Способ удержания электропроводящей жидкости во взвешенном состоян'ии в электромагнитномтигле
ОП ИСАНИ Е l82263
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сове Соеетокик
Социалиотичеокик
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 25,Х,1962 (Л" 800112/24-7) Кл, 21h, 18/10
2111, 29/03 с присоединением заявки ¹
МПК H 051з
Н 05b
УДК 621.365.52 — 219.5:
:538.313
Приоритет
Опубликовано 25.Ч.1966. Бюллетень № 11
Дата опубликования описания 20.Ч11.1966
Комитет по делам иаооретений и открытий при Соеете й1иниотрое
СССР
Авторы изобретения
А. А. Фогель и А. Ф. Найденов
Заявитель
СПОСОБ УДЕРЖАНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕЙ ЖИДКОСТИ
ВО ВЗВЕШЕННОМ СОСТОЯНИИ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ
ТИГЛ Е
При применении известных способов плавки электропроводящей жидкости во взвешенном состоянии вес жидкости, удерживаемой во взвешенном состоянии в электромагнитном тигле, незначителен, не превышает 20 г; большее количество металла вытекает в момент расплавления. Максимальный вес плавок в таких случаях определялся в основном капиллярной постоянной материала или наличием окисной пленки.
Предлагаемый способ удержания электропроводящей жидкости во взвешенном состоянии состоит в том, что с помощью электромагнитного поля ей придается такая устойчивая форма, при которой высота жидкости по вертикали над точками на поверхности жидкости, в которых напряжение магнитного поля равно нулю, не превышает допустимого значения.
Форма электропроводящей жидкости, удерживаемой во взвешенном состоянии переменным магнитным полем, определяется следуюшими факторами: конфигурацией и напряженностью внешнего магнитного поля, удельной электропроводностью жидкости и частотой поля, удельным весом и поверхностным натяжением жидкости и магнитогидродинамической неустойчивостью. При устойчивой остроконечной геометрии, когда проводящая жидкость почти полностью ограничена поверхностью отрицательной кривизны, магнитное поле требуемой конфигурации обеспечивает устойчивость поверхности в целом, а поверхностное натяжение сохраняет ее локально. В этом случае в создании устойчивости магнитные силы играют большую роль. Реальное тело не может быть ограничено со всех сторон поверхностями отрицательной кривизны. На участках с положительной кривизной поверхности, совпадающих с точками или линиями на поверхности жидкости, в которых напряженность магнитного поля равна нулю, вытеканию жидкости препятствует лапласовское давление, тем большее, чем
15 меньше радиус кривизны.
На фиг. 1 изображены конфигурации магнитных полей, воздействие которых на электропроводящую жидкость позволяет придать ей устойчивую остроконечную форму; на
20 фиг. 2 — примеры форм, приданных жидкости при воздействии таких полей.
Подобными свойствами обладают, например, сильно неоднородные высокочастотные магнитные поля с потенциальной ямой, сим25 метричной относительно точки или лежащей в горизонтальной плоскости линии, на которой напряженность магнитного поля равна нулю.
Особая точка магнитного поля является седлом, магнитные силовые линии направлены
30 выпуклостью в ее сторону. Переменное маг182263 Р г 2
Составитель Медов
Редактор Т. Рыбалова Текред Г. Е. Петровская Корректоры; Л. E. Марисич и E. М. Коврижкииа
Заказ 1945/5 Тираж 1550 Формат бум. 60 90 /в Объем 0,21 изд, л. Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, д. 2 нитное поле проникает внутрь проводника на глубину скин-слоя, Поэтому при высоких частотах, когда глубина скин-слоя мала, поверхность электропроводящей жидкости, помещенной в потенциальную яму с особенностью, при сильном обжатии магнитным полем, когда можно пренебречь весом жидкости, должна принять форму магнитных силовых линий, т, е. устойчивую остроконечную геометрию. В частности, в сильно неоднородном высокочастотном магнитном поле с потенциальной ямой, симметричной относительно лежащей в горизонтальной плоскости геометрической линии, на которой напряженность магнитного поля равна нулю, возможно удержание во взвешенном состоянии электропроводящей жидкости в виде прямого или искривленного по длине шнура, имеющего в поперечном сечении звездообразную форму, ограниченную почти везде линиями отрицательной кривизны, при сохранении требуемой высоты слоя жидкости над участками ее поверхности положительной кривизны.
Количество расплавляемого во взвешенном состоянии металла (длина стержневого обр "зца) должно соответствовать объему потенциальной ямы электромагнитного тигля.
Прй недостаточном заполнении металлом потенциальной ямы и небольшой силе тока в индукторе образец после расплавления может под действием сил поверхностного натяжения стянуться, принять шарообразную форму и вытечь, а при избытке металла или черезмерном обжатии быть выдавлен из электромагнитного тигля.
Регулировать передаваемую в образец энергию и тем самым контролировать температуру образца можно не только изменением частоты тока, но, что значительно проще и удобнее, изменением подводимой к индуктору мощности.
Пр едм ет изобретения
Способ удержания электропроводящей жидкости во взвешенном состоянии в электромагнитном тигле, отличающийся тем, что, с целью возможности увеличения ее количест20 ва в тигле, ей придают форму, ограниченную поверхностями отрицательнои кривизны путем воздействия неоднородного электромагнитного поля, симметричного относительно геометрической линии, на которой напряжен25 ность поля равна нулю, при сохранении требуемой высоты слоя жидкости над сопутствующими стационарными участками поверхностей положительной кривизны, на которых поле отсутствует.
