удельная проводимость магнитодиэлектрического коллоида,

См/м. Для тока переноса запишем следующее выражение 1Щ1 =

аУ

-а— н, прини-

Р/

мая V = V ■ I • 8, получим

о-к-г-Я

(4)

где а - удельный объемный заряд, Кл/м3; V- скорость течения, м/с.

Как видно из уравнения (4) в нем фигурирует площадь поперечного сечения Б, что объясняет изменение тока переноса и тока проводимости от приложенного напряжения, по закону, близкому к квадратичному.

и, кВ

-1

и, кВ

8

12 16

Рисунок 5 - Вольт-амперные характерно™- Рисунок б - Зависимость относительного ки межэлектродной перемычки при различ- изменения диаметра перемычки от прило-мых значениях индукции магнитного поля женного напряжения для ф—0,14: 1 -для <р=0,14: 1 - В=27,5мТл; 2 - В=29,5мТл; В=27,5мТл; 2 - В=29,5мТл; 3 - В=32мТл; 4 3 - В=32мТл; 4 - В=34,5мТл. - В=34,5мТл.

Но, наряду с площадью, в формулу (4) входит скорость. Так как общий ток через систему на 4н-5 порядков больше тока проводимости, и допуская отсутствие токов смещения = предположено наличие электроконвекции в межэлектродной

перемычке, что подтвердили последующие визуальные наблюдения.

Из графиков, приведенных на рисунке 5 видно, что ток через перемычку зависит не только от приложенного напряжения, но и от индукции магнитного поля. Это

расширяет возможности известных методов и средств нейтрализации статического электричества и позволяет использовать магнитожидкостную межэлектродную перемычку в качестве высокоомного управляемого сопротивления.

В данной работе впервые обнаружены и исследованы периодические изменения диаметра перемычки магнитной жидкости (ср«0,19) в приэлектродной области. Периодический процесс изменения диаметра наблюдался при использовании в качестве верхнего электрода как плоской поверхности из нержавеющей стали, так и шаров одинакового диаметра из магнитного материала и алюминия. Качественно картина происходящих явлений не зависела от типа электрода. Для наблюдаемого процесса получены амперо-временные зависимости (рис.7), зависимость периода колебаний от приложенной разности потенциалов (рис.8). На рисунке 9 представлены характерные фазы колебательного процесса.

11 13 15 17 19 У, КВ

Рисунок 7 - Ампсро-времснная зависимость Рисунок 8 - Зависимость периода колсба-межэлектродной перемычки при и=7кВ. ний перемычки от приложенного напряжения.

На основе анализа этих результатов предложен следующий механизм происходящих явлений. Поскольку переход от конического выступа к устойчивой перемычке происходит под действием кулоновских сил, то у поверхности верхнего электрода будет находиться жидкость с объемным зарядом знака, противоположного знаку потенциала электрода. Взаимодействие приэлектродной области перемычки с электродом приведет к частичной или полной перезарядке. Так под действием кулоновских сил область со знаком заряда, одноименного знаку потенциала электрода, оттолкнется от верхнего электрода, и как следствие уменьшит диаметр перемычки. Присутствие конвективных потоков в виде набегающих снизу вверх волн восстанавливает первоначальную форму перемычки.

Представлены результаты экспериментального и теоретического определения критического значения концентрации дисперсной фазы (Ре2Оз-РеО) ф1ф, ниже которой на поверхности магнитодиэлектрического коллоида в магнитном поле не возникнет неустойчивость в виде совокупности выступов и впадин. Механизм этого явления имеет следующее качественное объяснение: всякое возмущение свободной поверхности жидкости приводит к таким искажениям силовых линий магнитного поля, которые вызывают дальнейшее развитие кривизны поверхности, т.е. густота силовых линий, а следовательно, и намагниченность будет больше в вершинах выступов. Неустойчивость будет иметь волнообразный характер, вызванный магнитным скачком давления. Это условие является

г) д) е)

Рисунок 9 - Характерные фазы изменения формы перемычки в прюлектродной области при колебательном процессе для ф=0,19, и=7кВ

необходимым, но не достаточным. Достаточность определяется условием Мкр<М8, так как возрастающая напряженность магнитного поля в вершинах пиков требует локального увеличения намагниченности, что в состоянии магнитного насыщения всего объема жидкости невозможно. Здесь Мкр - критическое значение напряженности магнитного поля, при котором возникает неустойчивость, М3 - намагниченность насыщения коллоидного раствора.

Для экспериментального определения фкр была использована исходная магнитная жидкость типа «магнетит в керосине» с <р=0,015. Воздействие магнитного

поля индукцией В«0,3 Тл приводило к значениям ланжевеновского аргумента ^»10, что указывает на наступление насыщения в магнитной жидкости. При этом на поверхности волнообразной неустойчивости не возникало. Запишем соотношения, приведенные в работах В.Г. Баштового и А.Н. Висловича для определения критического значения намагниченности и намагниченности насыщения коллоида

где |х=В/Н,/( = ЭВ/ЭН, а - поверхностное натяжение, рж - плотность коллоидного раствора, кг/м3, гг - радиус частицы, включая немагнитный поверхностный слой, Г| -радиус магнитной составляющей частицы, МзГ - намагниченность насыщения магнетита.

Эти соотношения позволяют заметить, что увеличение объемной концентрации дисперсной фазы приводит к увеличению критического значения намагниченности, при котором возникает неустойчивость поверхности.

Изменение концентрации дисперсной фазы осуществлялось путем добавления к исходному раствору высококонцентрированного коллоида. Плотность контролировалась методом взвешивания. Определена концентрация, при которой поверхность начинала приобретать волнообразное искривление (ср=0,03). Дальнейшее увеличение концентрации приводит к еще более сильному развитию рельефа поверхности.

Теоретическое определение фкр осуществлялось следующим образом. Исследован диапазон изменения плотности раствора от 780 кг/м3 до 1080 кг/м3, что соответствует концентрации дисперсной фазы ф от 0 до 0,067.

Намагниченности определялись в предположении Ланжевеновского закона, что допустимо ввиду малого содержания коллоидных частиц и пренебрежения ди-поль-дипольным взаимодействием. Совместное решение уравнений (5) и (б) дает критическое значение концентрации фкр=0,034. В теоретическом расчете частица рассматривалась как ядро ферромагнетика с немагнитной оболочкой, образовавшейся за счет химического взаимодействия олеиновой кислоты и магнетита, толщина которой Зцб^ГгГг- Принимая гг-1'1=2нм, было получено хорошее согласование теорети-

(5)

(б)

ческих и экспериментальных результатов, что подтверждает существование и необходимость учета немагнитной оболочки олеата феррита на поверхности частицы.

Определены геометрические параметры одиночного конического выступа на свободной поверхности коллоида в электрическом и магнитном полях. Получены зависимости высоты конического выступа от индукции магнитного поля, толщины плоского слоя, межэлектродной разности потенциалов для диапазона концентраций дисперсной фазы ср=0,10...0,17.

Исследования показали, что уменьшение концентрации дисперсной фазы, как и увеличение толщины слоя, снижают максимальное значение высоты одиночного конического выступа. Дополнительное воздействие электрического поля ( Е | | Н) оказывает стабилизирующее действие на выступ, увеличивает максимальное значение высоты пика и придает вершине более остроугольную форму. Практическая направленность этих результатов состоит в их использовании при выборе оптимальных параметров магнитодиэлектрических коллоидов, использующихся в устройствах нейтрализации статических зарядов и бесконтактного определения электростатической безопасности объектов.

Четвертая глава посвящена практическому применению исследуемых явлений. Предложено устройство для бесконтактного определения электростатической безопасности объектов, схема которого представлена на рис.10. Устройство состоит из металлического экрана 1, выполняющего роль исследуемого объекта; магнито-жидкостного электрода 2; постоянного магнита 3, служащего для формирования неустойчивости в виде одиночного конического выступа; металлического стержня из ферромагнитного материала 4, выполняющего роль электрода и магнитного полюса вставленного в стеклянную трубку; источника лазерного излучения видимого спектра и линзы 5; фотоприемника 6; привода кронштейна 7; датчика начального положения 8; шагового двигателя 9; кронштейна 10; высоковольтного источника постоянного напряжения 11; киловольтметра 12; схемы управления и индикации 13.

Принцип работы устройства состоит во взаимодействии свободной поверхности магнитной жидкости с внешним электрическим полем. Как показали исследования, рассмотренные в главе 3, воздействие на конический выступ на свободной поверхности магнитной жидкости соосным его оси вращения электрическим полем приводит к изменению его геометрических размеров (рис.11). Этот эффект и используется в качестве критерия при определении потенциала на проверяемом объекте. Линза на источнике излучения установлена так, что ось конуса находится в фо-

кусе. Это обеспечивает максимальный уровень чувствительности и повышение достоверности получаемых результатов.

Предложенное устройство по сравнению с прототипами обладает следующими преимуществами: независимостью от угла наклона по отношению к горизонтальной плоскости; отсутствием массопереноса материала жидкого электрода; автоматизацией измерений, т.е. отсутствием необходимости контакта исследователя с конструкцией прибора во время измерения.

Методика определения потенциала объекта и запаса его электрической прочности состоит в следующем. Первоначально производилась калибровка устройства, т.е. получение зависимости расстояния, при котором конический выступ перекрывает оптический луч, от разности потенциала между экраном (исследуемым образцом) и нулевым потенциалом. Для магнитодиэлектрического коллоида с объемной концентрацией дисперсной фазы ф=0,14 такая зависимость представлена на рисунке 12. Далее по известной зависимости расстояния от приложенного напряжения определяют потенциал на исследуемом объекте. Запас электрической прочности определяют по разнице между критическим потенциалом для конкретного исследуемого объекта, при котором возникает искровой пробой, и потенциалом, определенном с помощью описываемого устройства в рабочем режиме объекта. Напряжение пробоя для каждого исследуемого объекта определяется по одной из известных методик, рассмотренной многими авторами в работах по расчету электростатических полей.

11 12

Схема управления и индикации

Рисунок !0

- Схема макета устройства для бесконтактного определения электростатической безопасности объектов

Исследования, проведенные в третьей главе показали не только возможность создания, но и возможность управления геометрическими и электрическими параметрами межэлектродной перемычки, что позволяет создать высокоомнос управляемое сопротивление. Термин «управляемое» применен в связи с возможностью влияния на ход вольт-амперной зависимости путем изменения внешних факторов.

Результатом этого исследования явились зависимости 1(11) и «регулировочные кривые», то есть зависимости межэлектродного расстояния от приложенного напряжения при условии совпадения вольт-амперной характеристики перемычки с заранее определенной.

¡0, мм

2001-

1001-

8

5 10

Рисунок 11 - Схема и принцип работы жидко- Рисунок 12 - Зависимость межэлектродного

го электрода: 1 - метал, стержень, 2 - стек- расстояния от разности потенциалов, при

лян. трубка, 3 - слой магнитной жидкости, 4 которой наступает критическое измерение

- поверхность до воздействия эл. поля, 5 - линейных размеров конического выступа после воздействия, 6 - оптический луч

Нестабильность сопротивления при изменении напряжения от 5 до 20 кВ не

превышает 10%. Диапазон изменения сопротивления 11= 160-И 600 МОм.

Как известно, устройства нейтрализации статического электричества на основе эффекта взаимодействия магнитодиэлектрического коллоида с электрическим и магнитным полями, превосходят свои аналоги по многим показателям. Но, наряду с явными и значительными преимуществами, эти устройства не лишены и некоторых недостатков, К основным недостаткам можно отнести статическое значение индукции магнитного поля, формирующего неустойчивость на поверхности коллоида, и межэлектродного расстояния, устанавливающего уровень начального напряжения нейтрализации и определяющего величину электрической прочности системы. Указанные особенности вводят ограничения на область применимости этих устройств.

Анализ результатов третьей главы дает основание предложить модернизацию существующего индукционного нейтрализатора путем ввода дополнительных узлов

регулировки, а именно: межэлектродного растояния и индукции магнитного поля. Величиной индукции можно регулировать в широких пределах не только высоту выступа (2,5...6 мм), но и ток через систему при струйном течении. Таким образом, одним из способов улучшения существующего нейтрализатора явилось введение регулируемого источника магнитного поля. Так же показано, что изменение межэлектродного расстояния резко расширяет диапазон регулировки разрядного тока.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Экспериментально определены средние размер (6-8 мкм) и заряд (1,5-10""' Кл) капли магнитного аэрозоля, полученного методом электростатического распыления. Определена скорость движения заряженных частиц аэрозоля в электрическом поле.

2. На основе экспериментально полученых вольт-амперных зависимостей струйного течения магнитной жидкости для различных концентраций дисперсной фазы, индукции магнитного поля, установлен оптимальный диапазон концентраций частиц коллоида (ф=0,14-ьО, 16) при ее использовании в устройствах нейтрализации статического электричества.

3. Экспериментально получены результаты массо- и зарядопереноса при струйном течении магнитной жидкости, определена скорость движения жидкости в струе. Сравнение Максвелл-Вагнеровского времени релаксации заряда и времени нахождения удельного объема жидкости в электрическом поле при струйном течении позволили сделать вывод о преимущественном переносе заряда по поверхности струи.

4. Обнаружено и экспериментально исследовано явление неустойчивости свободной поверхности в виде магнитожидкостной межэлектродной перемычки. Получен-ны вольт-амперные характеристики, и зависимости линейных размеров перемычки от приложенного напряжения, при различных значениях концентрации дисперсной фазы, индукции магнитного поля и межэлектродного расстояния. На основе сопоставления величин общего тока через перемычку и тока проводимости предположено наличие конвективного движения жидкости в перемычке, что подтверждено последующими визуальными наблюдениями.

5. Обнаружен и экспериментально исследован процесс периодического изменения диаметра перемычки в приэлектродной области для жидкости с объемной концентрацией ф=0,19. Получены амперо-временные зависимости, зависимости периода

колебаний от межэлектродного напряжения. Предложен механизм наблюдаемого явления.

6. Установлено критическое значение объемной концентрации частиц дисперсной фазы магнитодиэлектрического коллоида фкр=0,03, ниже которого невозможно возникновение неустойчивости на свободной поверхности коллоида в магнитном поле, представляющей совокупность выступов и впадин. Сопоставление теоретических и экспериментальных данных показало необходимость учета немагнитной оболочки олеата феррита на поверхности частицы при определении намагниченности насыщения коллоида.

7. Предложено устройство для бесконтактного определения электростатической безопасности объектов, основанное на линейной зависимости высоты конического выступа на поверхности магнитодиэлектрического коллоида от межэлектродной разности потенциалов. Экспериментально подтверждено, что устройство обеспечивает бесконтактный, взрыво- и пожаробезопасный способ определения потенциала на исследуемом объекте и запаса его электрической прочности.

8. Предложено использование магнитожидкостной перемычки в качестве высоко-омного управляемого сопротивления с диапазоном значений Я= 160+1600 МОм.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Кожевников В.М., Милсугенов О.В., Шаталов А.Ф. Особенности электрокопвекции и магнитной жидкости при воздействии магнитного поля // Сб. науч. тр. сер. «Физц-

■ ко-химическая», вып.З. - Ставрополь: СевКавГТУ, 1999. - С.74-77.

2. Кожевников В.М., МалсугенЬв О.В. Особенности неустойчивости свободной поверхности магнитной жидкости при воздействии электрического и магнитного полей. // Сб. науч. тр. 9-й Междуиар. Плесской кот)), по магнитным жидкостям. (Россия, Плсс, сентябрь 2000годаг). - Россия, Плес, 2000г. - С.274-279.

3. Кожевников В.М., Малсугенов О.В. Исследование машитожидкостнон перемычки в качестве высокоомного управляемого сопротивления. // Сб. науч. тр. I Российской науч.-практической конф. «Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе». (Ставрополь, июнь, 2001г.) - Ставрополь, СГСХА, 2001г.-С.353-355.

4. Кожевников В.М., Малсугенов О.В. Исследование электрических и геометрических параметров межэлсктродной перемычки магнитной жидкости. // Сб. науч. тр. «На-

учные школы и направления СевКавГТУ». (Ставрополь, СевКавГТУ, 2001г). - Ставрополь, СевКавГТУ, 2001г. - C.I46-150.

5. Кожевников В.М., Морозова 'Г.Ф., Малеугенов О.В. Электрические свойства тонкого слоя углеводородных жидкостей // Тез. докл. межнузонской научной конференции к 350-летию Лейбница. (Ставрополь, 26-28 февраля 1996г). - Ставрополь, СГТУ, 1996. - С.92.

6. Кожевников В.М., Морозова Т.Ф., Малеугенов О.В. Околоэлектродные структурные образования в дисперсных системах // Тез. докл. XXVI науч.-техи. конф. (Ставрополь, 26-28 марта !996г). - Ставрополь, СГТУ, 1996. - С.238.

7. Кожевников В.М., Морозова Т.Ф., Малеугенов О.В., Шаталов А.Ф. Электрокинетические явления в магнитных жидкостях при воздействии электрического и магнитного полей // Матер, региональной науч.-техн. конф. «Вузовская наука - СевероКавказскому региону». (Ставрополь, 14-16 мая 1997г). Ставрополь, СГТУ, 1997. -С.90-91.

8. Кожевников В.М., Малеугенов О.В., Шаталов А.Ф. Неустойчивость поверхности магнитной жидкости в электрическом и магнитном полях. // Тез. докл. VIII Всерос. съезда по теор. и прикладн. механике. (Пермь, 2001г). - Пермь, 2002г. - С.318.

9. Малеугенов О.В. Массо- и зарядоперенос в магнитной жидкости. // Материалы V региональной науч.-техн. конф. «Вузовская наука-Северо-Кавказскому региону». (Ставрополь, СевКавГТУ, 2001 г). - Ставрополь, СевКавГТУ, 2001г. - С.16-17.

Ю.Кожевников В.М., Малеугенов О.В. Исследование электрических характеристик межэлектродной перемычки магнитной жидкости. //Материалы XXXI науч.-техн. конф. - Ставрополь, СевКавГТУ, 2001. - С.55.

11. Kozhevnikov V.M., Morozova T.F., Malsugenov O.V. Inductivity of stratum magnetic fluid in electrical and magnetic fields // 9-th International Conference on Magnetic Fluids, Germany, Bremen, 23-27 July, 2001, P.395-396.

12. Kozhevnikov V.M., Malsugenov O.V. Research of electrical and geometrical parameters of an interelectrode cross connection of a magnetic fluids // 9lh International Conference on Magnetic Fluids, Germany, Bremen, 23r"-27rl1 July, 2001, P. 315-316.

Изд. лиц. серия ИД № 00502 Подписано к печати 24.12.03 г.

Формат 60x84. 1/16 Усл. печ. л. - 1,5 Уч.-изд. л. - 1,1

Бумага офсетная. Печать офсетная. Заказ 799 Тираж 100 экз. Северо-Кавказский государственный технический университет 355029 г. Ставрополь пр. Кулакова, 2

Отпечатано в типографии СевКавГТУ Издательство Северокавказского государственного технического университета

Содержание

Введение

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Электрофизические свойства магнитодиэлектрических жидкостей 11 1.1.1. Проводимость и диэлектрическая проницаемость магнитных жидкостей

1Л .2. Механизмы зарядообразования в дисперсных системах 15 1.1.3. Взаимодействие магнитных жидкостей с магнитным полем

1.2. Неустойчивость свободной поверхности магнитодиэлектрического коллоида в электрическом и магнитном полях

1.3. Каплеструйные течения слабопроводящих сред в электрическом и магнитных полях

1.4. Нейтрализация статического электричества

ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ. ОЦЕНКА И

УЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ

2.1. Постановка задачи

2.2. Экспериментальные установки

2.3. Методики экспериментов

2.4. Обработка экспериментальных данных и оценка погрешностей

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕУСТОЙЧИВОСТИ СВОБОДНОЙ

ПОВЕРХНОСТИ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ И МАГНИТНОМ ПОЛЯХ 56 3.1. Исследование магнитного аэрозоля, полученного методом элек- 56 тростатического распыления

3.2. Электрические и геометрические параметры струйного течения магнитной жидкости в электрическом и магнитном полях

3.2.1. Вольт-амперные характеристики струйного течения при изменении начального значения индукции магнитного поля и концентрации твердой фазы

3.2.2. Массоперенос с противоэлектрода в электрическом и магнитном полях

3.2.3. Массо- и зарядоперенос при струйном течении

3.3. Динамика возникновения, электрические и геометрические параметры межэлектродной перемычки

3.4. Неустойчивость магнитодиэлектрического коллоида с различными физико-химическими свойствами в нормальном к поверхности электрическом и магнитном полях

3.4.1. Влияние концентрации дисперсной фазы на характер неустойчивости свободной поверхности магнитодиэлектрического коллоида в вертикальном магнитном поле

3.4.2. Исследование формы неустойчивости свободной поверхности жидкости в неоднородном поле при изменении концентрации дисперсной фазы, толщины слоя и внешнего электрического поля

3.4.3. Влияние электрического поля на форму неустойчивости свободной поверхности магнитодиэлектрического коллоида

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ НЕУСТОЙЧИВОСТИ

СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ МАГНИТОДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

КОЛЛОИДА В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ И МАГНИТНОМ ПОЛЯХ

4.1. Устройство для бесконтактного определения электростатической безопасности объектов

4.2. Высокоомное управляемое сопротивление

4.3. Улучшение технико-эксплуатационных показателей магнитожидкостного индукционного струйного нейтрализатора

Актуальность. Магнитные жидкости на углеводородной основе (маг-нитодиэлектрические коллоиды), впервые полученные в 60-х годах прошлого столетия и изучаемые до настоящего времени, являются интереснейшим материалом, сочетающим в себе одновременно магнитные и диэлектрические свойства. Это сочетание дает возможность для их использования в качестве активной среды в электротехнических устройствах и аппаратах, а также с целью моделирования различных ЭГД-процессов.

Одним из важных в этом направлении является применение магнитной жидкости в индукционных нейтрализаторах статического электричества, основанных на эффекте взаимодействия свободной поверхности магнитной жидкости с внешним электрическим полем. Этот метод нейтрализации является безискровым, что позволяет применять его в нефтеперерабатывающей, электронной, целлюлозно-бумажной и ткацкой отраслях промышленности, в которых большинство технологических процессов неразрывно связано с образованием и накоплением статического электричества. Безискровое выравнивание потенциалов на изолированных конструкциях является актуальной проблемой в космических технологиях. Не менее интересным является управляемый тепло- и массообмен в условиях почти полного отсутствия гравитации, основанный на взаимодействии свободной поверхности коллоида с внешними электрическим и магнитным полями.

В тоже время большой научный интерес представляет изучение возможности создания магнитного аэрозоля электростатическим методом и управления движением аэрозольных частиц внешними электрическим и магнитным полями. Результаты этих исследования могут найти широкое применение в электрокаплеструйных регистрирующих устройствах и при получении магниточувствительных эмульсий. Достижения в области химии позволили синтезировать новые магнитодиэлектрические коллоиды на основе полимерных материалов. Это дает возможность создания управляемых микроустройств (датчики, электронные ключи, оптические электрозатворы и т.д.) с использованием жидкости на полимерной основе в качестве активной среды.

Еще одним подтверждением актуальности выбранной тематики является то, что исследования физико-химических и тепло-физических свойств магнитных коллоидов, поведение объема и свободной поверхности во внешних полях отражено как как одно из приоритетных направлений научных исследований на ближайшее десятилетие XXI века в отчете Национального совета по науке и технике при президенте США.

Целью настоящей работы является экспериментальное изучение неустойчивости свободной поверхности магнитной жидкости в электрическом и магнитном полях и разработка устройств на основе этого явления.

Научная новизна диссертации состоит в следующем.

• Экспериментально определены средние размер и скорость частиц аэрозоля, полученного методом электростатического распыления, произведена оценка значения заряда частицы.

• Получены вольт-амперные характеристики струйного течения магнитной жидкости в электрическом и магнитном полях для диапазона значений концентрации дисперсной фазы ср=0,1.0,2; индукции магнитного поля В=25.40 мТл и межэлектродного расстояния ЬМэ=0,013.0,04 м.

• Впервые обнаружено, что использование высококонцентрированных жидкостей (ф= 0,17-0,19) приводит к новому типу неустойчивости свободной поверхности в электрическом и магнитном полях - межэлектродной квазистационарной перемычке. В работе определены вольт-амперные характеристики перемычки и зависимости относительного изменения ее диаметра от величин внешних электрического и магнитного полей, межэлектродного расстояния.

• Впервые обнаружено и экспериментально исследовано периодическое изменение диаметра межэлектродной перемычки в приэлектродной области при постоянстве внешних электрического и магнитного полей. Получены и проанализированы амперо-временные зависимости перемычки при возникновении автоколебательного процесса, установлена зависимость периода колебаний от межэлектродной разности потенциалов для магнитной жидкости с концентрацией дисперсной фазы ф=0,19.

1. Впервые определено критическое значение концентрации дисперсной фазы (ф=0,033), ниже которого на поверхности коллоида, независимо от величины индукции магнитного поля, не возникает неустойчивость в виде выступов и впадин.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Результаты экспериментального исследования магнитного аэрозоля, полученного методом электростатического распыления: размер частиц, их заряд и скорость движения в электрическом поле.

2. Результаты экспериментального исследования струйного течения магнитной жидкости в электрическом и магнитном полях, показавшие влияние концентрации дисперсной фазы на величину тока и расхода жидкости в струе и позволившие выбрать оптимальный диапазон концентраций дисперсной фазы (ф=0,14-И),16) для ее использования в индукционных электронейтрализаторах.

3. Результаты экспериментального исследования квазистационарной межэлектродной перемычки, возникающей вследствие неустойчивости свободной поверхности магнитной жидкости в электрическом и магнитном полях.

4. Результаты экспериментального исследования неустойчивости свободной поверхности магнитной жидкости, позволившие определить критическое значение концентрации дисперсной фазы, ниже которой независимо от величины индукции магнитного поля поверхность не деформируется в виде выступов и впадин.

5. Устройство для бесконтактного определения электростатической безопасности объектов, основанное на эффекте взаимодействия свободной поверхности магнитной жидкости с внешним электрическим полем.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на 9-й Международной Плесской конференции по магнитным жидкостям, (г. Плес, 2000г), Региональных научно-технических конференциях "Вузовская наука- Северо-Кавказскому региону" (Ставрополь, 2001г.), VIII Всероссийском съезде по теоретической и прикладной механике (Пермь, 2001г.), I Российской научно-технической конференции "Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе" (Ставрополь, 2001г.), 9-й Международной конференции по магнитным жидкостям (Бремен, 2001г.).

По теме диссертации опубликовано 12 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Диссертация содержитстраниц

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении сформулируем основные результаты диссертационной работы.

1. Экспериментально определены средние размер (6-8 мкм) и заряд (1,5-10"16 Кл) капли магнитного аэрозоля, полученного методом электростатического распыления. Определена скорость движения заряженных частиц аэрозоля в электрическом поле.

2. На основе экспериментально полученных вольт-амперных зависимостей струйного течения магнитной жидкости для различных концентраций дисперсной фазы, индукции магнитного поля, установлен оптимальный диапазон концентраций частиц коллоида (ср=0,14-гО, 16) при ее использовании в устройствах нейтрализации статического электричества.

3. Экспериментально получены результаты массо- и зарядопереноса при струйном течении магнитной жидкости, определена скорость движения жидкости в струе. Сравнение Максвелл-Вагнеровского времени релаксации заряда и времени нахождения удельного объема жидкости в электрическом поле при струйном течении позволили сделать вывод о преимущественном переносе заряда по поверхности струи.

4. Обнаружено и экспериментально исследовано явление неустойчивости свободной поверхности в виде магнитожидкостной межэлектродной перемычки. Полученны вольт-амперные характеристики, и зависимости линейных размеров перемычки от приложенного напряжения, при различных значениях концентрации дисперсной фазы, индукции магнитного поля и межэлектродного расстояния. На основе сопоставления величин общего тока через перемычку и тока проводимости предположено наличие конвективного движения жидкости в перемычке, что подтверждено последующими визуальными наблюдениями.

5. Обнаружен и экспериментально исследован процесс периодического изменения диаметра перемычки в приэлектродной области для жидкости с объемной концентрацией ср=0,19. Получены амперо-временные зависимости, зависимости периода колебаний от межэлектродного напряжения. Предложен механизм наблюдаемого явления.

6. Установлено критическое значение объемной концентрации частиц дис-'персной фазы магнитодиэлектрического коллоида сркр=0,03, ниже которого невозможно возникновение неустойчивости на свободной поверхности коллоида в магнитном поле, представляющей совокупность выступов и впадин. Сопоставление теоретических и экспериментальных данных показало необходимость учета немагнитной оболочки олеата феррита на поверхности частицы при определении намагниченности насыщения коллоида.

7. Предложено устройство для бесконтактного определения электростатической безопасности объектов, основанное на линейной зависимости высоты конического выступа на поверхности магнитодиэлектрического коллоида от межэлектродной разности потенциалов. Экспериментально подтверждено, что устройство обеспечивает бесконтактный, взрыво- и пожаробезопасный способ определения потенциала на исследуемом объекте и запаса его электрической прочности.

8. Предложено использование магнитожидкостной перемычки в качестве вы-сокоомного управляемого сопротивления с диапазоном значений R=160-f-l600 МОм.

1. Справочник по электротехническим материалам Под. ред. Ю.В. Корицкого и др., т.З. Изд. 2-е, перераб. Л., «Энергия». 1976. 896с.

2. Фертман В.Е. Магнитные жидкости: справ, пособие. - Мн.: Выш. Шк., 1988. 184с.

3. Митькин Ю.А., Орлов Д.В. Электрические характеристики феррожидкостей В сб. Материалы Всесоюзного семинара по проблеме намагничивающихся жидкостей, Иваново. 1979. 38-39.

4. Н.И. Дюповкин. Электропроводность магнитных жидкостей. // Коллоидный журнал, том 57. №5. 1995. 666-669.

5. Литовский Е.И,, Кожевников В.М., Чеканова Н.В., Шацкий В.П. Измерение диэлектрической проницаемости магнитной жидкости в электрическом и магнитном полях // III Всесоюзн. совещ. по физике магн. жидк., Ставрополь. 1986. 125-126.

6. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия: Учеб. для хим. спец. вузов / Под ред. А.Г. Стромберга. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: Высш.шк., 1999.-527 с.

7. Г.М. Гордеев, Н.П. Матусевич, СП. Ржевская, В.Е. Фертман Электрические свойства магнитных жидкостей // Физические свойства магнитных жидкостей. Сб. науч. трудов, Свердловск. 1983. 98-102.

8. Кожевников В.М. Электрокинетические свойства магнитодиэлектрических коллоидных систем и разработка устройств на их основе: Дис...д-ра техн.наук., Ставрополь. 1999. 356с.

9. Н.И. Дюповкин Диэлектрическая проницаемость феррожидкостей в магнитном поле. // Коллоидный журнал, т.57, №4, 1995. 476-479.

10. Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов. М.: Энергоиздат, 1982. 320с.

11. Болога М.К., Гроссу Ф.П., Кожухарь И.А. Электроконвекция и теплообмен. Кишинев; Штиинца 1977. 320 с.

12. Гросу Ф.П., Петриченко Н.А., Дубровский Е.Ф. Токоперенос в движущейся изолирующей жидкости//Электронная обработка материалов, 1985. №1. 46-50.

13. Болога М.К., Кожухарь И.А., Кожевников И.В., Алексеева Н.С. О механизме изотермической конвекции//Электроннная обработка материалов, 1986, №4. 48-50.

14. Стишков Ю.К., Остапенко А.А. Электрогидродинамические течения в жидких диэлектриках. Л.:Изд-во МГУ, 1989. 174с.

15. Майоров М.М., Блум Э.Я. Эффекты вращения коллоидных частиц в магнитных жидкостях // Материалы VIII Международной конференции по МГД-преобразованию энергии. М., 1983. Т.5, 145-148.

16. Rosensweig R.E. Advances in electronic and electron physics. 1979. V.48. P.103-109.

17. Мирзабе1Сян Г.З. // Сильные электрические поля в технологических процессах. М.: Энергия, 1969. 20-38.

18. Диканский Ю.И., Кожевников В.М., Чеканов В.В. Магнитная восприимчивость и электропроводность магнитной жидкости при ^Si^ наличии структурных образований // Физические свойства магнитных жидкостей. Сб. науч. трудов, Свердловск, 1983. 28-33.

19. Магнитные жидкости / Б.М. Берковский, В.Ф. Медведев, М.С. Краков. - М.: Химия, 1989. 240с.

20. Баштовой В.Г., Берковский Б.М., Вислович А.Н. Введение в термомеханику магнитных жидкостей. М.: PIBTAH, 1985, 188с. 25.111ЛИ0МИС М.И. Магнитные жидкости. // УФН, т.112. вып.З. 1974. 427-456.

21. Блум Э.Я., Майоров М.М., Цеберс А.О. Магнитные жидкости. - Рига: Зинатне, 1989.386с.

22. ВОНСОВСКИЙ СВ. Магнетизм. - М.: Наука, 1971. 1032с.

23. Розенцвейг Р.Е. Феррогидродинамика М.: Мир, 1967. 356с.

24. Я.И. Френкель, Кинетическая теория жидкостей. Собрание избр. трудов, т.З, М.-Л., изд. АН СССР. 1952.

25. Baily A.G. Electrostatic atomisation of liquids // Sci. Prog. Oxf. 1974. 61. P. 555-581.

26. Drozin V.C. The electrical dispersion of liquids as aerosols // J. Coll. Sci. 1955. 10. №2. P. 158-164.

27. Rayleigh. On the equilibrium of liquid conducting masses charged with electricity//Phil. Mag. 1882. 14. P. 184-186.

28. Zeleny J. The electrical discharge from liquid points, and a hydrostatic method of meashuring the electric intensy at their surface // Phys. Rew. 1914. 3. №2. P. 69-91.

29. Nolan G.G. The breaking of water drops by electric field // Proc. Roy. Irish Acad. 1926. A37. P. 28-39.

30. Маску W.A. Some investigations on the deformation and breaking of water drops in strong electric fields // Pros. Roy. Soc. London, 1931. 133. № A822. P. 565-587. m -/^J

31. Френкель Я. К теории Тонкса о разрыве поверхности жидкости постоянным электрическим полем в вакууме // ЖЭТФю 1936. 6. С 348-350.

32. Vonnegut В. Neubauer R.L. Production of monodisperce liquid particles by electrical atomization //J Coll. Sci. 1962. 7. №6 P. 616-622.

33. Hendricks CD. Charged droplet experiments // Ibid. 1962. 17. P. 249-259.

34. Бураев Т.К., Верещагин И.П., Пашни И.М. Исследование процесса распыления жидкостей в электрическом поле // Сильные электрические поля в технологических процессахю М., 1979. №3. С 87-105.

35. Baily A.G., Bracher J.E., von Rohden H.J. A capillary-fed annular colloid thruster//J. Spacecraft. 1972. 9. №7. P.518-521.

36. Григорьев И.И., Сыщиков Ю.В., Ширяева CO. Электростатическое монодиспергирование жидкостей как метод получения двухфазных систем // ЖПХ. 1989. 82. №9. 2020-2026.

37. Колесниченко А.Ф. Технологические МГД установки и процессы. Киев, 1980.

38. Garton G., Krasucki Z, Bubbles in insulating liquids: stability in an electric field // Trans. Faraday Soc. 1964. 60. P. 211-226.

39. Григорьев А.И., Ширяева CO. Физические принципы электрогидродинамического способа получения ионно-кластерно-капельных пучков // Сб. тр. НТО АН СССР. Научное приборостроение. Физика аналитических приборов. Л., 1989. 28-35.

40. А.Н. Григорьев Неустойчивость заряженных капель в электрических полях //Электрические процессы в технике и химии 1990, №4, С23-32.

41. А.И. Григорьев, СО. Штряева, СИ. Ш,укин Устойчивость заряженных капель сфероидальных форм по отношению к осесимметричным деформациям // ЖТФ, 1998, том 68, №7, 33-36.

42. Кандаурова Н.В. Колебания капли и струйные течения магнитной жидкости в электрическом и магнитном полях // диссер. на соискание уч. степени канд. техн. наук. Пермь, 1992, 168с. •/J^

43. Беджанян M.A. Эффекты взаимодействия капель магнитной жидкости с электрическим и магнитным полями // диссер. на соискае уч. степени канд. физ.-мат. наук, Ставрополь, 2002, 131с.

44. Нагорный B.C. Электрокаплеструйные регистрирующие устройства. М.: «Энергия». 1984. 267с.

45. Ю.И. Диканский Экспериментальное исследование магнитной восприимчивости магнитной жидкости. // Материалы II Всесоюзн. школы-семинара по магнитным жидкостям. - М.: Изд. МГУ. 1981. 22-23.

46. M.D.Cowley, R.E.Rosensweig, J. Fluid Mech. 30, 671 (1967).

47. A. Гайлитис. Форма поверхностной неустойчивости ферромагнитной жидкости. //Магнитная гидродинамика. №1. 1969. 68-70.

48. В.Г. Бащтовой Неустойчивость тонкого слоя намагничивающейся жидкости с двумя свободными границами. // Магнитная гидродинамика. 1977. №3. 23-28.

49. Ю.Д. Барков, В.Г. Баштовой, М.С. Краков. Устойчивость слоев и течений намагничивающейся жидкости. ЦИОНТ ПИК ВИНИТИ. №34. 19-37.

50. И.Е. Таранов Поверхностные волны и устойчивость свободной поверхности намагничивающейся жидкости. // ПМТФ. №4. 1974. 20-24.

51. В.И. Архипенко, Ю.Д. Барков, В.Г. Баштовой, М.С. Краков, М.И. Павлинов Явления на свободной поверхности намагничивающейся жидкости. // ЦИОНТ ГМК ВИНИТИ. №17. 74-75.

52. В.М. Зайцев, М.И. Шлиомис Шестое рижское совещание по магнитной гидродинамике. // Тез. докл., Рига, 1968. 192. 5 8.Баштовой В.Г., Берковский Б.М. Термомеханика ферромагнитных жидкостей. //Магнитная гидродинамика, №3. 1973. 42-49.

53. Падалка В.Л., Селютин В.А. Струйный способ печати // Приборы и системы управления. №5. 1975. 40-42.

54. Beuhner W.L., Hill D.J., Williams Т.Н. Application of Ink Jet Technology to a Word Processing Output Printer // IBM Journal of research and development/ 1977.V.21.№i.p.2-9.

55. Fan G.J. Method and apparatus for forming droplets from a magnetic liquid stream. US Pat. 4027308. Int. CI. G 01 D15/18. 1977.

56. Kulesza F.W. Printing with magnetic ink. US Pat. 30525564. Int. CI GOl D15/18, 1963.

57. A.c. №1148131 Устройство для отвода электростатических зарядов. Кожевников В.М., Чеканов В.В., Литовский Е.И. Опуб.30.03.1985, Бюлл, №12.

58. А.С. №1629996 Устройство для отвода электростатических зарядов. Кандаурова Н.В. // 1990. Бюлл. №5.

59. А.С. №1129561 Способ определения электростатической безопасности объектов. Кожевников В.М., Чеканов В.В., Литовский Е.И. Опуб. 23.02.1984 г.

60. Кожевников В.М., Малсугенов О.В., Шаталов А.Ф. Особенности электроконвекции в магнитной жидкости при воздействии магнитного поля // Сб. науч. трудов СевКавГТУ, сер. «Физико-химическая», вьш.З, Ставрополь. 1999. 74-77. / / /

61. Щербинин Э.В. Струйные течения вязкой жидкости в магнитном поле. Рига: Зинатне. 1973. 303с.

62. Адамчевский И. Электрическая проводимость жидких диэлектриков. Л.: Энергия, 1972,-291 с,

63. Поль Р. Учение об электричестве. М.: 1962. 516с.

64. И.А. Кожухарь, М.К. Болога, О.И. Мардарский Диспергирование слабопроводящих жидкостей в электрическом поле плоского конденсатора. // ЭОМ, №2 1982. 75-78.

65. И.А. Петриченко Давление при электрогидродинамических течениях в изолирующих жидкостях. // ЭОМ, №5. 1979. 61-63.

66. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974, 325с.

67. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц Гидродинамика. М.: Наука, 1986, 733с.

68. Л.Г. Лойцянский Механика жидкостей и газов. М.: ГИТТЛ, 1950, 676с.

69. Рубашов И.Б,, Бортников Ю.С. Электрогазодинамика, - М.: Атомиздат, 1971. 84.0строумов Г.А. К вопросу о гидродинамике электрических разрядов. — ЖТФ,т.24.№10. 1954.С.1915. у/^

70. Остроумов Г.А. Электрическая конвекция. Обзор. Инженерно- физический журнал, Минск, АН БССР, 10. №5. 1966. 683-698.

71. Янтовский Е.И,, Апфельбаум М.С. Струйные течения слабопроводящих жидкостей, вызванной неоднородным электрическим полем. Магнитная гидродинамика, №4. 1983. 99-103.

72. Журавлев B.C. Статическое электричество в промышленности и меры борьбы с ним. М., РИО ВЗПИ, 1978,45с.

73. Статическое электричество в химической промышленности - /под ред. Проф. Дроздова Н.Г./. - Л., Химия, 1971. 208с.

74. Лихобабенко И.Я. и др. Электростатические явления в кожевенно- обувном производстве. М., «Легкая индустрия», 1976. 283с.

75. Каверзнев В.А. и др. Статическое электричество в полупроводниковой промышленности. М., «Энергия», 1975.

76. Максимов Б.К., Обух А.А. Статическое электричество в промышленности и защита от него. - М.: Энергия, 1978, 79с.

77. Тенесеску Ф., Крамарюк Р. Электростатика в технике. - М.: «Энергия», 1980,296с.

78. Стародоба И., Шиморда И. Статическое электричество в промышленности, М - Л: Госэнергоиздат, 1960,252 с.

79. Гигиена применения полимерных материалов. Под ред. К.И. Станкевича, Киев, 1976.

80. Правила защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. М., «Химия», 1973. / ^

81. Гефтер П.Л., Журавлев B.C. Устройства нейтрализации зарядов статического электричества на оборудовании для переработки пластмасс и резины. М., ЦИНТИХР1МНЕФТЕМАШ, 1973.

82. А.С. №936475 (СССР). Искробезопасное разрядное устройство /Авт. изобрет. Л. Раско, А.Е. Скачков. - заявлено 28.01.80 №2879075/24-07; опубликовано в Б.И. 1982, №22.

83. А.с. №936476 (СССР). Нейтрализатор зарядов статического электричества в жидкости /Авт. изобрет. Л.И. Зауралов. - заявлено 08.10.80 №2991824/18-21; опубликовано в Б.И. 1982, №22.

84. Полонше П. А., Хохлов В.Д. Приборы для измерения и нейтрализации зарядов статического электричества. // Легкая промышленность, № 12. 1958. 32-25.

85. А.С. № 193626 (СССР). Гидростатический индукционный нейтрализатор / Калининский торфяной ин-т; авт. изобр. И.Я. Лихобабенко, И.М. Башилов, Р.А. Баскаков и др. - Заявлено 25.03.65. № 947763/26-25; Опубл. в Б.И., 1967, № 7.

86. Захарченко В.В., Мажара Е.Ф., Моровщик А.Н. Индукционные нейтрализаторы статического электричества. - М.: НИИТЭхим, 1979, 21с.

87. Статистическое электричество в химической промышленности. /Авт. Б.Г. Попов, В.Н. Веревкин, В.А. Бондарь, В.И. Горшков./. Л., «Химия», 1977. - 240 с.

88. Статическое электричество при переработке химических волокон. - /под ред. И.М. Генща/ «Легкая индустрия», 1966, 345 с.

89. Аппаратура для точного измерения больших сопротивлений, малых постоянных токов и методы ее проверки. Рождественская Т.Б., Антонова Д.И., Жутовский В.Л. М., Издательство стандартов, 1973, 146с.

90. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия - СПб: Питер Ком, 1999,-816с.

91. Касандрова О.А., Лебедев В.В. Обработка результатов измерений. М.: Наука. 1970.104с. ^ ^ ^

92. Э.Г. Атаманян, Ю.В. Портной, Ю.Д. Чепурнова Методы и средства измерения электрических величин. М.: Высшая школа, 1974,232с.

93. Диканский Ю.И. Эффекты взаимодействия частиц и структурно- кинетические процессы в магнитных коллоидах: диссер. д-ра техн.наук. Ставрополь, 1999.С.305.

94. Бураев Т.К., Верещагин И.П., Пашин М.М. Исследование процесса распыления жидкостей в электрическом поле // Сильные электрические поля в технологических процессах: Электронно-ионная технология. Вып. 3. 1979. 87-105.

95. Карсон Р.С., Хендрикс В.Д. Электростатическое распыление жидкостей в режиме естественных пульсаций // Ракетн, Техника и космонавтика. №6. 1965. 110-115.

96. Чуенкова И.Ю. Разработка и применение эмульсий магнитных жидкостей диссер. на соискание уч. степени канд. техн. наук, Пермь. 1990. 137с.

97. Миролюбов Н.Н., Костенко М.В., Левинштейн М.Л., Тиходеев Н.Н. Методы расчета электростатических полей. М.: Высшая школа, 1963, 415с.

98. Говорков В.А. Электрические и магнитные поля, изд. 3-е, перераб. и доп. М., Энергия, 1983, 488с.

99. Kozhevnikov V.M., Malsugenov O.V. Research of electrical and geometrical parameters of an interelectrode cross connection of a magnetic fluids // 9**^ International Conference on Magnetic Fluids, Germany, Bremen, 23rd_27rd j^jy^ 2001, P. 315-316.

100. Стишков Ю.К., Остапенко A. A. Электрогидродинамические течения в жидких диэлектриках. Л.: Изд-во МГУ, 1989, 174с.

101. Такетоми С, Тикадзуми Магнитные жидкости Пер. с японского, М., Мир, 1993,272с.

102. Кожевников В.М., Малсугенов О.В. Геометрические параметры слоя магнитной жидкости в магнитном поле // Тез. докл. III Региональной научно-технической конференции «Вузовская наука-Северо-Кавказскому региону», Ставрополь. 1999. 42-43.

103. Диканский Ю.И. Экспериментальное исследование магнитной восприимчивости магнитной жидкости // Сб. трудов II Всесоюзной школы-семинара по магнитным жидкостям. Плес. 1981. 22-23.

104. А.с. №416633 Способ оценки электростатической безопасности технологических аппаратов. Н.М. Кармазинов, А. Горев, Опуб. 25.02.1974, Бюлл. №7.

105. А.с. №483631 Устройство для измерения напряженности электростатического поля. СЮ. Жебраускас, Ю.П. Здание, Опуб. 05.09.1975, Бюлл. №33.