Жидкие намагничивающиеся среды

2. Вакуумное технологическое оборудование. Разработаны МЖУ, предназначенные для вакуумно-плазменного напыления, вакуумной плавки металлов при производстве особо чистых порошков, для установок по выращиванию полупроводниковых кристаллов и получению редкоземельных элементов, а также для электронно-лучевой сварки крупногабаритных конструкций с локальным вакуумированием шва с помощью МЖУ, что позволило отказаться от полного вакуумирования конструкции в больших барокамерах.

3. Технологическое оборудование  для биосинтеза. Разработаны МЖУ  для лабораторных и промышленных ферментаторов, которые прошли всесторонние испытания на стерильность, герметичность, нейтральность по отношению к различным вирусам и клеткам и рекомендованы к применению в биологической промышленности.

4.Технологическое оборудование  для химической и нефтеперерабатывающей  промышленности. Разработана серия  МЖУ для химреакторов. Особенностью этих уплотнений является возможность работы при больших радиальных и осевых биениях вала (до 2 мм) в контакте с агрессивными средами (растворители, кислоты, щелочи). Указанные уплотнения завоевали серебренную медаль и специальный приз на Всемирном салоне изобретений в 2000 г в Брюсселе. Разработаны МЖУ для подвода охлаждающей воды к шаровой мельнице, предназначенные для предотвращения утечек воды при ее подаче во вращающийся барабан. Уплотнения прошли промышленные испытания на Ярославском АОЗТ "Лакокраска" и успешно эксплуатируются более трех лет без ремонта и регламентного обслуживания.

5. Энергетическое оборудование. Разработаны МЖУ для газовых лазеров и для модели криогенного турбогенератора.

6. Текстильное оборудование. Разработана конструкция герметичного  подшипникового узла для сушильных  барабанов аппретурно-отделочных линий, работающего в условиях повышенных температур и воздействия пара, применение которого на Яковлевском льнокомбинате позволило в 6 раз увеличить срок службы подшипника и в 500 раз снизить затраты на его техническое обслуживание.

           Разработаны МЖУ для батанной коробки ткацкого станка СТБ-175 и чесальной машины ЧМД-4. Внедрение уплотнений на Костромском льнокомбинате им. И.Д. Зворыкина позволило улучшить качество продукции благодаря исключению течи масла и попадания его на ткань.

           Специалистами из СКТБ «ПОЛЮС» оказана помощь по подготовке серийного производства МЖУ на предприятиях аэрокосмического комплекса: ФГУП «Научно-производственное объединение им. С.А.Лавочкина», ОАО «Научно-производственное объединение «Геофизика - НВ», Государственный научно-производственный ракетно-космический центр «ЦСКБ - Прогресс», Ракетно-космическая корпорация «Энергия», ФГУП «Научно-производственное объединение «Техномаш» Российского авиационно-космического агентства.

           На этом не ограничивается сфера деятельности российских ученых.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. ПРИМЕНЕНИЕ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ В ТЕХНИКЕ.

         Одним из направлений применения магнитных жидкостей является использование их в технике для передачи силы или энергии. Например, ковш небольшого экскаватора приводится в действие давлением масла, поступающего в гидроцилиндры. Главные элементы гидравлической техники - краны, вентили, золотники и клапаны, способные в нужный момент прервать или, наоборот, разрешить течение жидкости. Хотя их делают уже давно, ни один кран надежным не назовешь: его детали подвержены износу. Магнитные жидкости могут перекрывать канал или регулировать расход жидкости, а также менять направление ее потока в трубопроводе.

           Инженеры считают, что автомобиль может обойтись без коробки передач, если на вал двигателя поставить маховик и кратковременно, сотни раз в секунду, подключать мотор к колесам. Однако все попытки создать такую систему (ее называют импульсной передачей) наталкивались на низкую долговечность переключающего устройства. Магнитожидкостные же муфты сцепления практически не изнашиваются и позволяют создать автомобиль с очень низким расходом топлива. Кроме того, магнитная жидкость на основе машинных масел или смазочно-охлаждающих материалов служит прекрасным герметизатором в различного рода уплотнениях, подшипниках трения и качения, сложных узлах станков и машин.

          Преобразовать энергию колебательного движения в электрическую позволяет устройство, представляющее собой катушку, внутри которой находится ампула с магнитной жидкостью. Малейший толчок или изменение наклона приводит к перетеканию жидкости, а значит, и к изменению магнитного потока. Катушка соединена с накопителем энергии (в данном случае - с конденсатором) через выпрямитель. Развиваемое напряжение зависит от числа витков катушки. Подобное устройство может снабжать энергией миниатюрный радиоприемник или электронные часы.

           Явление плавания тяжелых тел под действием неоднородного магнитного поля, погруженных в магнитную жидкость, позволило использовать магнитные жидкости в горно-обогатительных процессах. Вследствие воздействия неоднородного магнитного поля на магнитную жидкость всплывают немагнитные частицы высокой плотности - медные, свинцовые, золотые. Поскольку неоднородность магнитного поля легко изменять в широких пределах, можно заставить плавать частицы определенной плотности. Это стало основой для создания технологии магнитной сепарации руд по плотностям.

           Когда обычные смазочно-охлаждающие жидкости и способы их подачи неприменимы, магнитные жидкости можно использовать в механизированном ручном инструменте, при работе на большой высоте, в замкнутом изолированном пространстве и других особых условиях. По механизму воздействия на процесс резания магнитные жидкости аналогичны смазочно-охлаждающим материалам, но в зону резания их можно подавать магнитным полем. Одно из возможных применений магнитных жидкостей в современных областях техники заключается в использовании их в качестве теплоносителя.

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

           Проблемы получения магнитных жидкостей и применения их в различных областях современной науки и техники, биологии и медицины являются, безусловно, актуальными. Спрос научно-технических работников к магнитным жидкостям постоянно растёт, ими активно интересуются физики и механики, но, к большому сожалению, эти тенденции имеют место,       в основном, за рубежом. Между тем проблемы получения и испытания этих систем на предмет агрегативной и седиментационной устойчивости в различных условиях с заданными техническим параметрами, являются очень насущными.  До сих пор не выстроена общая теория поведения магнитных коллоидных систем на границе раздела «поверхность частицы – дисперсионная среда» и «поверхность частицы – посторонняя поверхность» (явления коагуляции и дезагрегации, смачивания и адсорбции) в различных условиях, ввиду того, что в отечественной литературе практически отсутствуют экспериментальные данные по поверхностным явлениям в этих дисперсных системах. Применение магнитных жидкостей целевого назначения в промышленности и медико-биологических исследованиях предусматривает изучение особенностей их взаимодействия как с поверхностью исполнительных механизмов технических устройств, так и с поверхностью клеток и тканей живых организмов. Исследование процессов коагуляции частиц МЖ в различных условиях могло бы помочь при создании устойчивых магнитных коллоидов целевого назначения. Они бы представили большой интерес для специалистов в  физике, химии, технике, биологии и медицине.

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.Фертман В.Е. Магнитные  жидкости – естественная конвекция  и теплообмен. Минск: Наука и техника, 1978. 206 с.

2.Орлов Д.В., Михалев Ю.О., Мышкин Н.К. и др. Магнитные жидкости  в машиностроении. М.: Машиностроение, 1993. 268 с.

3.Казаков Ю.Б. Определение  конфигурации поверхности магнитной  жидкости в магнитожидкостном герметизаторе при заданном перепаде давления // Вестник машиностроения. 2002. №2. С. 26-30.

4.Шлиомис М.И. Эффективная  вязкость магнитных суспензий // ЖЭТФ. 1971. вып.6 (12). С.2411-2418.

5.Варламов Ю.Д., Каплун  А.Б. Измерение вязкости слабоагрегирующих магнитных жидкостей // Магнитная гидродинамика. 1986. №3. С 43-49.

6.Бузмаков В.М., Пшеничников  А.Ф. О концентрационной зависимости  вязкости магнитных жидкостей // Магнитная гидродинамика. 1991. №1. С.18-22.

7.Налетова В.А. Намагничивающиеся  полидисперсные суспензии в однородном  магнитном поле: Автореф. дис. … д-ра физ.-мат. наук. М., 2004. 31 с.

8.Каменева Ю.Ю., Карпова  Г.В., Коварда В.В., Лобова О.В., Полунин В.М. Исследование свойств магнитожидкостной мембраны// Акуст. журн. 2005. Т. 51, № 6. С. 778-786.

9.Полунин, В. М. Акустические свойства магнитных жидкостей / Полунин В. М., Беседин А.Г., Карпова Г.В., Коварда В.В., Лобова О.В., Пауков В.М. // Материалы Выездной Сессии Научного Совета РАН по Акустике, Санкт-Петербург, Петродворец: С-ПбГУ 2007, с.44-48

10.Магнитные жидкости в ИГЭУ: Тр. ИГЭУ / Под ред. Ю.Я Щелыкалова. – Иван. гос. энерг. ун-т, 2004. – 144 с.

11.Щелыкалов Ю.Я., Перминов С.М., Перминов М.С. Принципы формирования рабочей зоны магнитожидкостного уплотнения нового поколения // Сб. науч. тр. 11-й межд. плесской конф. По магнитным жидкостям. 2004. 365-370.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ (А)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ (Б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ (В)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ (Г)

 

Рис. 4 Магнитожидкостные герметизаторы

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ (Д)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ (Е)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ (Ж)