Способ определения устойчивости магнитных жидкостей

/10 ПИСАНИЕ ИЗСБРЕТЕНИ стей заключаетную жидкость пполе с образовизмерительном агн я в том чтомещают в неснием из нее ородноеобки в зделенныхепад даву. Ноанале, а в р х создают пе т его величи пробкои полост лений и измеря а измеряютдавлений, 4 Изо имии и уст в неод ляется повы шение НаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИМАГНИТНЬБ ЖИДКОСТЕЙ(57) Изобретение относится к коллоидной химии, а именно к способам определения устойчивости магнитнггх жидкостей в неоднородных магнитных полях,и позволяет повысить точность определения устойчивости магнитных жидкостей за счет уменьшения количестваизмеряемых параметров. Способ определения устойчивости магнитных жидкотение относится к коллоидноожет быть применено для оцеивости магнитных жидкостейодных магнитных полях. Целью изобретения явточности.фиг.1 изображено расположениестойчивой магнитной жидкости в измеительном канале; на фиг.2 - располоениемагнитожидкостной пробки приавлении на нее исходной магнитнойжидкостью; на Фиг.3 - критическое поожение магнитожидкостной пробки под вым в способе является то, что до создания перепада давлений в одну из полостей вводят дополнительное количество исследуемой магнитной жидкости, заполняя пространство от:гробки и за пределы действия магнитного поля, после чего имеггно в этой полссги создают повыгяегггое давление, а; стойчивость определяют по величине н,:пбольшего перепада давленггй. 11 ере.,ад давле" д ний цоводят до величины выше к,итиче кого, затем даю.- возможность ему уменьшаться за счет перетекания части магнитной жидкости в другую полость,установивггийся перепад деиствием внешнего перепада цавлений на фиг.4 - установка для определения устойчивости магнитной жидкости.Проба 1 магнитной жидкости по 1:ещена в изогнутом . участке П-образной трубки 2 между магнитггыми полюсампи 4.При помещении пробы 1 магнитной жидкости в измерительный канал и отсутствии перепада давлений магьпитная жидкость занимает положег,не при ко тором магнитная энергия на свободных ее поверхностях одинакова (иг.1), 1642316Это выполняется, когда напряженностьмагнитного поля на свободных поверхностях магнитной жидкости одинаковаН 1 =Н, й поэтому справедливоКР =4 1 (Н-Н) =О,где 0- магнитная постоянная;1 - намагниченность насыщениязмагнитной жидкости.Если для устойчивой магнитной жидкости с одной из сторон измерительного канала добавить порцию этой жежидкости, то она без перепада давлений переместится и займет симметричное положение относительно магнитных полюсов 3 и 4, прп котором магнитная энергия на ее свободных поверхностях одинакова, т.е. произойдет перетекание магнитной жидкости 20при отсутствии внешнего перепада давлений,При неустойчивости магнитной жидкости в результате перераспределенияконцентрации частиц диснерсной Фазы 25в слоях жидкости и других изменениймагнитожидкостная пробка 1 имеет более высокую намагниченность насыщения 1 , чем у исходной магниткой жидкости, Б этом случае при дополнитель- щной подаче исходной магнитной жидкости 5 перетекание ее не наблюдается, а магкитожидкостная пробка перемещается (Фиг.2) и занимает положение, определяемое из условия5ЬР = (О 1 (Н - Н ) -1 1 (Н,-Н )=О.Для создания условий, предшествующих перетеканию исходной магнитнойжидкости при ее дополнительной по-40даче, необходим такой внешний перепад давлений ЬР ) О, чтобы магнитожидкостная пробка переместилась вкритическое положение (фиг.3). Дальнейшее незначительное повышение внешнего перепада давлений приводит кобразованию канала в магнитожидкост. ной пробке и перетеканию исходноймагнитной жидкости.Образование канала в слабом месте 50магнитожидкостной пробки связано снеоднородностью структуры. магнитнойжидкости и магнитного поля по сечению измерительного канала.Если учесть, что Н и Н знамного 55меньше, чем Н , . тоА ф 0 (, 1где Н - постоянная прибора,Намагниченность насыщения магнитной жидкости связана с концентрацией магнитной Фазы С соотношением1 = 1 К, С =ССгде 1 - намагниченность насыщениямагнитной Фазы (для магнетита 1 = 450);К - коэФФициент, зависящий отразмера частиц магнитнойФазы (обычно К 1 =0,7-0,9); (=1 К - постоянная для данной магнитной жидкости.Поэтому об устойчивости магнитной жидкости можно судить по изменению ее намагниченности насыщения: при этом достаточно определить один параметр - максимальньй удерживаемый перепад давлений Р и по нсму непосредственно судить об устойчивости магнитной жидкости, При устойчивой магнитной жидкости 1 = О.11 р и м е р. При определении устойчивости магнитной жидкости, синтезированной на кремкийоргакической жидкости ПЭСс объемной концентрацией магнетита 0,1, пробу 1 в объеме 0,1 см вводили Б-образную прозрачную3трубку 2 из немагнитного материала с сечением измерительного канала 0,5 Х 16 мм. Трубку помещали в неоднородное магнитное поле, создаваемое полюсными наконечниками 3 и 4, с максимальной напряженностью 160 кА/и и градиентом напряженности 810 кА/м . Напюсные наконечники 3,4 со стороны рабочего зазора выполнены по параболам для обеспечения постоянства градиента напряженности магнитного поля. После 24 ч выдержки в трубку с одного конца дополнительно вводили 3 см исходной магнитной жидкости 5, пока часть ее не протекала в другой вертикальный участок трубки, По разнице высот столбиков магнитной жидкости в вертикальных участках трубки определяли наибольший удерживаемый перепад давлений. Средний измерительный перепад давлений составил 2700 Па, а размах отдельных значений ке превысит 5 ь от среднего значения.В соответствии с действующими нормативкыми документами на магнитные жидкости стабильность их во времени оценивается по изменению максимального перепада давлений, который выдер1642316 Д живает магнитожидкостная пробка визмерительном канале под воздействиемнеоднородного магнитного поля. ПоТУ 49-2-1-85 для магнитной жидкостимаксимальное увеличение критическогоперепада давлений за 48 ч не должнопревышать 35% от перьоначального егозначения,Для приведенных в примере магнитной жидкости и условий критическийперепад давлений атмосФерного воздуха, выдерживаемый магнитожидкостнойпробкой объема 0,1 см без предварительной выдержки ее в магнитном поле, составляет 8900 Па. Определенноепо предлагаемому способу приращениенаибольшего удерживаемого перепададавлений (2700 11 а) за 24 ч составляет около 30% от указанного критического перепада давлений (8900 Па), Наосновании этого можно сделать вывод,что испытанная магнитная жидкость необладает достаточной устойчивостью.внеоднородном магнитном поле. Предложенный способ позволяет по, высить точность оценки качества магнитных жидкостей, выявить возможные их области применения,Формула изобретенияСпособ определения устойчивостимагнитных жидкостей, включающий поме щение пробы исследуемой магнитнойжидкости в трубку, выдержку пробы в неоднородном магнитном поле, подачу текучей среды в трубку под возрастающим давлением для создания перепада 15 давлений в полостях трубки, разделенных пробой, измерение перепада давлений, установившегося после перетекания текучей среды через пробу, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, пробу помещают в И-образную трубку, в качестве текучей среды используют исследуемую магнитную жидкость, а перепад давлений измеряют по разности уровней жидкости .в коленах трубки.