CONFERENCEAgris Gailītis
RĪGAS DINAMO EKSPERIMENTS
Riga dynamo experiment was created to reconstruct the process that occur in nature that generate magnetic fields, without the interference of humans, in a laboratory. Magnetic fields of the earth, sun, other stars, and even galaxies are created by intense mixing of large volumes within electric conducting environments. Sodium was chosen for the requirements of the experiment – the best electricity conducting liquid material available to a laboratory.
1st image. Dynamo apparatus at IPUL. With this machinery (11.11.1999) for the first time in the world, in laboratory environment earths magnetic field reconstruction process was demonstrated.
2nd image Riga dynamo apparatus (height of the cylinder is about 3m) is placed within two levels. In the base level there is a container of 2m3 sodium. In the upper level two engines each with the power of 100kW. Sodium required for the experiment is melted and the with argon pressure is filled in the Dynamo cylinder.
In the middle a schematic sodium flow is represented in the time of the Riga dynamo experiment. Due to the rotation of the propeller a descending spiral flow is created within the cylinder.
1st video. Registered data at the initiation of the fields generation. Black line – sensitive reading with which increasing magnetic field becomes oversaturated. Red line – devices inducted currents generated by coils place within. Green line – the same but with a stagnant coil within cylinder. In the bottom left corner rotation count per minute is shown and time in second since the start of the experiment
4. att. Pirmā eksperimenta rezultāts. 1999. gada 11. novembrī. Magnētiskā lauka pieraksts ar fluxgate sensoriem pie maksimālā rotācijas ātruma 2150 apgriezieniem/min.
3. att. Tipisks lauka pieraksts. Augšā - magnētiskā lauka vertikālās komponentes pieraksts.
Lauka amplitūda un frekvence mainās līdz ar propellera apgriezieniem.
Eksperimenta laikā nātrijs sasilst un ģenerācija izbeidzas, tāpēc eksperimentu veic 15 - 30 min. garos seansos.
5. att. Lauka mērījums ar ierīcei caurejošā kanālā turp atpakaļ (violetā līnija) slīdošu spolīti.
6. att. Izsekojot 5. att. lauka minimumiem/maksimumiem kā arī null-punktiem sastādītas lauka amplitūdas un fāzes atkarības no radija. Apvienojot abus zīmējumus zīmēta lauka eksperimentālā karte. Blakus pievesta tā pati datorsimulācijā.
7. att. Tas pats, kas 6. att., tikai pārējām divām lauka komponentēm.| Enerģijas līdzsvars pie 2300 apgriezieniem | |
|---|---|
Kinētiskā enerģija bezlauka stāvoklī no ūdens testiem:
| |
| Tiešajā plūsmā | 5000 J/m |
| rotācijā | 1300 J/m |
| atpakaļplūsmā | 2500 J/m |
kopā | 8800 J/m |
Mērītajā līmenī:
| |
| magnētiskā enerģija | 175 J/m |
| magnētiskā/kinētiskā | 2 % |
2. Video. Lauka līniju forma datorsimulācijā.
8. att. Līdzīgi savērpusies struktūra magnētiskā lauka ietekmē ir arī dabā tikai daudz lielākos apmēros (miglāja garums 80 gaismas gadi).
Dubultspirālais miglājs, kas atrodas tuvu galaktikas centram, rotējot ap melno caurumu magnētisko spēku ietekmē savērpjas.
9. att. Lauka spektrālanalīzei izmantoto pierakstu paraugi. Vertikālā un radiālā lauka pieraksts ar spolītēm. Spolītes mēra lauka maiņu (atvasinājumu) laikā jeb spriegumu (zilā līnija). Pēc tam to matemātiski pārrēķinot iegūst magnētiskā lauka pierakstu (melnā līnija).
10. att. Frekvenču spektrs logaritmiskā mērogā lauka vektoriālai un radiālai komponentei pēc att. 9 pierakstiem.
11. att. Izdalīts viens frekvenču spektrs lineārā mērogā.
8. att. Līdzīgi savērpusies struktūra magnētiskā lauka ietekmē ir arī dabā tikai daudz lielākos apmēros (miglāja garums 80 gaismas gadi).
Dubultspirālais miglājs, kas atrodas tuvu galaktikas centram, rotējot ap melno caurumu magnētisko spēku ietekmē savērpjas.
9. att. Lauka spektrālanalīzei izmantoto pierakstu paraugi. Vertikālā un radiālā lauka pieraksts ar spolītēm. Spolītes mēra lauka maiņu (atvasinājumu) laikā jeb spriegumu (zilā līnija). Pēc tam to matemātiski pārrēķinot iegūst magnētiskā lauka pierakstu (melnā līnija).
10. att. Frekvenču spektrs logaritmiskā mērogā lauka vektoriālai un radiālai komponentei pēc att. 9 pierakstiem.
11. att. Izdalīts viens frekvenču spektrs lineārā mērogā.