磁力底搅拌器为什么跳子?

    磁力底搅拌器是实验室常用的混合仪器。其原理是:在机器内部有一马达带动的条形磁铁转子,用磁力驱动烧瓶里的条形磁铁(磁子)高速旋转。使用烧瓶时,瓶底为一球面,磁子为橄榄形(枣核型),磁子和烧瓶底接触面可以视为一点或两点(请自行脑补)。
    理想情况下,磁子会受磁力驱动自旋。但是在特定速度范围内,磁子将会进入一个亚稳态使得其在自旋的同时在瓶底球面内质心运动,其轨迹未必是圆形的。此时称之为跳子。跳子现象在烧瓶内不加溶液或加入各种低粘度流体时均会发生。

8叶片高速剪切磁力底搅拌桨

8叶片高速剪切磁力底搅拌桨

    一般情况下会发现,速度超过一定阈值则会发生跳子现象。但有时进一步提高转速,跳子现象会自动消除,回归稳态。此时若继续提高转速又会出现跳子。如果选用合适的磁子,则可以避免这一情况。