КОНВЕКТИВНЫЕ ДВИЖЕНИЯ В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ СЛОЕ ФЕРРОЖИДКОСТИ В ПРОДОЛЬНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Божко А. А., Путин Г. Ф.

Пермский государственный университет,

Российская Федерация, Урал, г. Пермь, 614600, улица Букирева, дом 15.

Тепловая конвекция в магнитной жидкости исследуется обычно в предположении однородной концентрации магнитных частиц. Известно, однако, что гравитационная седиментация агрегатов может индуцировать градиенты плотности, сравнимые с тепловыми и способные сильно влиять на конвективные процессы. Здесь мы опишем этот эффект для случая Релей-Бенаровской конвекции в горизонтальном слое, помещённом в продольном магнитном поле. Неустойчивость феррожидкости с однородным распределением концентрации в плоском поле была теоретически исследована в работе [1]. Первое наблюдение конвективных структур было описано в работе [2].

Данная статья посвящена экспериментальному исследованию конвекции в цилиндрической ячейке магнитной жидкости высотой 3,5 мм и диаметром 75 мм, подогреваемой снизу и охлаждаемой сверху. Использовалась магнитная жидкость на основе керосина с намагниченностью насыщения 48 кА / м. Слой помещали в центральную зону катушек Гельмгольца. Температурное распределение на верхней границе слоя визуализировалось с помощью термочувствительной жидкокристаллической плёнки. Поперечный тепловой поток в центральной части полости измерялся при помощи системы термопар.

Во всём исследованном диапазоне перепадов температур DТ < DТ_КР, DТ_КР = 5,1 К, и магнитных полей Н £ 30 кА / м конвекция носила нерегулярный колебательный характер. Когда поле было слабое, спиральные волны трансформировались в несколько квазиспиральных доменов, и наблюдались режимы с периодическим конвективным фронтом конвекции, который распространялся от одной боковой границы к другой и обратно. С увеличением поля конвективные валы выстраивались вдоль магнитных линий и наблюдались переходы от «zipper» к «confined» и затем к «blinking» состояниям. Наблюдались также бегущие и стоячие модулированные волны и дислокации переползания и скольжения.

Библиографический список.

1. Borodulya V. A., Pavlinov M. I. // 6^th Intern. Heat. Transf. Conf. Toronto, Book of Abstractsб 1978, P.153 – 157.

2. Schwab L., Stierstadt K. // J. Magn. Magn. Mater., 1987, V. 65, P.315 – 317.