الجديد هاتف وعنوان مستوصف عالم الطب - الملز, مدينة الرياض - عروة القزويني حياته - كانون 400 دي المواصفات - سادجورو النشأة - فناء قبيلة قريش (علامات الساعة الصغرى) قبيلة قريش - ألفين لوفتيس الميداليات - المسلوب (مسلسل) - داني دانييلس - رنين (كيمياء) مثال البنزول - أحيانا السعادة وأحيانا الحزن (فيلم هندي) - الرفراكتوميتر نظرية العمل - سنية المؤدب - الأميمي (مسلسل) قصة المسلسل - ناعسة شاليش - لعبة فيديو فردية - نعيم الشيخ - ميسوسوم - مؤشر جلايسيمي أمثلة - حد الكلال تعريف - هابلوغروب E1b1b (Y-DNA) أسماء أخرى وتاريخ التصنيف - عايز حقي (فيلم) قصة الفيلم - إيديبوسات اسم القبيلة - عنصر محايد أمثلة - وجه آخر للحب (فيلم) تمثيل - محمد خير هيكل مؤلفاته - الخوالي (مسلسل) الشخصيات - حكمت وهبي مرضه - أعداد أولية فيما بينها خصائص - عمار بن ياسر نسبه - طريقة تحضير معجنات عمة ترباس من المطبخ السوداني بطريقة سهلة - هاتف مركز طريف الشرقي الصحي بالحدود الشمالية و معلومات عنه بالسعودية - ماذا قال الرسول عن التين والزيتون ؟ - طريقة عمل وصفة الكيك الاسفنجى على طريقة منال العالم - عدد السعرات الحرارية في الكباب والطاقة والقيمة الغذائية - وصفة هائلة من الطب النبوي لعلاج كسر الفخذ بالاعشاب - نموذج شهادة حسن سيرة وسلوك بالمملكة العربية السعودية - فوائد واضرار الافوكادو - كثافة طولية الواحدات - السيد أبو العربي وصل (فيلم) قصة الفيلم - تشنج المهبل الأعراض - هاتف وعنوان مستوصف الكرامة الأهلي - النسيم, مدينة الرياض - خواص العلاقات على المجموعة أولا خاصية الانعكاس - القرعاء (بريدة) الموقع - الألعاب الشعبية في قطر الألعاب الشعبية في دولة قطر - الاستكمال الرياضي بفروق نيوتن طرق الاستكمال - هاتف وعنوان شركة الحمراني للإستثمار التجاري - الملز, مدينة الرياض - زجل أندلسي تعريف الزجل - لهجة ليبية اللهجة الشرقاوية - هاتف وعنوان مستوصف سلامتك - حي النهضة, مدينة الرياض - نموذج قرار الشركاء بتعديل بنود بعض عقد تأسيس بالسعودية - رعاية الاحداث من وزارة الشؤون الاجتماعية بالمملكة العربية السعودية - البصاديين اسم القبيلة - الحرشيات - هاتف وعنوان مطعم زهرة الإحساء - الهفوف, الاحساء - حملة صربيا (الحرب العالمية الأولى) - أكسيد البوتاسيوم الإنتاج - هذا ولدنا (مسلسل) هذا ولدنا - هاتف وعنوان مكتب الخالدي للإستقدام - الخبر, مدينة الخبر - توليد الميثان البكتيريا المولدة للميثان - هواتف مستوصف ابن سينا الطبي بالرياض والعنوان - نوال غشام - الأطروحة، نقيض الأطروحة، التوليف - فخر الدين يوسف بن شيخ الشيوخ فخر الدين في عهد العادل - [بحث جاهز للطباعة] مشروع تخرج جاهز كامل , مشاريع تخرج جاهزة كاملة - - محمد عبد المنعم الوكيل حياته العسكرية - معجم القراءات الشاذة الواردة عن القراء العشرة مصادره - الشخصية الهزلية صفات الشخصية الهزلية - التأثر والتأثير تعريف - مرض هبوط البطن اعراض المرض - أدوات التهيئة العمرانية في الجزائر حسب القانون 87-03 المتعلق بالتهيئة العمرانية - ثافسيا غارغانيكا وصفه - تخصص الآلات الدقيقة مميزات - نزار شرابي أهم أعماله - الرقم الآلي للعنوان الفكرة - تحت التهديد قصة الفيلم - فرن أكسجين قاعدي وصــفه - توقيت غرب أوروبا - بوليول البوليولات في علم الغذاء - توفيق المنحنيات - صبغة الهيماتوكسيلين والأيوزين - كوردج الجبان القصة - مطار مرتوبة التاريخ - غدة سكين وظيفتها - عداد تناسبي تركيبه وطريقة عمله - لهجة شمالية (سعودية) بعض كلمات ومفردات اللهجة - مصطفى البغا مولده - الكبت النفسي المنخفض كيفية معرفة المريض - صامولي أصل الاسم - عيسى جرموني نبذة - مثلث سيربنسكي إنشاء مثلث سيربنسكي - قانون بوكخوريس ميزات قانون بوكخوريس - عدد رينولد تعريف - جلاكتوز مصادره - محمود سيف الدين الإيراني اعماله المشهورة - إدراك حسي شروط حدوث الإدراك - مشتق (رياضيات) رمز الاشتقاق - ولاية تمنراست الموقع الجغرافي و التضاريس - هاتف وعنوان ثلاجة السلطان - عنيزه, القصيم - هواتف مكتب الضمان الاجتماعى بعرعر ومعلومات عنها بالسعودية - هاتف وعنوان مستوصف المغربي الطبي - شرائع المجاهدين, مكة المكرمة -
آخر المشاهدات عبد الرحمن النجومي ميلاده ونشأته - [بحث جاهز للطباعة] نموذج مقدمة بحث لغة عربية doc , نماذج بحوث عربية doc - - سدراتة التسمية - فلامنكو (موسيقى) أصل الفلامنكو - تخثر السائل المنوي يوثر على عملية الاخصاب - هاتف وعنوان اسواق المنتزه التجارية - سيهات, الدمام - [بحث جاهز للطباعة] طرائق التدريس - - المجهضات أو أدوية مجهضة أدوية مجهضة - كسر (رياضيات) أنواع الكسور - تمسكنت فتمكنت (مسرحية) - هرقل (فيلم 1997) أسماء مؤدو اصوات الشخصيات - هانسل وغريتل ملخص القصة - فرط كيتون الجسم التفسير - كله من أجل الحب (مسرحية) - كم يحتاج الرجل من فدان؟ خلاصة الرواية - جلد الحمار ملخص القصة - جامع العظام (فيلم) قصة الفيلم - الكرة الحديدية قواعد اللعبة - ثقصة فيلم لاثة أمتار فوق السماء (فيلم) القصة - قسم رقم 8 (فلم) قصة الفلم - اوليفيا اولافلي - سهرت منه الليالي الأقصوصات الموجودة في المجموعة - [ رقم هاتف] وعنوان مستوصف الجزيرة الطبي - تبوك - خليف بن دواس وفاته - هاتف وعنوان مستوصف نبراس الجزيرة - تبوك - قائمة محطات مترو القاهرة الخط الأول - مطبخ الأغواط الطبخ - سيليكات انواع السيليكات - برنامج تسمين للنحيفات - مساعد طبيب نظرة عامة - نبات حولي النباتات الحولية - بروتوبلازم التركيب الكيميائي للبروتوبلازم - مزايا وعيوب شركات التضامن وهل تصلح للمشروعات الصغيرة - شرط ضروري وشرط كاف أمثلة - عداوة هيب هوب الساحل الشرقي و الساحل الغربي المشاركون - طارق الحماد - أمود (مسلسل) الخلفية - مقدمة في ميكانيكا الكم نظرية الكم الأولى ماكس بلانك وإشعاع الجسم الأسود - اسباب وجود ماء خلف الرحم - ضغط وريدي مركزي قياس - مفارقة الاستثناء البرهان - تعرف على فوائد الخروب - دوري المحترفين الإيراني 14–2013 Teams - يوسف بن حيون - هاتف وعنوان مستوصف الجبيل الوطني - الجبيل - قائمة ملوك العبدلاب أنظر أيضا - أكسيد البوتاسيوم الإنتاج - مقياس برادن للتنبؤ بمخاطر قرحة الفراش التقييم باستخدام مقياس برادن - [بحث جاهز للطباعة] مشروع تخرج محاسبة جاهزة doc , مشاريع تخرج محاسبة بكالوريوس - - شيب فايل مكونات الملف - تركيزي يتحسن عند كثرة التدخين والنوم.. هل هذه أوهام أم ماذا؟ - ضفدع الشجر الرمادي الوصف - الغبش - "اوكريلزوماب" دواء جديد لعلاج التصلب اللويحي المتعدد - هاتف وعنوان مستوصف عالم الطب - الملز, مدينة الرياض - عروة القزويني حياته - كانون 400 دي المواصفات - طريقة عمل وصفة الكيك الاسفنجى على طريقة منال العالم - ألفين لوفتيس الميداليات - إيديبوسات اسم القبيلة - لعبة فيديو فردية - أحيانا السعادة وأحيانا الحزن (فيلم هندي) - حكمت وهبي مرضه - عنصر محايد أمثلة - هاتف مركز طريف الشرقي الصحي بالحدود الشمالية و معلومات عنه بالسعودية - نموذج شهادة حسن سيرة وسلوك بالمملكة العربية السعودية - مؤشر جلايسيمي أمثلة - المسلوب (مسلسل) - محمد خير هيكل مؤلفاته - سنية المؤدب - نعيم الشيخ - عايز حقي (فيلم) قصة الفيلم - فناء قبيلة قريش (علامات الساعة الصغرى) قبيلة قريش - الرفراكتوميتر نظرية العمل - رنين (كيمياء) مثال البنزول - وصفة هائلة من الطب النبوي لعلاج كسر الفخذ بالاعشاب - الخوالي (مسلسل) الشخصيات - عدد السعرات الحرارية في الكباب والطاقة والقيمة الغذائية - الأميمي (مسلسل) قصة المسلسل - سادجورو النشأة - أعداد أولية فيما بينها خصائص - ميسوسوم - عمار بن ياسر نسبه - ماذا قال الرسول عن التين والزيتون ؟ - وجه آخر للحب (فيلم) تمثيل - طريقة تحضير معجنات عمة ترباس من المطبخ السوداني بطريقة سهلة - هابلوغروب E1b1b (Y-DNA) أسماء أخرى وتاريخ التصنيف - حد الكلال تعريف - داني دانييلس - ناعسة شاليش - فوائد واضرار الافوكادو - كثافة طولية الواحدات - السيد أبو العربي وصل (فيلم) قصة الفيلم - تشنج المهبل الأعراض - هاتف وعنوان مستوصف الكرامة الأهلي - النسيم, مدينة الرياض - خواص العلاقات على المجموعة أولا خاصية الانعكاس - القرعاء (بريدة) الموقع - الألعاب الشعبية في قطر الألعاب الشعبية في دولة قطر - الاستكمال الرياضي بفروق نيوتن طرق الاستكمال - هاتف وعنوان شركة الحمراني للإستثمار التجاري - الملز, مدينة الرياض - زجل أندلسي تعريف الزجل - لهجة ليبية اللهجة الشرقاوية - هاتف وعنوان مستوصف سلامتك - حي النهضة, مدينة الرياض - نموذج قرار الشركاء بتعديل بنود بعض عقد تأسيس بالسعودية - رعاية الاحداث من وزارة الشؤون الاجتماعية بالمملكة العربية السعودية - البصاديين اسم القبيلة - الحرشيات - هاتف وعنوان مطعم زهرة الإحساء - الهفوف, الاحساء - حملة صربيا (الحرب العالمية الأولى) - هذا ولدنا (مسلسل) هذا ولدنا - هاتف وعنوان مكتب الخالدي للإستقدام - الخبر, مدينة الخبر - توليد الميثان البكتيريا المولدة للميثان - هواتف مستوصف ابن سينا الطبي بالرياض والعنوان - نوال غشام - الأطروحة، نقيض الأطروحة، التوليف - [بحث جاهز للطباعة] مشروع تخرج جاهز كامل , مشاريع تخرج جاهزة كاملة - - فخر الدين يوسف بن شيخ الشيوخ فخر الدين في عهد العادل - محمد عبد المنعم الوكيل حياته العسكرية - معجم القراءات الشاذة الواردة عن القراء العشرة مصادره - فرن أكسجين قاعدي وصــفه - التأثر والتأثير تعريف - لهجة شمالية (سعودية) بعض كلمات ومفردات اللهجة - مصطفى البغا مولده - بوليول البوليولات في علم الغذاء - هاتف وعنوان مستوصف المغربي الطبي - شرائع المجاهدين, مكة المكرمة - هواتف مكتب الضمان الاجتماعى بعرعر ومعلومات عنها بالسعودية - نزار شرابي أهم أعماله - الشخصية الهزلية صفات الشخصية الهزلية - عدد رينولد تعريف - تحت التهديد قصة الفيلم - مشتق (رياضيات) رمز الاشتقاق - ميزانية و تكاليف ودراسة جدوى مشروع إنتاج دهانات بلاستيك - مثلث سيربنسكي إنشاء مثلث سيربنسكي - هاتف وعنوان مجمع عيادات الدكتور غسان نجيب فرعون لطب الأسنان - الطائف المركزي, الطائف - أدوات التهيئة العمرانية في الجزائر حسب القانون 87-03 المتعلق بالتهيئة العمرانية - صامولي أصل الاسم - قانون بوكخوريس ميزات قانون بوكخوريس - صبغة الهيماتوكسيلين والأيوزين - عداد تناسبي تركيبه وطريقة عمله - مرض هبوط البطن اعراض المرض - وصفة العلاج باسماء الله الحسنى - عيسى جرموني نبذة - هاتف وعنوان برجر كنج ميدل ايست ( الادارة العامة ) - الملز, مدينة الرياض - محمود سيف الدين الإيراني اعماله المشهورة - مطار مرتوبة التاريخ - طريقة عمل صينية البطاطس بالدجاج بالفرن من حلقات برنامج منال العالم - هاتف فرع وزارة المالية بمحافظة وادي الدواسر بالسعودية - طريقة علاج الشرخ الشرجي في اسبوع واحد بإذن الله - تخصص الآلات الدقيقة مميزات - إدراك حسي شروط حدوث الإدراك - توفيق المنحنيات - جلاكتوز مصادره - الكبت النفسي المنخفض كيفية معرفة المريض - غدة سكين وظيفتها - هاتف وعنوان عيادات البكاري التخصصية - الحره الشرقيه, المدينة المنورة - ولاية تمنراست الموقع الجغرافي و التضاريس - كوردج الجبان القصة - الرقم الآلي للعنوان الفكرة - هاتف وعنوان ثلاجة السلطان - عنيزه, القصيم - توقيت غرب أوروبا - ثافسيا غارغانيكا وصفه - هاتف وعنوان مطعم الحجاز - عفيف, محافظات الرياض - هاتف وعنوان مطعم بابا سومى -حفر الباطن, الجبيل - مؤسسة صندوق الجلاء للقوات المسلحة (مصر) - ارقام تلفونات مخافر الكويت والمراكز الامنية - هاتف وعنوان مفروشات العمر - الرويس , جده - كيف أتخلص من حالة الرعب والخوف التي أصابتني فجأة؟ - الشروط المطلوب استيفائها للحصول على ترخيص نقل البضائع والمهمات بأجر بالسعودية شروط ترخيص نقل البضائع - [مواضيع صحية] مستوصفات جدة لفحص العمالة , مستوصف فحص العمالة الوافدة بجدة - طب بديل وطب عام - [بحث جاهز للطباعة] طريقة و طرق و كيفية كتابة تقرير و تقارير عن زيارة و طبي و مدرسي و صحفي فني اداري - - هواتف مكتب شركة طلال عباس ادهم للإستشارات الهندسية ومعلومات عنه بالسعودية - الكثيري قبيلة آل كثير همدان - معركة وادي الصفراء - سداسي أضلاع السداسي المنتظم - هاتف وعنوان مستوصف الأنفال - شقراء, محافظات الرياض - مجموعة قابلة للعد تعريف - طلائعيات تقسيم الطلائعيات - [بحث جاهز للطباعة] بحث علمي جاهز عن التضخم - - طائرة نفاثة إقليمية - طريقة عمل وصفة حلو ست الحسن بطعم لذيذ لا تفوتك - هاتف و عنوان مستشفى عيون الجواء و معلومات عنها بالقصيـم بالسعودية - هاتف وعنوان مستوصف الأقصى- الرونه, عسير - غوستاف ماغنوس - مائع فوق حرج - الكيميائي المتشكك المحتويات - [بحث جاهز للطباعة] بحث علمي جاهز عن الفيزياء - - هاتف ومعلومات عن مستوصف البترجي 2 بالمدينة المنورة - عبد الكريم العقون مولده ونشأته - كيفية تشكيل الفخار - المورفيم علم اللغة - ميزوبروستول الاستخدام - هل جربتي وصفة الباروق للبشرة من قبل؟ - طريقة عمل فول البغل بطعم لذيذ لا تفوتكم - طريقة تحضير سوسيس مكسيكي بالصور - هواتف دار الملاحظة الاجتماعية بالدمام ومعلومات عنها بالسعودية - طريقة عمل حرايمي التن والسمك اطباق رمضانية - جبل برام ما ذكره المؤرخون - قرية ال نشوان - الكعك المعاني - هاتف وعنوان مطعم الطربوش - الفيصليه, نجران -
اليوم: الاثنين 19 اكتوبر 2020 , الساعة: 3:06 م


اعلانات

محرك البحث


قياس سرعة السوائل بإستخدام قوة لورينتز مقدمة

آخر تحديث منذ 1 يوم و 17 ساعة 41 مشاهدة

اعلانات
عزيزي زائر الموقع تم إعداد وإختيار هذا الموضوع قياس سرعة السوائل بإستخدام قوة لورينتز مقدمة فإن كان لديك ملاحظة او توجيه يمكنك مراسلتنا من خلال الخيارات الموجودة بالموضوع.. وكذلك يمكنك زيارة القسم وتصفح المواضيع المتنوعه... آخر تحديث للمعلومات بتاريخ اليوم 17/10/2020

مقدمة


إن استعمال الحقل المغناطيسي بقياس التدفق قديم ويعود للقرن التاسع عشر, عندما حاول مايكل فاراداي بعام 1832 قياس سرعة نهر التايمز. فاراداي طبق طريقة على النهر الجاري المعرض لحقل مغناطيسي ( حقل الأرض المغناطيسي) و قام بقياس الجهد المتولد عن طريق قطبين كهربائيين _مصعد ومهبط_ يتخللان النهر الجاري. تعد طريقة فاراداي أساس لأنجح طريقة تستخدم حاليا بالصناعات لقياس الناقلية الكهربائية وتسمى مقياس الناقلية (فلوميتر). المبدأ النظري لهذا الجهاز (مقياس الناقلية) قد تم تطويره و لخص بشكل شامل على يد البرفسور شيركليف في بداية 1950.


مقياس الناقلية هذا يستخدم بكثرة في قياس السوائل بدرجات حرارة منخفضة ولكنه لا يستخدم في قياس الناقلية للسوائل العالية الحرارة أو السوائل العدوانية ولا يمكن استخدامه في بعض التطبيقات التي قد يوجد صعوبة تقنية في ايصال الأقطاب الكهربائية إلى داخل السائل .


الفيزيائي البريطاني آرثر شيركليف هو أول من أوجد مبدأ قياس سرعة السوائل بإستخدام قوة لورينتز في عام 1950 م, لكن لم يوجد له كثيراً من التطبيقات العملية في البداية حتى تم اختراع المغناطيس الدائم القوي , تقنيات قياس القوة العالية الدقة و برامج المحاكاة القادرة على حل مشاكل المغناطيس-هيدروديناميك المعقدة.


اعتمادا على البحث النظري الذي قدمه العالم آرثر, كانت هناك محاولات عديدة لتطوير طرق لقياس سرعة السوائل والتي لا تتطلب ملامسة ميكانيكية مع السائل . أكثر هذه الطرق شيوعا هي مقياس تيارات إيدي المتحرضة الذي يقيس تأثير السائل على التيار الكهربائي المتحرض بوشيعة محتكة مع السائل المراد قياس سرعته.

حديثاً هناك طرق جديدة لا تلامسية لقياس سرعة السائل عن طريق تطبيق حقل مغناطيسي على السائل و السرعة تقاس عن طريق قياس التشوه الجاري على التدفق والناجم عن الحقل المغناطيسي المطبق.


المبدأ و التفسير الفيزيائي



ما نقوم به فعلياً هو قياس قوة لورنتز المتولدة في السائل المتحرك نتيجة تعرضه لحقل مغناطيسي متغير. حيث أنه وفقا لقانون فارادي عندما يتحرك معدن أو سائل ناقل ضمن حقل مغناطيسي , تتولد تيارات متحرضة تدعي تيارات إيدي, هذه التيارات تقوم بدورها بتوليد حقول مغناطيسية ثانوية حسب قانون أمبير و ماكسويل. تفاعل تيارات إيدي مع الحقول المغناطيسية الثانوية يولد قوى لورينتز التي تعاكس اتجاه حركة السائل الناقل أو المعدن وتحاول إعاقة حركته. حسب قانون نيوتن الثالث (قانون الفعل ورد الفعل) تتولد قوة مساوية لقوة لورينتز بالمطال ومعاكسة بالاتجاه تؤثر على الحقل المغناطيسي الرئيسي . من خلال قياس هذه القوة ( والتي كثافتها vec f vec j imes vec B ) نستطيع معرفة سرعة السائل بسبب التناسب الطردي بين مطال القوة و السرعة.

File LFV.png 400 Fig. 1

الشكل (1) مبدأ عمل مقياس تدفق السوائل

LFV. (a) السائل الناقل للكهرباء يتعرض لحقل مغناطيسي

(b) الحقل المغناطيسي يحرض تيارات إيدي .

(c) تيارات إيدي تولد حقل مغناطيسي ثانوي في السائل

(d) قوة لورينتز تتولد وتعارض بإتجاهها حركة السائل .


تعطى كثافة قوة لورينتز


f sim sigma v B^2


حيث أن sigma هي الناقلية الكهربائية للسائل , v سرعة السائل و B مطال الحقل المغناطيسي.

حقيقة أن قوة لورينتز متناسبة طرديا مع سرعة السائل و مع ناقليته الكهربائية معروفة جدا ويمكن الاستفادة من هذه الخاصية باستخدام قياس قوة لورينتز كوسيلة لقياس سرعة السائل وهذا يختصر مبدأ عمل فيلوسيمتري قوة لورينتز LFV


الحقل المغناطيسي الرئيسي vec B (vec r
ight) يمكنه أن يولد مغناطيس دائم أو تيار رئيسي vec J (vec r
ight) (انظر الشكل 1).
حركة السائل تحت تأثير الحقل المغناطيسي الرئيسي تؤدي إلى توليد تيارات إيدي المتحرضة التي تظهر بالشكل 3 وسوف نرمز لها ب vec j (vec r
ight) وتسمى بالتيارات الثانوية .
الاحتكاك بين هذه التيارات والحقل المغناطيسي الرئيسي هو المسؤول عن توليد قوة لورينتز
vec F _f int _f vec j imes vec B d^3vec r


والتي تعاكس إتجاه السائل .

تيارات إيدي المتحرضة الثانوية تولد حقل مغناطيسي ثانوي vec b (vec r
ight) . احتكاك هذاالحقل المغناطيسي الثانوي مع الحقل المغناطيسي الأولي يعطي قوة لورينتز والتي تؤثر على المغناطيس
vec F _m int _m vec J imes vec b d^3vec r


حسب قانون الفعل ورد الفعل فإن قوة لورينتز المؤثرة على السائل تساوي وتعاكس بالاتجاه مثيلتها والتي تؤثر على المغناطيس الدائم


vec F _ m - vec F _f


File Analyticalmodel.png الشكل 2 االتوزع المكاني للحقول المغناطيسية في مقياس سرعة السوائل


(a) الحقل المغناطيسي الرئيسي vec B ,وتيارات إيدي المتحرضة الناتجة عن احتكاك المغناطيس مع السائل الناقل vec J

(b) الحقل المغناطيسي الثانوي المتولد بسبب تيارات إيدي vec b

القانون العام الذي يربط القوةالمقاسة بالسرعة المجهولة يمكن اشتقاقه من خلال المثال المبسط المشروح بالشكل (2) هنا مغناطيس دائم صغير الحجم له عزم مغناطيسي m يتوضع على مسافة L من سائل متحرك بسرعة منتظمة v موازية لسطح السائل الحر.

في حال اعتبرنا المغناطيس صغير لدرجة يمكن افتراض أنه ديبول بعزم مغناطيسي vec m m hat e _z والذي حقله المغناطيسي يعطى بالعلاقة

vec B ( vec R
ight) frac mu _0 4 pi lbrace 3 frac ( vec m cdot vec R
ight) vec R R^5 - frac vec m R^3
ight
brace


حيث أن vec R vec r - L hat e _z و R mid vec R mid .
لنفترض أن سرعة الحقل vec v v hat e _x من أجل z < 0 فإن تيارات إيدي المتحرضة يمكن أن تحسب من قانون أوم للحقل الكهربائي المتحرك

vec J sigma ( -
abla phi + vec v imes vec B
ight)


خاضعة للشروط الحدية J_z 0 at z 0 and J_z o 0 as z o 1.
أولا نحسب الجهد الكهربائي من خلال


phi ( vec r
ight) - frac mu_0 v m 4 pi frac x R^3


حيث أن كثافة التيار الكهربائي تحسب بسهولة. إن اتجاههم أفقي وحالما تصبح قيمهم معلومة فمن السهل حساب الحقل المغناطيسي الثانوي من خلال قانون بيوت-سافارت Biot-Savart law

vec b ( vec r
ight) .

و أخيرا القوة يمكن حسابها بالعلاقة



vec F ( vec m cdot
abla
ight) vec b


للمشكلة الحالية , كل هذه الخطوات يمكن القيام بها من الناحية التحليلية دون استخدام أي تقريب رياضي و تؤدي إلى النتيجة
F frac mu_0^2 sigma v m^2 128 pi L^3 hat e _z


وهذا يزودنا بالتقريب التالي
F sim mu_0^2 sigma v m^2 L^ -3



تطبيقات و تجهيزات مختلفة حسب المبدأ


مقاييس التدفق التي تعتمد على قوة لورينتز يمكن أن تنقسم لعدة أقسام, فيمكن لإحداها أن يكون المغناطيس ثابت و نقييس القوة المؤثرة على المغناطيس و أخرى يكون فيها المغناطيس مثبت على عجلة دوارة و تعتبر سرعة الغزل هي التعبير المرادف لسرعة التدفق في هذه الحالة .

من الواضح أن القوة المؤثرة على مقياس التدفق LFV تعتمد على توزيع السرعة (velocity distribution )وعلى شكل المغناطيس المستخدم.هذا التصنيف يعتمد على الاتجاه النسبي للمجال المغناطيسي المطبق بالنسبة لاتجاه تدفق السائل. الشكل 3 يظهر بوضوح الفرق بين مقياس التدفق الطولاني (longitudinal LFV )و مقياس التدفق المستعرض (transverse LFV).

File Trans longit.png 400 الشكل 3 مبدأ عمل مقياس تدفق السوائل بإستخدام قوة لورينتز LFv

توضع الوشيعة

(a) و بنية الحقل المغناطيسي الدائم (

b) من أجل مقياس تدفق طولاني.

(c, d)لمقياس التدفق المستعرض. .A. Thess et al., Theory of the Lorentz force flowmeter, New J. Phys. 9 299
LFF الدوار


يتألف من مغناطيس دائم دوار أو من مصفوفة من المغناطيسات الدائمة المتوضعة على عجلة دوارة كما يظهر في الشكل 4 ) حيث حقلها المغناطيسي له اتجاه عمودي مع العجلة أو المحور المتموضعة عليه. عندما يقرب هذا الجهاز من قناة يتدفق فيها سائل ناقل فإنه سوف يدور بحيث عزم القيادةالناجم عن تيارات إيدي المتحرضة في السائل يوازن عزم الكبح الناتج عن دوران المغناطيس . معدل دوران التوازن يتناسب طرداً مع سرعة تدفق وعكسيا مع المسافة بين المغناطيس والقناة. في هذه الحالة من الممكن قياس إما عزم الدوران على النظام المغناطيس أو السرعة الزاوية التي يدور العجلة.

File RotLFV.png 300 الشكل. 4 رسم تخطيطي مبسط للLFV الدوارة. .Thess, A., Votyakov, E. and Kolesnikov, Y. Lorentz Force Velocimetry. Phys. Rev. Lett. 96,

تطبيقات عملية


مقياس سرعة السوائل بإستخدام قوة لورينتز LFV يمكن أن يطبق أيضاً على المعادن الصلبة بشرط أن تكون ناقلة للكهرباء. كما ذكرنا سابقاً, قوة لورينتز المتولدة من قبل السائل تتناسب طردياً مع الناقلية الكهربائية . عادةَ الناقلية الكهربائية للسوائل المعدنية من الدرجة السادسة 10^6 ~ S/m لذلك قوة لورينتز من مرتبة الميلي نيوتن < >mN. على أية حال هناك سوائل أخرى مهمة مثل الزجاج السائل أو السوائل الإيلكتروليت ( electrolytic solutions ) والتي تملك ناقلية كهربائية ضعيفة من المرتبة sim ~ 1 ~ S/m وبالتالي تكون قوة لورينتز من مرتبة الميكرو نيوتن أو حتى أقل



صور متعددة

عرض 400

ذيل الشكل 5 A) سوائل معدنية , B) محاليل منخفضة الناقلية إيلكتروليت , C) مواد صلبة .

صورة1

صورة2

صورة3






مواد عالية الناقلية معادن سائلة أو صلبة


بين الاحتمالات المختلفة لقياس تأثير المغناطيس على النظام، فقد تم تطبيقها بنجاح تلك التي تستند إلى قياس انحراف ال spring تحت تأثير القوة المطبقة .C. Heinicke et al., Interaction of a small permanent magnet with a liquid metal duct flow.
Journal of Applied Physics ( ) 112

مواد منخفضة الناقلية


File PendulumSch e.png الشكل 6 مخطط لشكل مقياس لورنتز لتدفق السوائل لاتلامسي المستخدم في التجربة


(

a) تدفق مياه مالحة متضطربة (مع أرقام رينولدز تقريبا بين 3.2 cdot 10^ 4 and 1.3 cdot 10^ 5 )يتعرض إلى الحقل المغناطيسي التي تم إنشاؤها بواسطة
نظام مغناطيسي دائم خفيف الوزن معلق على البندول بواسطة أربع أسلاك. يتم قياس تشريد البندول باستخدام انتروفيروميتر كما رسمت في


(b) 1 – He-Ne-Laser, 2 – beam splitter, 3 – reference corner cube reflector, 4 – photo detector, and 5 – measur ent corner cube reflector. Adapted from.Wegfrass, A. et al., A universal noncontact flowmeter for liquids. Applied Physics Letters,


100 ( )
التطورات الحديثة بمقياس سرعة السوائل LFV هو قدرته على قياس تدفق السوائل ذات الناقلية الكهربائية المنخفضة Conductivity (electrolytic) electrolyte solutions with conductivity والتي هي 106 مرة أصغر من السوائل المعدنية الناقلة وذلك بإستخدام أجهزة حديثة لقياس القوة . هناك العديد من التطبيقات الصناعية و العلمية التي ترغب بقياس تدفق السوائل الجارية بطريقة لاتلامسية وعبر جدران معتمة . وتشمل هذه التطبيقات قياس تدفق المواد الكيميائية، والأغذية والمشروبات، والدم، المحاليل المائية في صناعة المستحضرات الصيدلانية، الأملاح المنصهرة في محطات توليد الطاقة الحرارية الشمسية ,U. Herrmann, B. Kelly, and H. Price, Energy 29, 883–893 (2004)C. W. Forsberg, P. F. Peterson, and P. S. Pickard, Nucl. Technol. 144, 289 (2003) و أيضاً الزجاج السائل الذي يستخدم في صناعات الأوبتيكس العالية الدقة. .U. Lange and H. Loch, “Instabilities and stabilization of glass pipe flow” in Math atical Simulation in Glass Technology, Schott Series on Glass and Glass Ceramics, edited by D. Krause and H. Loch (Springer Verlag, 2002)



إن مقياس الجريان اللاتلامسي هو الجهاز الذي ليس على اتصال مع السوائل الميكانيكية ولا مع جدار الأنبوب الذي تتدفق فيه السوائل. مقاييس التدفق اللاتلامسية مفيدةفي التطبيقات الملوثة بالإشعاعات الخطيرة مثل الجدران أو الأنابيب المخصصة للمواد المشعة والتي تتميز بإهتزازات قوية. إذا كان السائل وجدار الأنبوب تتسم بالشفافية والسائل يحتوي على جزيئات التتبع، تقنيات القياس البصرية ,C. Tropea, A. L. Yarin, and J. F. Foss, Handbook of Experimental Fluid Mechanics, Springer-Verlag, GmbH, F. Durst, A. Melling, and J. H. Whitelaw, Principles and Practice of Laser-Doppler An ometry, 2nd ed. Acad ic, London, 1981 هي أداة فعالة بما فيه الكفاية لأداء قياسات لاتلامسية . ومع ذلك، إذا إما الجدار أو السائل معتم كما هو الحال في كثير من الأحيان في إنتاج الأغذية، والهندسة الكيميائية، وصنع الزجاج، والمعادن، وعدد قليل جدا من الاحتمالات لقياس تدفق لاتلامسي غير متوفر.



حتى الآن كانت هناك نموذجين اختبرت بنجاح من قياس سرعة تدفق، وتستند النماذج على حد سواء على قياسات انحراف الاجهزة مثل البندول (الشكل 5 ب). واحد من مرافق تجريبية تتألف من اثنين من الطاقة العالية (410 طن متري) المغناطيس مصنوعة من النيوديميوم المغناطيس ندفيب معلقة بأسلاك رقيقة على جانبي القناة وبالتالي خلق مجال مغناطيسي عمودي على تدفق السوائل، ويقاس هنا انحراف عن طريق تداخل النظام،,Wegfrass, A. et al. Flow rate measur ent of weakly conducting fluids using Lorentz force velocimetry Meas. Sci.Technol. 23 105307 ( ), http //stacks.iop.org/MST/23/105307 (انظر الشكل 6 a)



النموذج الثاني يتألف من نظام التوازن المتأرجح و المعلق على مغناطيس مثالي مستند إلى مصفوفة هالباخ المغناطيسية بحيث تكون الكتلة الكلية لكلا نظامي المغناطيسي متساوية وتساوي ل (1  kg). هذا النظام يعطي استجابة أكبر ب 3 مرات بسبب التوزع المميز لكل عنصر مغناطيسي في مصفوفة هالباخ المغناطيسية و تفاعلها مع السائل المعروف شكله سطحه

في هذه الحالة إن استخدام أجهزة قياس قوة عالية الحساسية مرغوب فيه لإن تحديد سرعةالتدفق مرتبطة بقوة لورينتز والتي تكون صغيرة جدا. هذه القوة بالإضافة للوزن الزائد الميت الذي لا مفر منه F_Gللمغناطيس ( F_G mcdot g )هي حوالي F/F_G 10^ -7 .

File EFC Balance الشكل . 7 مبدأ عمل القياسات

, deflected pan carrier F_ M -measur ent force, F_ G -gravity, F_ C -force due to spring constant, c_ s -spring constant, l_ p -length of beams, a -deflection of pan carrier, a_ ab -deflection of lever, alpha -deflection angle, m_ 0 -dead load, g -gravitational acceleration. Adapted from C. Diethold and F. Hilbrunner, Force measur ent of low forces in combination with high dead loads by the use of electromagnetic force compensation, Meas. Sci. Technol. 23,


074017 ( ), http //iopscience.iop.org/0957-0233/23/7/074017/

جهاز لورينتز سسغموميتري لقياس الخواص الفيزيائية للسوائل المعدنية Lorentz Force Sigmometry


File LOFOS.png right Fig. 8 الشكل. 8 مبدأ عمل جهاز لورينتز سغموميتري.



لورينتز فورس سيغموميتري Uhlig, R. P., Zec, M., Ziolkowski, M., Brauer, H. and Thess, A. Lorentz force sigmometry A contactless method for electrical conductivity measur ents. Journal of Applied Physics, 111 هو جهاز يقوم بقياس الخواص الفيزيائية للسوائل المعدنية . هذا الجهاز هو مشروع دكتوراه لطالبة سورية تدعى شذى الخليل مهندسة الكترون و اتصالات خريجة جامعة حمص, في الجامعة التقنية إيلميناو بألمانيا. الإسم سيغمومتري مستوحى من سيغما وهو الرمز اليوناني المستخدم عادةً للناقلية الكهربائية.



حتى الآن الأجهزة المستخدمة في قياس الخواص الفيزيائية للسوائل المعدنية تعاني من مشاكل أهمها أنها تستخدم الكترودات توضع داخل السائل لقياس الناقلية الكهربائية ولكن في بعض الحالات حيث السوائل حارة جدا يحدث تفاعل كيميائي بين الالكترودات و السوائل المعدنية بحيث لا يمكن استخدام هذه الطريقة .


لورينتز فورس سغمومتري يقيس مبدئيا الناقلية الكهربائية من خلال قياس قوة لورينتز و كتلة السائل المقاس. في مراحل لاحقة سيتم استخدامه لقياس خواص فيزيائية أخرى كاللزوجة و الكثافة.

مبدأ العمل جدا بسيط عندما يمر السائل في القناة المعرضة للحقل المغناطيسي تتولد تيارات إيدي المتحرضة داخل السائل و التي تولد بدورها حقل مغناطيسي ثانوي . بسبب الحقل المغناطيس الخارجي و تيارات إيدي تتولد قوة لورينتز والتي تعاكس بإتجاهها اتجاه السائل و تسبب ببطء حركته . نحن نقيس القوة المساوية لقوة لورينتز و المعاكسة لها بالاتجاه (حسب قانون أوم الفعل و رد الفعل) والتي تؤثر على المغناطيس الدائم المحيط بالقناة . ثم يتجمع السائل في وعاء يوضع تحت القمع المصنوع من الزجاج (كوارتز من نوع خاص جداً لتحمل درجات حرارة عالية)فوق ميزان ونقيس كتلة السائل . نستخدم القيمتين المقاستين (القوة والكتلة) في هذه المعادلة لقياس الناقلية الكهربائية سيغما



dot m (t
ight) frac K Sigma F (t
ight) quad



حيث أن Sigma frac sigma
ho هو الناقلية الكهربائية الخاصة والذي يساوي إلى قسمة الناقلية الكهربائية للسائل sigma إلى كثافة السائل
ho
K هو ثابت المعايرة والذي يتعلق ب شدة الحقل المغناطيسي المطبق على السائل و طول القناة المعرضة للحقل المغناطيسي وأبعاد الجهاز .

من المعادلة أعلاه تكون الكتلة الكلية للسائل المقاس تساوي


M int _ t1 ^ t2 dot m (t
ight) dt frac K Sigma int _ t1 ^ t2 F (t
ight) dt frac K Sigma ilde F quad ,



حيث أن ilde F هي تكامل قوة لورينتز المقاسة خلال كامل فترة القياس .

ومن خلال المعادلات أعلاه يمكننا حساب الناقلية الكهربائية للسائل من خلال هذه المعادلة البسيطة


sigma
ho K frac ilde F M quad .



القياس الآني لتدفق السوائل بإستخدام قوة لورينتز Time-of-flight Lorentz force velocimetry



File ToFLFV2 الشكل . 10 مبدأ عمل القياس الآني لتدفق السوائل. Taken from

جهاز القياس الآني لتدفق السوائل بإستخدام قوة لورينتز ,Jian, D. and Karcher, C. Electromagnetic flow measur ents in liquid metals using time-of-flight Lorentz force velocimetry. Measur ent Science and Technology, 23A. Viré, B. Knaepen, and A. Thess, Lorentz force velocimetry based on time-of-flight measur ents, Phys. Fluids 22, 125101 ( ) تسعى لتحديد لا تلامسي لتدفق السائل في السوائل الموصلة. تبعاً ل جهاز القياس الآني في الشكل . 9 , جهازي قياس متزامنين ومثبتين على قناة واحد تلو الآخر . القياس يعتمد بشكل أساسي على الحصول على تابع ترابط للإشارتين اللتان تسجلان من قبل جهازي قياس (عبارة عن مغناطيسين لهما شكل حذوة الحصان). يتكون كل نظام من المغناطيس وحساس قوة، بحيث يكون توليد قوة لورينتز و قياس القوة المكافئة لها (تساويها وتعاكسها بالاتجاه ) يحدث بنفس الوقت . (من هنا جاءت تسمية الطريقة بالقياس الآني ).


لن نحصل على معلومات جيدة من تابع الترابط إذا لم يكن هناك فارق جيد بين الإشارتين لذلك لا بد من توليد دوامات بلسائل المقاس من قبل مولد دوامات اصطناعي بحيث نحصل على قمة أولى للإشارة عند المغناطيس أو جهاز القياس الأول و قمة ثانية عند جهاز القياس الثاني . وثم تبعاً للزمن بين قمتي الإشارتين والمسافة بين جهازي القياس يمكننا تقدير و قياس السرعة النسبية للسائل وبالتالي قياس تدفق السائل


Q_ flow k frac D au



حيث أن D هي المسافة بين جهازي القياس (المغناطيسين )و au هي التأخير الزمني بين قمتي الإشارتين المسجلتين . k ثابت نحصل عليه من التجربة كما في الشكل 9

جهاز قياس تيارات إيدي المتحرضة بإستخدام مبدأ قوة لورينتز لكشف عيوب المواد الناقلة (LET) Lorentz force eddy current testing



File LET.png الشكل . 10 مبدأ عمل LET

. Adapted from M. Zec et al., Fast Technique for Lorentz Force Calculations in Nondestructive Testing Applications, COMPUMAG , Budapest, Hungary

هناك تحدي بقياس وكشف العيوب و عدم التجانس في المواد الصلبة الوصلة للكهرباء.

في النسخة التقليدية من أجهزة تيارات إيدي , حقل مغناطيسي متناوب يولد لتحريض تيارات إيدي في المادة المراد فحصها(AC). إذا كانت هذه المادة تحوي على عيب أو خلل فإن التوزع المكاني للناقلية الكهربائية لهذه المادة سيكون غير منتظم . وبالتالي مسار تيارات إيدي المتحرض سيكون مشوش أيضاً وبالتالي ستتعدل مقاومة الوشيعة المستخدمة لتوليد الحقل المغناطيسي المتناوب . من خلال قياس هذا التعديل بمقاومة الوشيعة يمكننا كشف وقياس العيب أو الصدع الموجود في المادة المراد فحصها .

بما إن تيارات إيدي المتحرضة يتم توليد بإستخدام حقل متناوب فهناك محدودية لها لإختراق المادة أو ما يسمى بتأثير القشرة skin effect .


وبالتالي فإن تطبيق النسخة التقليدية من أجهزة تيارات إيدي LET الحالية تقتصر على تحليل العيوب القريبة من سطح المادة، وعادة من أجل من ميلي متر واحد. لم تؤد المحاولات للتغلب على هذا القيد الأساسية باستخدام وشائع بالترددات المنخفضة وحساسات المجال المغناطيسي فائق التوصيل لتطبيقات واسعة النطاق.

هناك طريقة حديثة LET تستخدم مبدأ قوة لورينتز ,Uhlig, R. P., Zec, M., Brauer, H. and Thess, A. Lorentz Force Eddy Current Testing a Proto Model. Journal of Nondestructive Evaluation, 31, 357–372 تستغل مزايا تطبيق حقول مغناطيسي مستمرة DC بدل من المتناوبة AC , و السرعة النسبية فتعطي قياس آني و سريع و عميق للناقلية الكهربائية للمادة المقاسة . هي تختلف عن الطرق القديمة من عدة نواحي
1 - طريقة توليد أو تحريض تيارات إيدي في المادة المقاسة

2 - طريقة قياس و كشف اضطرابات هذه التيارات الناتجة عن عيب أو صدع المادة المقاسة

في الطريقة الحديثة, تتولد و تتحرض تيارات إيدي بسبب الحركة النسبية بين مغناطيس دائم (يوضع فوق المادة المقاسة) و بين المادة المراد كشف عيوبها. انظر الشكل . 10

أثناء حركة المغناطيس ففي حالة المادة تحوي على عيب تتغير قوة لورينتز و نقيس هذا التغير لمعرفة أبعاد العيب , أما في حال المادة لا تحوي عيوب فإن قوة لورينتز تبقى ثابتة .


مزايا و عيوب أو محدوديات مقياس تدفق السوائل LFV


مزايا LFV



  • هي طريقة لاتلامسية لقياس تدفق السوائل

  • يمكن تطبيقها بنجاح على السوائل الموصلة كهربائياً والتي تسبب تفاعلات كيميائية عدوانية عند درجات حرارة عالية .

  • يمكن قياس السرعة الوسطية للسوائل من دون الاعتماد على لاتجانسية السوائل وعلى الدوامات


حدود تطبيق LFV

* ضرورة التحكم في درجة الحرارة من نظام القياس بسبب الاعتماد القوي المجال المغناطيسي المغناطيس على درجة الحرارة.

ارتفاع درجة الحرارة يمكن أن يسبب خسارة لا تعوض من الخواص المغناطيسية للمغناطيس دائم (درجة حرارة كوري).



  • محدودية منطقة القياس بأبعاد المغناطيس المستخدم كجهاز قياس

  • الحاجة لجهاز كشف وتحديد مستوى السائل المقاس أثناء القياس في قناة محدودة

  • التناقص السريع للحقول المغناطيسية تؤدي إلى تزايد قوى صغيرة على سطح المغناطيس.



References


مراجع

شريط بوابات فيزياء


تصنيف فيزياء البلازما

تصنيف ميكانيكا الموائع

تصنيف مفاهيم فيزيائية

تصنيف تحريك الموائع
_

قياس تدفق السوائل بإستخدام قوة لورينتز تسمى أيضا فيلوسيمتري قوة لورينتز LFV هي تقنية لاتلامسية تعتمد على قياس قوة التدفق الكهرومغناطيسي . وهي تستخدم خاصة في قياس سرعة السوائل المعدنية المذابة متل الستيل و الألمنيوم, وهي حالياً تحت التطوير لتستخدم بشكل موسع بتطبيقات الميتالورجي (علم ببحث إستخراج المعادن ).


يسمى النظام الذي يستخدم هذه التقنية ب مقياس التدفق باستخدام قوة لورينتز أو بإختصار فيلوميتر.
شاركنا رأيك

 
اعلانات
التعليقات

لم يعلق احد حتى الآن .. كن اول من يعلق بالضغط هنا

أقسام الموقع المتنوعة أوجدت لخدمة الزائر ليسهل عليه تصفح الموقع بسلاسة وأخذ المعلومات تصفح هذا الموضوع قياس سرعة السوائل بإستخدام قوة لورينتز مقدمة ويمكنك مراسلتنا في حال الملاحظات او التعديل او الإضافة او طلب حذف الموضوع ...آخر تعديل اليوم 17/10/2020



الاكثر مشاهدة في شبكة طريق 95
الأكثر مشاهدة خلال 24 ساعة
الأكثر قراءة
الموضوعات الاكثر بحث علي مدار الساعة
الموضوعات الاكثر مناقشة
الاكثر مناقشه بالقرب مني