搅拌子磁悬浮悬浮原理及动态平衡实验探究

摘要

在某些特定情况下,磁力搅拌器的“搅拌子”在搅拌时,能在黏性流体中出现稳定上升和悬浮的情况。基于此现象,该文设计了一系列实验探究“搅拌子”动态稳定的原理以及相关影响因子的影响机制。对于磁悬浮原理方面,主要通过观测悬浮过程中6个阶段搅拌子的自旋转情况,并建立流体内圆柱体旋转模型进行分析,得到搅拌子动态悬浮过程中的受力情况。对于影响因子方面,该文从黏性流体、搅拌子形状及规格等方面入手,通过实验观测各条件下搅拌子的最小悬浮角速度,反映出各因子的影响机制,并验证了圆柱体旋转模型的合理性。最终得到在本实验中8.0mm×45.0mm的棱柱形搅拌子在26.0℃纯甘油(946.00泊)中维持磁悬浮所需搅拌磁棒转速最小,ω_(up)为171.5r/min、ω_(down)为262.0r/min。该实验探究成果为旋转式磁悬浮在水中升降机的应用提供了一定的参考。