搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

横向静磁场对电磁悬浮液滴稳定性的影响

宋其晖 石万元

横向静磁场对电磁悬浮液滴稳定性的影响

宋其晖, 石万元
PDF
导出引用
导出核心图
  • 在利用电磁悬浮技术实现液滴悬浮的过程中, 液滴内部往往存在剧烈对流、外部伴随快速旋转和质心的水平位移等不稳定因素; 因此, 实现液滴的稳定悬浮是完善电磁悬浮技术的关键. 本文采用实验观测的方法, 通过U形静磁场组件对液滴所在空间施加横向静磁场, 利用高速相机记录了不同磁场强度下纯铜熔融液滴的振荡变形过程; 分析了横向静磁场对悬浮铜液滴振荡频率、振幅以及旋转的影响. 实验发现: 对于熔融前的固态铜颗粒, 若静磁场强度超过0.3 T, 铜颗粒几乎以静止状态悬浮. 熔融后, 当施加0.15 T的静磁场, 与未加静磁场时相比, 液滴拟合出的椭圆轮廓线半长短轴差R-=Rx-Ry, 椭圆面积A和椭圆长轴长度Dmax, R-的振幅分别减小了25%, 76% 和60%; 随着磁场强度的继续增加, 振幅和频率继续减小, 但在静磁场强度为0.3 T时, 相比静磁场强度为0.2 T, 频率增加了1 Hz. 横向静磁场还抑制了悬浮铜液滴的旋转, 当磁场强度增加到0.53 T时, 悬浮液滴只在10°的角度范围内摆动. 这些结果表明, 施加横向静磁场能够有效提高悬浮液滴的稳定性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51176210)和重庆市自然科学基金(批准号: cstc2012jjA50003)资助的课题.
    [1]

    Chang F E, Jian Z Y 2005 Foundry Technol. 26 918 (in Chinese) [常芳娥, 坚曾运 2005 铸造技术 26 918]

    [2]

    Wang Y Q, Li L, Zhou J X, Li X J, Wang H Z 2008 Metallurg. Anal. 28 16 (in Chinese) [王永清, 李雷, 周金香, 李小佳, 王海舟 2008 冶金分析 28 16]

    [3]

    Ozawa S, Koda T, Adachi M, Morohoshi M, Watanabe M, Hibiya T 2009 J. Appl. Phys. 106 034907

    [4]

    Wei B B, Yang G C 1988 Acta Aeronaut. Astron. Sin. 9 589 (in Chinese) [魏炳波, 杨根仓 1988 航空学报 9 589]

    [5]

    Li G, Gao Y P, Sun Y N, Chi Z H, Liu R P 2008 Chin. Phys. B 17 3412

    [6]

    Wang H P, Cao C D, Wei B 2004 Appl. Phys. Lett. 84 4062

    [7]

    Liu X M, Liu G Q, Li D P, Wang H B, Song X Y 2014 Acta Phys. Sin. 63 098102 (in Chinese) [刘雪梅, 刘国权, 李定朋, 王海滨, 宋晓艳 2014 物理学报 63 098102]

    [8]

    Zhang L B, Dai F P, Xiong Y Y, Wei B B 2006 Acta Phys. Sin. 55 419 (in Chinese) [张蜡宝, 代富平, 熊予莹, 魏炳波 2006 物理学报 55 419]

    [9]

    Royer Z L, Tackes C, LeSar R, Napolitano R E 2013 J. Appl. Phys. 113 214901

    [10]

    Zhong X Y, Chen J G 1996 Physics 25 565 (in Chinese) [钟晓燕, 陈佳圭 1996 物理 25 565]

    [11]

    Bojarevics V, Pericleous K 2003 ISIJ Int. 43 890

    [12]

    Hyers R W 2005 Meas. Sci. Technol. 16 394

    [13]

    Rayleigh L 1879 Proc. R. Soc. London 29 71

    [14]

    Cummings D L, Blackburn D A 1991 J. Fluid Mech. 224 395

    [15]

    Ozawa S, Morohoshi K, Hibiya T, Fukuyama H 2010 J. Appl. Phys. 107 014910

    [16]

    Bullard C, Hyers R W, Abedian B 2005 IEEE Trans. Magn. 41 2230

    [17]

    Egry I, Giffard H, Schneider S 2005 Meas. Sci. Technol. 16 426

    [18]

    Essmann U, Kiessiq H 1979 Mat. Res. Bull. 14 1139

    [19]

    Ma W Z, Ji C C, Li J G 2002 Acta Phys. Sin. 51 2233 (in Chinese) [马伟增, 季诚昌, 李建国 2002 物理学报 51 2233]

    [20]

    Sun M Y, Wan Q, Qin F 1991 Rare Metals 15 61 (in Chinese) [孙茂友, 万群, 秦福 1991 稀有金属 15 61]

    [21]

    Yasuda H, Ohnaka I, Ninomiya Y, Ishii R, Fujita S, Kishio K 2004 J. Crystal Growth 260 475

    [22]

    Sugioka K, Tsukada T, Fukuyama H, Kobatake H, Awaji S 2010 Int. J. Heat Mass Transfer 53 4228

  • [1]

    Chang F E, Jian Z Y 2005 Foundry Technol. 26 918 (in Chinese) [常芳娥, 坚曾运 2005 铸造技术 26 918]

    [2]

    Wang Y Q, Li L, Zhou J X, Li X J, Wang H Z 2008 Metallurg. Anal. 28 16 (in Chinese) [王永清, 李雷, 周金香, 李小佳, 王海舟 2008 冶金分析 28 16]

    [3]

    Ozawa S, Koda T, Adachi M, Morohoshi M, Watanabe M, Hibiya T 2009 J. Appl. Phys. 106 034907

    [4]

    Wei B B, Yang G C 1988 Acta Aeronaut. Astron. Sin. 9 589 (in Chinese) [魏炳波, 杨根仓 1988 航空学报 9 589]

    [5]

    Li G, Gao Y P, Sun Y N, Chi Z H, Liu R P 2008 Chin. Phys. B 17 3412

    [6]

    Wang H P, Cao C D, Wei B 2004 Appl. Phys. Lett. 84 4062

    [7]

    Liu X M, Liu G Q, Li D P, Wang H B, Song X Y 2014 Acta Phys. Sin. 63 098102 (in Chinese) [刘雪梅, 刘国权, 李定朋, 王海滨, 宋晓艳 2014 物理学报 63 098102]

    [8]

    Zhang L B, Dai F P, Xiong Y Y, Wei B B 2006 Acta Phys. Sin. 55 419 (in Chinese) [张蜡宝, 代富平, 熊予莹, 魏炳波 2006 物理学报 55 419]

    [9]

    Royer Z L, Tackes C, LeSar R, Napolitano R E 2013 J. Appl. Phys. 113 214901

    [10]

    Zhong X Y, Chen J G 1996 Physics 25 565 (in Chinese) [钟晓燕, 陈佳圭 1996 物理 25 565]

    [11]

    Bojarevics V, Pericleous K 2003 ISIJ Int. 43 890

    [12]

    Hyers R W 2005 Meas. Sci. Technol. 16 394

    [13]

    Rayleigh L 1879 Proc. R. Soc. London 29 71

    [14]

    Cummings D L, Blackburn D A 1991 J. Fluid Mech. 224 395

    [15]

    Ozawa S, Morohoshi K, Hibiya T, Fukuyama H 2010 J. Appl. Phys. 107 014910

    [16]

    Bullard C, Hyers R W, Abedian B 2005 IEEE Trans. Magn. 41 2230

    [17]

    Egry I, Giffard H, Schneider S 2005 Meas. Sci. Technol. 16 426

    [18]

    Essmann U, Kiessiq H 1979 Mat. Res. Bull. 14 1139

    [19]

    Ma W Z, Ji C C, Li J G 2002 Acta Phys. Sin. 51 2233 (in Chinese) [马伟增, 季诚昌, 李建国 2002 物理学报 51 2233]

    [20]

    Sun M Y, Wan Q, Qin F 1991 Rare Metals 15 61 (in Chinese) [孙茂友, 万群, 秦福 1991 稀有金属 15 61]

    [21]

    Yasuda H, Ohnaka I, Ninomiya Y, Ishii R, Fujita S, Kishio K 2004 J. Crystal Growth 260 475

    [22]

    Sugioka K, Tsukada T, Fukuyama H, Kobatake H, Awaji S 2010 Int. J. Heat Mass Transfer 53 4228

  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1294
  • PDF下载量:  146
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-06-22
  • 修回日期:  2014-08-14
  • 刊出日期:  2014-12-05

横向静磁场对电磁悬浮液滴稳定性的影响

  • 1. 重庆大学动力工程学院, 重庆 400044;
  • 2. 重庆大学, 低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400044
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51176210)和重庆市自然科学基金(批准号: cstc2012jjA50003)资助的课题.

摘要: 在利用电磁悬浮技术实现液滴悬浮的过程中, 液滴内部往往存在剧烈对流、外部伴随快速旋转和质心的水平位移等不稳定因素; 因此, 实现液滴的稳定悬浮是完善电磁悬浮技术的关键. 本文采用实验观测的方法, 通过U形静磁场组件对液滴所在空间施加横向静磁场, 利用高速相机记录了不同磁场强度下纯铜熔融液滴的振荡变形过程; 分析了横向静磁场对悬浮铜液滴振荡频率、振幅以及旋转的影响. 实验发现: 对于熔融前的固态铜颗粒, 若静磁场强度超过0.3 T, 铜颗粒几乎以静止状态悬浮. 熔融后, 当施加0.15 T的静磁场, 与未加静磁场时相比, 液滴拟合出的椭圆轮廓线半长短轴差R-=Rx-Ry, 椭圆面积A和椭圆长轴长度Dmax, R-的振幅分别减小了25%, 76% 和60%; 随着磁场强度的继续增加, 振幅和频率继续减小, 但在静磁场强度为0.3 T时, 相比静磁场强度为0.2 T, 频率增加了1 Hz. 横向静磁场还抑制了悬浮铜液滴的旋转, 当磁场强度增加到0.53 T时, 悬浮液滴只在10°的角度范围内摆动. 这些结果表明, 施加横向静磁场能够有效提高悬浮液滴的稳定性.

English Abstract

参考文献 (22)

目录

    /

    返回文章
    返回