Опубликована статья Eltishchev V., Losev G., Kolesnichenko I., Frick P. «Circular surface wave in a cylindrical MHD cell» в журнале Experiments in Fluids, Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature, 1432-1114.
Работа посвящена экспериментальному исследованию круговой поверхностной волны (КПВ, с англ. «Circular Surface Wave»), которая возникает в слоях жидкого металла как вращательное движение наклонной верхней поверхности и может обеспечиваться разными механизмами в качающихся и неподвижных сосудах.

В представленной работе экспериментально исследуется КПВ низкотемпературного сплава галлия в неподвижной ячейке с центральным нижним электродом и верхним кольцевым электродом в условиях приложенного аксиального магнитного поля (см. рисунок 1).

Рисунок 1

Показано, что стационарный режим КПВ имеет место, если силовой параметр превышает некоторое критическое значение. Выше этого значения характерная частота КПВ, нормированная на собственную частоту
азимутальной гравитационной волны в той же ячейке, примерно следует закону f /f ₀ 1+√S /2, где S – параметр взаимодействия (см. рисунок 2).

Амплитуда колебаний поверхности также растет с увеличением воздействия. Измеренные профили скоростей показывают, что течение имеет сложную структуру, а расчеты распределения электромагнитной силы показывают, что стационарность КПВ в рассматриваемой задаче обеспечивается эксцентричным моментом силы Лоренца.
Актуальность исследования и практическая значимость результата обусловлена возможностью развития подобного рода явлений в разрабатываемых жидкометаллических батареях для хранения электрической энергии. Жидкометаллические батареи состоят из двух жидких металлических электродов, разделенных слоем жидкости с ионной проводимостью (расплавленной соли). Их основными преимуществами являются сверхбыстрая кинетика переноса заряда на границах жидкостьжидкость, обеспечивающая чрезвычайно высокую плотность тока зарядаразряда, их потенциально низкая стоимость, обусловленная обилием электродных материалов, таких как натрий и свинец, а также, отсутствие проблем старения, что обещает беспрецедентный срок службы. Изучение возникающих в жидкометаллических батареях нежелательных процессов и неустойчивостей, а также поиск методов их преодоления, позволит выйти на промышленно интересные размеры жидкометаллических батарей.

• Назад
• Вперед