- PII
- 10.31857/S0235010624010016-1
- DOI
- 10.31857/S0235010624010016
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume / Issue number 1
- Pages
- 3-16
- Abstract
- A method has been proposed and implemented for experimentally measuring the effective conductivity of a limited volume of a metal melt with an admixture of solid well-conducting particles depending on the volume fraction of the impurity in the range from zero to seven percent. A comparison is made with known theoretical dependencies for effective conductivity. It is shown that none of the considered models provides even qualitative agreement with experiment. On the experimental curve, several sections can be distinguished with different dependences of conductivity on the volume fraction of the impurity. The experimental data are approximated by analytical functions, which make it possible to use the results obtained for numerical modeling of MHD processes.
- Keywords
- неоднородная электропроводность измерение проводимость гетерогенная среда жидкий металл дисперсная примесь
- Date of publication
- 17.09.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 12
References
- 1. Šċepanskis M., Jakoviċs A., Nacke B. Homogenization of non-conductive particles in EM induced metal flow in a cylindrical vessel // Magnetohydrodynamics. 2010. 46. № 4. P. 413–424.
- 2. Timofeev V., Pervukhin M., Vinter E., Sergeev N. Behavior of non-conducting particles in molten aluminium cast into electromagnetic molds // Magnetohydrodynamics. 2020. 56. № 4. P. 459–472.
- 3. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Ч. I. М.: Наука. 1987.
- 4. Syamlal M., O’Brien T.J. Simulation of granular layer inversion in liquid fluidized beds // International Journal of Multiphase Flow. 1988. 14. № 4. P. 473–481.
- 5. Garside J., Al-Dibouni M.R. Velocity-voidage relationships for fluidization and sedimentation in solid-liquid systems // Industrial & Engineering Chemistry Process Design and Development. 1977. 16. № 2. P. 206–214.
- 6. Wang M., Pan N. Predictions of effective physical properties of complex multiphase materials // Materials Science and Engineering: R: Reports. 2008. 63. № 1. P. 1–30.
- 7. Dobychin E. I., Popov V. I. Force action of an electromagnetic field on the particles of an inhomogeneous medium // Magnetohydrodynamics. 1971. 7. № 2. P. 163–166.
- 8. Zimmerman R. W. Thermal conductivity of fluid-saturated rocks // Journal of Petroleum Science and Engineering. 1989. 3. № 3. P. 219–227.
- 9. Bruggeman D. A. G. Berechnung verschiedener physikalischer konstanten von heterogenen substanzen. i. dielektrizitätskonstantenund leitfähigkeiten der mischkörper aus isotropen substanzen // Annalen der Physik. 1935. 416. № 7. P. 636–664.
- 10. Landauer R. The electrical resistance of binary metallic mixtures // Journal of Applied Physics. 1952. 23. № 7. P. 779–784.
- 11. Garnett J.C.M. Colors in metal glasses and in metallic films // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A. 1904. 203. P. 385–420.
- 12. Markel V. A. Introduction to the maxwell garnet approximation: tutorial // Journal of the Optical Society of America A. 2016. 33. № 7. P.1244.
- 13. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Том 8. Электродинамика сплошных сред. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2005.
- 14. Belyaev B.A., Tyurnev V.V. Electrodynamic calculation of effective electromagnetic parameters of a dielectric medium with metallic nanoparticles of a given size // Journal of Experimental and Theoretical Physics. 2018. 127. № 4. P. 608–619.
- 15. Hamilton R.L., Crosser O.K. Thermal conductivity of heterogeneous two-component systems // Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals. 1962. 1. № 3. P. 187–191.
- 16. Hamilton R.L. Thermal conductivity of heterogeneous mixtures. Ph.D. Dissertation. University of Oklahoma. 1960.
- 17. Fricke H. A mathematical treatment of the electric conductivity and capacity of disperse systems I. the electric conductivity of a suspension of homogeneous spheroids // Physical Review. 1924. 24. № 5. P. 575–587.
- 18. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 10. Физическая кинетика. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2002.
- 19. Gao L., Gu J. Z. Effective dielectric constant of a two-component material with shape distribution // Journal of Physics D: Applied Physics. 2002. 35. № 3. P. 267–271.
- 20. Повх И.Л., Капуста А.Б., Чекин Б.В. Магнитная гидродинамика в металлургии. М.: Металлургия. 1974.
- 21. Арнольдов М.Н., Ивановский М.Н., Субботин В.И., Шматко Б.А. Влияние диссоциирующих и термически прочных газовых примесей на электросопротивление щелочных металлов // Теплофизика высоких температур. 1967. 5. № 5. P. 812–816.
- 22. Лившиц Б.Г., Крапошин В.С., Липецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов. М.: Металлургия. 1980.
- 23. Blake L.R., Eames A.R. Electrical-resistivity meter monitors oxygen content of liquid metals // Nucleonics (U.S.) Ceased publication. 1961. 19. № 5. P. 5.
- 24. McPheeters C., Williams J. A comparison of three methods of oxygen concentrationmeasurement in sodium // Alkali metal coolants. 1966. P. 429–448.
- 25. Козлов Ф.А., Волчков Л.Г., Кузнецов Э.К., Матюхин В.В. Жидкометаллические теплоносители ЯЭУ очистка от примесей и их контроль. М., Атомиздат. 1983.
- 26. Багдарасов Ю.Е. Технические проблемы реакторов на быстрых нейтронах. М., Атомиздат. 1969.
- 27. Фирсова Э.В. Исследование теплообмена и гидравлического сопротивления при продольном обтекании пучка труб водой // Инженерно-физический журнал. 1963. 6. P. 17.
- 28. Leenov D., Kolin A. Theory of electromagnetophoresis. I. Magnetohydrodynamic forces experienced by spherical and symmetrically oriented cylindrical particles // The Journal of Chemical Physics. 1954. 22. № 4. P. 683–688.
- 29. Озерных В.С., Колесниченко И.В., Фрик П.Г. Течение в жидком металле под действием электромагнитных сил вблизи сферической частицы с отличающейся электропроводностью // Вычислительная механика сплошных сред. 2022. 15. № 3. P. 354–362.
