Как видно из рис. 1.4 а, зависимость V=f{u) нелинейна, скорость определяется концентрацией Cq. Были проведены исследования зависимости скорости К=/мгд(0 при одновременной подаче переменны.х электрического и магнитного полей одной частоты и при сдвиге фаз равном нулю:

С учетом (1.25) для кольцевого канала

F= (/овоГо/32зхА11) f (К) (1 - cos 2<о0-

(1.28)

Из [49] следует, что при Я= (0,5--1) 10 А/м и /=(1--2)Х ХЮ А/м возникает пульсирующий поток жидкости с частотой

Vcfi/c

Ю п. и МП /с

Рис. 1.4. Экспери1ментальные зависимости скорости потока V на повер.хностн водного электролита CUSO4 в центре осесимметричного кольцевого канала при

г=0,5 ( о -Го).

Размеры канала: Ло=0,03 м, Го-0,005 м; водный раствор CuSO,. высота жидкости h 0,012 м, yiB, vB=0; электроды медные: а) V-f(u), В=-0,36 Тл: /) Со-1 н., 2) 0,2 н., 3) 0,02 н.; б) V=HH). Я=Яо51п(0(, I-hsinis>t. с =1 н., /=0,6 А, ф-0: /) /о=50 Гц, 2) 2 кГц; в) V = f{n). В = 0,3 Тл, с,-1 н,: /) t =15 ме, 2) t-l.S мс.

2/о, скорость увеличивается с увеличением Я и падает с ростом /о (рис. 1.46). Аналогичные результаты имеют место и при импульсных /мгд различной скважности и длительности tn (рис. 1.4в).

При генерации в объеме жидкости периодически изменяющихся магнитогидродинамических сил (при !мгд-1? или !мгд11е, где g - ускорение свободного падения), на поверхности жидкости образуются капиллярно-гравитационные волны [12, 13, 29, 35, 164]. Частота и амплитуда возникающих волн определяются параметрами !мгд и гидродинамической системы. Схема эксперимента для случая j = jo sin (ot, VB = 0, fwrfl-i-g приведена на рис. 1,5, a результаты - на рис. 1.6 и 1.7. Применение лазера ЛГ-75 позволило повысить точность и контрастность регистрируемых картин волновой поверхности.

При использовании импульсной возбуждающей массовой силы в начальном участке открытого канала (рис. 1.8) или три создании возбуждающей силы в среднем участке канала получены нелинейные бегущие волны типа ударной волны или солптона. Для регистрации волновых явлений на поверхности жидкости применен метод измерения сопротивления электролита между двумя

ЛГ-75

Рнс. 1.5. Схема генерации и оптической регистрации гидродинамических колебаний в закрытом прямоугольном канале:

Л] и Ла -линзы коллиматора; / - зеркала; 2 -полюса магнита; 3 - фотоаппарат Зенит ; Л - отклоняющая призма; 5 - электроды; * - канал с электролитом 1 и. CuSO<; 7 - немагнитная прокладка; 8 - согласующий трансформатор; S -усилитель низкой частоты ТУ-100; 10 - генератор звуковой частоты ЗГ-33.

Рис, 1.6. Фотография стоячих волн на поверхности водного раствора 1 н. CUSO4, возбужденных магнитогидродинамнческим методом при силе тока /=0,04 А, частоте fo=20 Гц и индукции магнитного поля 5=0,4 Тл. Прямоугольная кювета размерами 0,12X0,08X0,015 м.

ОдММ

X, cm

2 S)

20 if-O SO 20 k-0 Г Ги.

Рис. 1.7. Зависи.мости амплитуды во (в) и длины поверхностных волн Я, (б) от частоты возбуждающего тока.

с = 1 н. CuSO В = 0,4 Тл. V Н - / = 0.06 А.

Рис. 1.8. Схема регистрации и возбуждения бегущих капиллярно-гравитационных воли.

/ - (юлюса магнитной системы; г -электроды для возбуждения волны; 5 - электродная система для регистрации изменения сопротивления жидкости; 4 - электролит; 5 - изоляционная подставка; ff- канал из органического стекла.

электродами различной площади {16]. На рнс. 1.9 приведена осциллограмма бегущей поверхностной волны.

МГД-эффекты в микрообъемах. При возникновении вблизи электродов продуктов реакции с плотностями, отличными от объемных (газы, ноны тяжелых металлов), возникают конвекционные потоки, уносящие продукты реакции от электродов. При малых размерах электродов (диаметром менее 0,1 см) возникают свили [115]-струйные течения. Скорость свилей, их размеры определяются геометрией электродов и канала, величиной /, Со, массой ионов, концентрацией образующегося свободного газа. Если в свилях преобладают ионы одного знака, их можно рассматривать как источники стационарных макроскопических объемных зарядов.