Файл: Введение Аэрозоли.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Реферат

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.11.2023

Просмотров: 64

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


2. Магнитно дефектоскопия

    1. Магниточувствительный аэрозоль для осуществления магнитографической дефектоскопии

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ приготовления магниточувствительного аэрозоля включающий ультразвуковое распыление магнитной жидкости на основе керосина с плотностью 1,0-1,1 г/см3, что позволяло получить аэрозоль со средним размером капель аэрозоля - 5,1 мкм, который через отводную трубку направлялся в заданный объем, контроля качества постоянных магнитов, а также для дефектоскопии. К числу недостатков данного способа следует отнести значительную трудоемкость получения аэрозоля, малый магнитный момент капель порядка, вследствие чего управление ими с помощью магнитных полей затруднено, крупный размер капель (в среднем 5,1 мкм), вследствие чего наблюдалась низкая разрешающая способность метода, повышенная степень седиментации, что приводит к неустойчивости аэрозоля.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при магнитографической дефектоскопии и феррографии. Предложенный способ изготовления магниточувствительного аэрозоля включает полное выпаривание жидкой основы ферромагнитной жидкости типа магнетит в керосине с объемной концентрацией магнитной фазы 20% в сушильном шкафу, после чего полученный остаток подвергается механическому измельчению до порошкообразного состояния и отбор мелкой фракции с размерами частиц менее 2 мкм, пригодной для получения достаточно устойчивого аэрозоля с помощью обдува направленным потоком воздуха, что приводит к распылению порошка и образованию в объеме камеры магнитного аэрозоля. В верхней части камеры располагается намагниченный объект, покрытый листом бумаги. Спустя несколько секунд на экране формируется магнитограмма, визуализирующая неоднородности магнитного поля у поверхности исследуемого объекта. Предложенный аэрозоль с максимальным магнитным моментом и малым средним размером частиц позволяет качественно и быстро формировать магнитограммы исследуемых объектов.

Задачей предлагаемого изобретения является создание магниточувствительного аэрозоля, способного эффективно взаимодействовать с магнитными полями, что позволило использовать его для магнитографической дефектоскопии, феррографии и контроля качества постоянных магнитов.


Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к уменьшению материальных и временных затрат и повышению эффективности визуализации в магнитографической дефектоскопии и феррографии.

Технический результат достигается с помощью способа получения магниточувствительного порошкообразного аэрозоля, основой которого является магнитная жидкость. Магнитные жидкости представляют собой однородный коллоидный раствор ферро- или ферримагнитного материала в немагнитной несущей жидкости. Для получения магниточувствительного аэрозоля в качестве основы используется магнитная жидкость типа магнетит в керосине с относительно высоким для таких систем средним размером дисперсных частиц (10-12 HM).

Сущность способа приготовления магниточувствительного аэрозоля для реализации магнитографической дефектоскопии и феррографии осуществляется в два этапа и заключается в следующем. На первом этапе осуществляется полное выпаривание жидкой основы ферромагнитной жидкости в сушильном шкафу.

На втором этапе полученный остаток подвергается механическому измельчению до порошкообразного состояния и отбор мелкой фракции, пригодной для получения достаточно устойчивого аэрозоля. Для отбора мелкой фракции используется установка, схематично представленная на (рис.1). Полученный магнитный порошок 1 помещается в камеру 2 и с помощью воздуходувки 3 через канал 4 обдувается слабым потоком воздуха, в результате чего частицы мелкой фракции переводятся во взвешенное состояние. Образовавшийся в объеме камеры магнитный аэрозоль по резиновому шлангу 5 поступает в магнитную ловушку, представляющую собой пробирку с отростком 6, расположенную в канале катушки 7, питаемой постоянным током. Поскольку отросток пробирки располагается у самого входа в канал катушки, то частицы аэрозоля при входе в пробирку оказываются в области сильной неоднородности магнитного поля катушки, в результате чего перемещаются вовнутрь катушки, собираясь в пробирке.

Рис.1. способ приготовления магниточувствительного аэрозоля для осуществления магнитографической дефектоскопии, схема установки для получения магниточувствительного аэрозоля.

Схема установки, предназначенной для получения магнитограммы намагниченного объекта с использованием полученного магниточувствительного аэрозоля, представлена на (рис.2). Магнетитовый порошок 1, приготовленный по вышеописанной методике, помещается в камеру 2 и посредством воздуходувки 3 через канал 4 обдувается направленным потоком воздуха, что приводит к распылению порошка и образованию в объеме камеры магнитного аэрозоля. Далее струя аэрозоля поступает в камеру 10, в которой на пути потока магнетитовых частиц располагается латунный экран 12, а несколько выше - мелкая сетка 11. В верхней части камеры располагается экран 8 и намагниченный объект 9. Поступающая в камеру 10 струя аэрозоля, испытывая сопротивление экрана 12, теряет часть своей кинетической энергии и, обтекая экран, формирует в объеме камеры облако взвешенных в воздухе частиц магнетита. При этом такое облако может характеризоваться наличием турбулентных потоков и некоторой пространственной неоднородностью концентрации частиц, что может привести к получению необъективной магнитограммы исследуемого объекта. Однако, медленно проникая сквозь сетку 11, турбулентности гасятся, а однородность концентрации облака возрастает. Если в верхней части камеры 10 установлен экран с расположенным на нем исследуемым объектом, то спустя несколько секунд (в зависимости от степени намагниченности объекта) на экране формируется магнитограмма, визуализирующая неоднородности магнитного поля у поверхности исследуемого объекта[9].


Рис.2. схема установки, предназначенной для получения магнитограммы намагниченного объекта с использованием полученного магниточувствительного аэрозоля.

С целью недопущения чрезмерного возрастания давления воздуха внутри установки в камере 10 предусмотрен патрубок, через который магнитный аэрозоль по резиновому шлангу 5 поступает в стеклянную пробирку 6, расположенную в канале магнитной ловушки 7, в которой воздушный поток очищается от магнетита и рассеивается в окружающем пространстве.

2.2.Магниточувствительного аэрозоля для получения магнитограмм

Магнитную жидкость на керосине с магнетитовыми частицами, средний диаметр которых составляет 15-17 HM, объемом 30-50 мл выпаривают при температуре 50-65°С. Осадок измельчают, перетирая механически в ступке. При этом полученный порошок характеризуется высокой степенью полидисперсности (до 10 мкм), что затрудняет его использование для получения магнитного аэрозоля. Далее осуществляется отбор мелкой фракции (менее 2 мкм), пригодной для получения достаточно устойчивого аэрозоля. Для отбора мелкой фракции используется установка, схематично представленная на (рис.1.). Полученный путем механического измельчения порошок помещается в камеру и посредством воздуходувки обдувается слабым потоком воздуха, в результате чего частицы мелкой фракции переводятся во взвешенное состояние. Образовавшийся в объеме камеры магнитный аэрозоль по резиновому шлангу поступает в магнитную ловушку, представляющую собой пробирку с отростком, расположенную в канале катушки индуктивностью 1 Гн, питаемой постоянным током (3-5 А). Частицы аэрозоля, оказавшись в области неоднородности магнитного поля, перемещаются вовнутрь катушки, собираясь в пробирке[9].

Для получения магнитограммы кольцевого магнита мелкая фракция магнетитового порошка (1-2 мкм) помещается в камеру и с помощью воздуходувки обдувается направленным потоком воздуха, что приводит к распылению порошка и образованию в объеме камеры магнитного аэрозоля. Струя аэрозоля поступает в камеру, в которой на пути потока магнетитовых частиц располагается латунный экран и мелкая сетка. В верхней части камеры располагается экран, за которым помещается кольцевой магнит. Поступающая в камеру струя аэрозоля формирует магнитный аэрозоль, однородность концентрации которого возрастает при прохождении его сквозь сетку. Спустя несколько секунд на экране формируется магнитограмма, визуализирующая неоднородности магнитного поля у поверхности кольцевого магнита. Это происходит вследствие того, что на частицы магниточувствительного аэрозоля действует пондеромоторная сила
  , возникающая вследствие неоднородности магнитного поля образца. При этом намагниченные частицы аэрозоля перемещаются в сторону увеличения магнитной индукции, т.е. втягиваются и оседают в области более сильного поля, что и наблюдается визуально. Вследствие того, что частицы аэрозоля обладают максимальным магнитным моментом и малым средним размером частиц (1-2 мкм), полученные магнитограммы позволяют визуализировать даже самые незначительные дефекты, которые невозможно визуализировать вышеприведенными способами. На (рис.3.) представлена фотография магнитограммы кольцевого магнита, полученная по описываемому способу[9].



Рис.3. Фотография магнитограммы кольцевого магнита, полученного с помощью магниточувствительного аэрозоля.

Струя магниточувствительного аэрозоля, полученного вышеописанным способом, направляется на экран, за которым расположена намагниченная металлическая пластинка, имеющая дефекты. Пондеромоторные силы, действующие на взвешенные магнитные частицы магниточувствительного аэрозоля, приводят к втягиванию частиц в область более сильного магнитного поля вблизи дефектов. Спустя 1-2 секунды на экране формируется магнитограмма, визуализирующая неоднородности магнитного поля у поверхности намагниченной металлической пластинки (рис.4). Таким же способом с помощью магниточувствительного аэрозоля были получены магнитные изображения намагниченного ключа (рис.5а, б).



Рис.4. фотография магнитограммы металлической пластины со скрытыми микродефектами.



Рис.5. Фотография магнитограммы ключа, полученного с помощью магниточувствительного аэрозоля.

Таким образом, предлагаемый способ приготовления магниточувствительного аэрозоля позволяет быстро, эффективно и просто приготовить аэрозоль для визуализации дефектов различных намагниченных тел.

.



Заключение

В проведенном исследовании были выполнены следующие задачи: рассмотрены конденсационные и деспергационные аэрозоли, дано определение магнитной жидкости, изучена магнитно дефектоскопия.


В результате проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

1. Аэрозоли взвешенные в воздухе твердые и жидкие частицы, а так же имеют огромный спектр применений от медицины до сельского хозяйства.

2. Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- уменьшение материальных и временных затрат;

- высокая термоустойчивость;

- высокая разрешающая способность метода.

Список литературы

  1. Фертман В.Е. Магнитные жидкости.-Минск.: Вышейная школа, 1988 г.

  2. Большая советская энциклопедия :  гл. ред. А. М. Прохоров, 1969—1978 г.

  3. Кнунянца И. Л.. Химическая энциклопедия. Под ред. И. Л. Кнунянца, 1961 г.

  4. Фукс Н. А., Механика аэрозолей, М., 1955;

  5. Фукс Н. А., Рост и испарение капель в газообразной среде, М., 1958 г.

  6. Мейсон Б. Д., Физика облаков, пер. с англ., Л., 1961г.

  7. Грин X., Лейн В., Аэрозоли-пыли, дымы и туманы, пер. с англ.. Л., Медников Е. П. 1969 г.

  8. Дроздов В.И. Экспериментальные исследования структуры и магнитных свойств магнитной жидкости. Автореферат дисс. … канд. Физ.-мат. наук. – Ставрополь: Пединститут.-1983г.

  9. ДИКАНСКИЙ Ю.И., КИСИЛЕВ В.В. Магниточувствительные аэрозоли и перспективы их применения // Магнитная гидродинамика. - 1998, т.34, №3, с.263-266.
1>

Смотрите также файлы