Dynamics of rising of an air bubble in a magnetic fluid shell in a magnetic field

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The process of rising of an air bubble enclosed in a magnetic fluid shell in an external homogeneous magnetic field directed horizontally is investigated experimentally. It is shown that the magnetic field acting on the magnetic fluid shell leads to a change in the shape of the bubble, which in turn is reflected in the quantitative characteristics of the rising process. Oscillations in the shape of the air bubble during the rising process were also found. The obtained results indicate the possibility of realizing the control of small gas volumes, which may have practical applications.

全文:

受限制的访问

作者简介

А. Simonovsky

North Caucasus Federal University; Stavropol State Agrarian University

编辑信件的主要联系方式.
Email: simonovchkij@mail.ru
俄罗斯联邦, Stavropol; Stavropol

A. Zakinyan

Stavropol State Agrarian University

Email: simonovchkij@mail.ru
俄罗斯联邦, Stavropol

参考

  1. Пуанкаре А. Фигуры равновесия жидкой массы. М.: Регулярная и хаотическая динамика, 2000.
  2. Liu H. Science and engineering of droplets. NY.: William Andrew Publishing, 1999.
  3. Taylor G.I. // Proc. Royal. Soc. Lond. A. 1964. V. 280. P. 383.
  4. Allan R.S., Mason S.G. // Proc. Royal. Soc. Lond. A 1962. V. 267. P. 45.
  5. Torza S., Cox R.G., Mason S.G. // Phil. Trans. Royal. Soc. Lond. A. 1971. V. 269. P. 295.
  6. Ширяева С.О., Петрушов Н.А., Григорьев А.И. // ЖТФ. 2019. Т. 89. № 8. С. 1183; Shiryaeva S.O., Petrushov N.A., Grigor’ev A.I. // Tech. Phys. 2019. V. 64. No. 8. P. 1116.
  7. Reznik S.N., Yarin A., Theron A., Zussman E. // J. Fluid Mech. 2004. V. 516. P. 349.
  8. Блум Э.Я., Майоров М.М., Цеберс А.О. Магнитные жидкости. Рига: Зинатне, 1989.
  9. Диканский Ю.И., Закинян А.Р. // ЖТФ. 2010. Т. 80. С. 8; Dikansky Y.I., Zakinyan A.R. // Tech. Phys. 2010. V. 55. No. P. 1082.
  10. Тятюшкин А.Н. // Изв. РАН. Сер. физ. 2019. Т. 83. С. 885; Tyatyushkin A.N. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2019. V. 83. P. 804.
  11. Барков Ю.Д., Берковский Б.М. // Магнит. гидродинам. 1980. Т. 16. № 3. C. 11.
  12. Братухин Ю.К., Лебедев А.В. // ЖЭТФ. 2002. Т. 121. № 6. С. 1298; Bratukhin Yu.K., Lebedev A.V. // JETP. 2002. V. 94. No. 6. P. 1114.
  13. Ghaderi A., Kayhani M.H., Nazari M. // Eur. J. Mech. B. 2018. V. 72. P. 1.
  14. Shi D., Bi Q., He Y., Zhou R. // Exp. Therm. Fluid Sci. 2014. V. 54. P. 313.
  15. Korlie M.S., Mukherjee A., Nita B.G. et al. // J. Phys. Cond. Matter. 2008. V. 20. Art. No. 204143.
  16. Ряполов П.А., Соколов Е.А., Калюжная Д.А. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 3. С. 348; Ryapolov P.A., Sokolov E.A., Kalyuzhnaya D.A. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 3. P. 300.
  17. Lee W.K., Scardovelli R., Trubatch A.D., Yecko P. // Phys. Rev. E. 2010. V. 82. Art. No. 016302.
  18. Soni P., Dixit D., Juvekar V.A. // Phys. Fluids. 2017. V. 29. Art. No. 112108.
  19. Soni P., Thaokar R.M., Juvekar V.A. // Phys. Fluids. 2018. V. 30. Art. No. 032102.
  20. Zentner C.A., Concellón A., Swager T.M. // ACS Cent. Sci. 2020. V. 6. P. 1460.
  21. Sokolov E., Kaluzhnaya D., Shel’deshova E., Ryapolov P. // Fluids. 2023. V. 8. Art. No. 2.
  22. Ряполов П.А., Соколов Е.А., Шельдешова Е.В. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 3. С. 343; Ryapolov P.A., Sokolov E.A., Shel’deshova E.V., Kalyuzhnaya D.A., Vasilyeva A.O. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 3. P. 295.
  23. Кутателадзе С.С., Накоряков В.Е. Тепломассообмен и волны в газожидкостных системах. Новосибирск: Наука, 1984.
  24. Gogosov V.V., Simonovskii A. Ya. // Magnetohydrodynamics. 1993. V. 29. P. 157.
  25. Behjatian A., Esmaeeli A. // Phys. Rev. E. 2013. V. 88. Art. No. 033012.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Schematic diagram of the experimental setup: 1 — vessel, 2 — magnetic fluid, 3 — glycerin, 4 — tube for blowing out an air bubble, 5 — Helmholtz coils, 6 — digital video camera.

下载 (110KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Sequential frames of the transition of an air bubble during its ascent through the boundary of magnetic and non-magnetic liquids. The time interval between images is 20 ms. The magnetic field strength is 1.9 kA/m.

下载 (124KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Stages of the ascent of an air bubble in a magnetic fluid shell in a magnetic field of 9 kA/m.

下载 (60KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Time dependence of the angle of deviation of the major semi-axis of the bubble on the direction of the magnetic field.

下载 (17KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Dependence of the time it takes for a bubble to cross the boundary of magnetic and non-magnetic liquids on the magnetic field strength.

下载 (17KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Dependence on the magnetic field strength of the length of the leg connecting the rising bubble with the volume of magnetic fluid at which the rupture occurs.

下载 (16KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Dependence of the amplitude of air bubble oscillations on the intensity of the alternating magnetic field at different values ​​of the field frequency.

下载 (20KB)
索引源数据
9. Fig. 8. Dependence of the ratio of the semiaxes of a compound bubble on the intensity of the external magnetic field. The dots are experimental data, the solid line is the calculation according to expression (1).

下载 (22KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».