Исследование эффективной вязкости реальной магнитной жидкости

• Автор: Кутуев, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 119 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ

1.1 .Структура «реальной» магнитной жидкости

1.2.Вязко-упругие свойства реальной ненамагниченной магнитной жидкости

1.3.Анизотропия вязкости намагниченной магнитной жидкости. Неньютоновский характер вязкости
1.3.1. Экспериментальные данные по изучению поведения магнитных коллоидов в магнитных полях

1.3.2. Анализ теории

1.4.Методы изучения реологических свойств магнитной жидкости

1.5. Обоснование направления исследования

ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ МЕТОДИКИ И РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ С МАГНИТОЖИДКОСТНЫМ ИНЕРЦИОННО-ВЯЗКИМ ЭЛЕМЕНТОМ
2.1. Описание экспериментальной установки
2.2. Расчет параметров колебательной системы и погрешности измерений
2.3. «Вспомогательные» параметры: методика измерений
плотности, сдвиговой вязкости, намагниченности, магнитной
восприимчивости
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Описание объекта экспериментального исследования

3.2. Результаты экспериментального исследования коэффициента затухания и частоты колебательной системы с инерционным элементом в виде «простой »ньютоновской жидкости
3.3. Эксперименты по изучению полевой зависимости вязкости и
коэффициента затухания
3.4 Эксперимент по центрифугированию магнитной жидкости
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
4.1. Зависимость коэффициента затухания колебаний в системе с инерционным элементом в виде «простой» ньютоновской жидкости от частоты
4.2. Зависимость вязкости «реальной» магнитной жидкости от напряженности магнитного поля
4.3. Учет влияния немагнитных частиц на величину «магнитовязкого» эффекта
4.4. Влияние изгиба трубки и электропроводности жидкости на коэффициент затухания колебаний
4.5. Использование результатов НИР в лекционных демонстрациях
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Создание магнитных коллоидов; относится к числу достижений нано-технологий. Благодаря уникальному сочетанию «взаимоисключающих» физических свойств, таких как текучесть и высокая намагниченность магнитные коллоиды (магнитные жидкости (МЖ)) широко применяются в различных областях техники: магнитожидкостные
уплотнения, наполнители зазоров: магнитных; головок громкоговорителей,, управляемые акустические контакты, датчики угла наклона:
В большинстве устройств магнитный; коллоид служит наполнителем межполюсных зазоров или оболочек- размещенных.в; межполюсной области; Удерживаемая неоднородным магнитным? полем? такая магнитная.' жидкость, способна совершать резонансные колебания, которые в свою очередь могут существенно повлиять на технические характеристики? устройств. Упругодиссипативные свойства такой. колебательной системы, а также системы, инерционным элементом которых является? столбик магнитной? жидкости, заполняющий трубку, определяются'; эффективной’ 1 вязкостью- реальных магнитных коллоидов: В свою очередь, эффективная вязкость определяется-, как особенностями структуры коллоидов (наличие агрегатов; агрегирование в магнитном поле), так и внешними? условиями (амплитудой; и частотой вибраций, температурным режимом). Экспериментальными? и теоретическими исследованиями, проведенными; Me J.P. Taque, W.F. Hall, Е.Е. Бибиком, М.М. Майоровым,,Ю:Д. Варламовым, А.Б. Каплуном, М:И. Шлиомисом, А.Ф. Пшеничниковым, С.И. Мартыновым, В.А. Налетовой показано, что дополнительная? структурная вязкость магнитных коллоидов очень сложным образом зависит от технологии приготовления: Т.е поведение реальных объектов, существенно отличается от теоретических предсказаний, основанных на модельных представлениях. Однако традиционные методы исследования реологических свойств неньютоновских жидкостей не позволяют выявить взаимосвязь между диссипацией упругой энергии и

пропорционален квадрату намагниченности несущей жидкости, а эффективность деструктурирующего воздействия сдвига прямо пропорциональна вязкости жидкости и обратно пропорциональна квадрату намагниченности.
-Анализируя представленную здесь информацию можно сделать следующие выводы:
1. Возвратно-поступательное течение МЖ в трубах (осевые колебания магнитожидкостного столбика) никем не рассматривались. Отсутствуют соотношения, позволяющие рассчитать коэффициент затухания колебаний, обусловленный вязкостью “простой” жидкости; в широком.диапазоне частот.
2. Полевая зависимость вязкостнреальной МЖ в основном проявляется в поперечном к гидродинамическому потоку магнитном поле.
3. В связи с существованием различных режимов течения реальных МЖ допущение о ньютоновском поведении жидкости при ее осевых колебаниях в трубке составляет один из пунктов предлагаемой модели.
1.4: Методы изучения реологических свойств магнитной жидкости.
Первые исследования реологических свойств МЖ проводились на ротационных вискозиметрах [40]. Ротационные вискозиметры обладают таким преимуществом, как однородное поле механических напряжений. Однако, при исследовании реологических свойств во внешних полях они имеют ограниченные возможности, так как позволяют осуществить только одну ориентацию поля - перпендикулярно плоскости сдвига.
В работе М.М. Майорова [53] исследование вязкости проводились при помощи вискозиметрической установки с плоским каналом прямоугольного сечения. Определение градиента скорости при течении неньютоновской жидкости в вискозиметрах такого типа является более сложным, чем в