Велосиметрия силой Лоренца

Велосиметрия силой Лоренца

Велосиметрия силой Лоренца (ВСЛ) — это бесконтактный электромагнитный способ измерения расхода электропроводной жидкости. ВСЛ особенно подходит для измерения расхода жидких металлов, и поэтому в настоящее время изучается применение этого способа в алюминиевой и сталелитейной промышленности. Прибор для велосиметрии силой Лоренца называется велосиметром силы Лоренца.

Содержание

Принцип

Велосиметрия силой Лоренца

Основной принцип ВСЛ показан на рисунке. При движении в трубе электропроводной жидкости, например жидкого алюминия, помещённой в магнитное поле постоянного магнита, в жидкости возникают вихревые токи. Эти токи индуцируют электромагнитную силу (силу Лоренца), которая направлена противоположно движению жидкости. В соответствии с третьим законом Ньютона на магнит действует равная по величине, но противоположная по направлению сила. Эта сила пропорциональна средней скорости и электропроводности жидкости. Путём измерения этой силы можно определить скорость течения жидкости в канале.

Жидкие металлы и электролиты пара- или диамагнитны и поэтому притягиваются или отталкиваются от постоянного магнита чрезвычайно слабо. Поэтому возникновение силы Лоренца при АСЛ не имеет ничего общего с классическими силами притяжения и отталкивания магнитных тел. Сила Лоренца исключительно обусловлена вихревыми токами, которые в свою очередь зависят от электропроводности и скорости движения жидкости, а также от величины и формы магнитного поля.

История

Велосиметрия силой Лоренца была изобретена английским физиком Артуром Шерклифом (Arthur Shercliff) в 1950-х годах. Однако на протяжении многих десятилетий она не находила практического применения. Только с развитием мощных магнитных систем, высокоточных измерительных систем и специального программного обеспечения стало возможным внедрение этой технологии в промышленности. В настоящее время разрабатываются Велосиметры силы Лоренца для применения в металлургии. Они стоят на пороге промышленного внедрения.

Литература

  • Arthur J. Shercliff: Theory of Electromagnetic Flow Measurement. Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-33554-6.[1]
  • A. Thess, E. V. Votyakov, Y. Kolesnikov: Lorentz Force Velocimetry. In: Physical Review Letters. 96, Nr. 16, 2006, S. 164501, doi:10.1103/PhysRevLett.96.164501.[2] (открытый доступ)
  • Y. Kolesnikov, C. Karcher, A. Thess: Lorentz Force Flowmeter for Liquid Aluminum: Laboratory Experiments and Plant Tests. In: Metall. Mat. Trans. B. 42B, 2011, S. 241-250., doi:10.1007/s11663-011-9477-6.[3] (открытый доступ)
  • A. Thess, E. Votyakov, B. Knaepen, O. Zikanov: Theory of the Lorentz Force Flowmeter. In: New Journal of Physics. 9, 2007, S. 290., doi:10.1088/1367-2630/9/8/299.[4] (открытый доступ)
  • J. Priede, D. Buchenau, G. Gerbeth: Single-Magnet Rotary Flowmeter for Liquid Metals. In: J. Appl. Phys.. 110, 2010, S. 03451., doi:10.1063/1.3610440 [5].
  • X.-D. Wang, Yu. Kolesnikov, A.Thess: Numerical Calibration of a Lorentz Force Flowmeter. In: J. Meas. Sci. Tech. 2012,S. 23., doi: 10.1088/0957-0233 [6] (открытый доступ)

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Поможем написать реферат

Полезное


Смотреть что такое "Велосиметрия силой Лоренца" в других словарях:

  • Сила Лоренца —     Классическая электродинамика …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»