Упругие свойства магнитной жидкости с воздушной полостью, создаваемой и транспортируемой магнитным полем

• Автор: Мьо Мин Тан
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 109 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ С МАГНИТОЖИДКОСТНЫМ ИНЕРЦИОННО-ВЯЗКИМ ЭЛЕМЕНТОМ

1.1. Синтез и основные физические свойства нанодисперсных магнитных жидкостей

1.2. Устройство и упругие свойства магнитожидкостной мембраны

1.3. Колебательная система типа “столбик МЖ над левитирующей воздушной полостью”

1.4. Зарубежные исследования за последние 10 лет, близкие по тематике

1.5. Выводы, цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1. Описание первого, второго и третьего экспериментальных модулей

2.2. Методика образования и укрупнения до «больших» размеров изолированной воздушной полости
2.3. Методика транспорта изолированной воздушной полости
2.4. Оценка погрешности измерения частоты и коэффициента затухания колебаний
2.5. Методика определения физических параметров наночастиц дисперсной фазы исследуемых образцов
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Физические свойства объекта экспериментального исследования
3.2. Транспорт воздушной полости в магнитной жидкости
3.3. Экспериментальные данные, характеризующие упругие и диссипативные
свойства полученных колебательных систем
3.3.1. Опыты по исследованию колебательных параметров системы “столбик МЖ над левитирующей воздушной полостью”
3.3.2. Опыты по исследованию колебательных параметров системы “Магнитожидкостная перемычка над создаваемой ею воздушной полостью”
3.4. Выводы
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА И ВЫВОДЫ
4.1. Теоретическое моделирование эволюции поверхности магнитной жидкости
4.2. Управляемый магнитным полем транспорт воздушной полости в магнитной жидкости
4.3. Анализ упруго-диссипативной характеристики колебательной системы “столбик МЖ над левитирующей воздушной полостью”
4.3.1. Анализ результатов измерений на образце МЖ-
4.3.2. Анализ результатов измерений на образцах МЖ-2, МЖ-3, МЖ-4, МЖ-
4.4. Анализ процесса укрупнения воздушной полости в магнитной жидкости на основе результатов акустических измерений
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Благодарности
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Магнитные жидкости (МЖ) представляют собой высокодисперсные стабилизированные коллоидные растворы магнитных наночастиц в немагнитных жидкостях. Их создание относится к числу наиболее значимых достижений нанотехнологий. Благодаря уникальному сочетанию “взаимоисключающих” физических свойств (намагничивание и текучесть) МЖ нашли применение в различных областях науки и техники: сепарация немагнитных дорогостоящих материалов, очистка водной поверхности от загрязнения нефтепродуктами, магнитожидкостные герметизаторы, наполнители зазоров магнитных головок громкоговорителей, управляемые акустические контакты и др.
В большинстве устройств магнитная жидкость служит наполнителем межполюсных зазоров или оболочек, размещенных в межполюсной области и частично заполненных воздухом. Удерживаемая неоднородным магнитным полем капля магнитной жидкости, подпружиненная изолированной газовой полостью, способна совершать колебания. Проявление резонансных свойств при определенных условиях может существенно повлиять на технические характеристики устройств. Особенностью такой колебательной системы является зависимость ее упругих и диссипативных свойств от протекания специфических для инерционного элемента - МЖ процессов: испарения жидкости-носителя, растекания по поверхности твердой оболочки, магнитодиф фузии, агрегирования магнитных наночастиц, межфазного теплообмена.
Уникальными и все еще не до конца изученными являются реологические свойства МЖ. Экспериментальными и теоретическими исследованиями, проведенными Me Taque J.P., Hall W. F., Бибиком E.E, Майоровым M.M., Варламовым Ю.Д., Каплуном А.Б., Суязовым В.М., Шлиомисом М.И., Пшеничниковым А.Ф., Мартыновым С.П., Диканским Ю.И. показано, что магнитные коллоиды характеризуются дополнительной

магнитожидкостной перемычки при движении кольцевого магнита вдоль оси трубки вверх к свободной поверхности жидкости
- провести анализ результатов измерения коэффициента затухания колебаний исследуемых колебательных систем и сделать вывод о вкладе механизма диссипации энергии, описываемого формулой Гельмгольца.