Теплообмен при закалочном охлаждении пластины в магнитной жидкости

• Автор: Гришанина, Ольга Алексеевна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1.Теплообмен при кипении магнитных жидкостей. Обзор литературы
1.1. Механизмы влияния магнитного поля на параметры теплопереноса при кипении
магнитных жидкостей
1.2. Закалка стали в магнитной жидкости
Глава 2. Паровые полости при нестационарном кипении магнитной жидкости на поверхности намагничивающейся пластины
2.1. Объект и методика исследования
2.2. Режимы кипения магнитной жидкости на различных участках поверхности пластины
2.3. Экспериментальное моделирование процессов формирования паровоздушных полостей вблизи поверхности пластины с соотношением длины к толщине менее и
более десяти
2.4. Формирование воздушных полостей вблизи поверхности пластины при различной ориентации плоскости пластины к направлению внешнего магнитного поля
2.5.Решение задачи о распределении свободной поверхности магнитной жидкости, в окрестности намагничивающейся пластины
2.6. Влияние соотношения размеров пластины на характер распределения формы свободной поверхности магнитной жидкости, омывающей пластину
Глава 3. Теплообмен ферромагнитной пластины
с магнитной жидкостью

3.1. Экспериментальная установка и методика исследования
3.2. Результаты измерений интенсивности охлаждения в магнитной жидкости различных точек поверхности пластины, расположенной параллельно вектору внешнего магнитного поля
3.3. Распределение термических напряжений
в пластине по полю температур
Глава 4.Закалка стальных пластин в магнитной жидкости
4.1. Объект и методика исследования
4.2. Закалка пластин из доэвтектоид-
ной стали в магнитной жидкости
4.3. Закалка пластин из эвтектоидной
стали в магнитной жидкости
4.4. Закалка пластин из легированной
стали в магнитной жидкости
Заключение
Список литературы
Основные обозначения
A, D,F,G,K - произвольные вещественные постоянные; а - полуширина пластины;
В - индукция магнитного поля;
DKp - критический диаметр парового пузырька;
Е - модуль Юнга;
е - основание натурального логарифма, е=2,71;
Ф(г) - аналитическая функция; f - частота отрыва паровых пузырьков;
Н - напряженность магнитного поля;

Но - напряженность внешнего магнитного поля; д - ускорение силы тяжести, д=9,81 м/с2;
Н - напряженность магнитного поля;
Н0 - напряженность внешнего магнитного поля;
1 - мнимая единица; I = у/-1 ;
- длина, ширина и высота пластины;
М - намагниченность;
Мп - нормальная компонента намагниченности на свободной поверхности магнитной жидкости;
М3 - намагниченность насыщения;
Р - магнитное давление;
Ра - атмосферное давление;
Рхк _ тензор напряжений;
рн - полином Лежандра;
г,ф,0 - сферические координаты;
Л - радиус;
Л1, Л2 - главные радиусы кривизны поверхности магнитной жидкости;
Т - температура; и - вектор смещения; и!к - тензор деформаций;
V - скорость охлаждения;
V - средняя скорость охлаждения;
/мж - объем магнитной жидкости;
Упл - объем пластины;
х,у,г - декартовы координаты; у„ - половина тощины пластины;
а - угол между направлением внешнего магнитного поля и плоскостью пластины; ост - температурный коэффициент линейного расширения;
- скалярный потенциал магнитного поля; фГе - объем феррофазы в магнитной жидкости;
8д.к - символ Кронекера;

ENSAM, Paris, France. Экспериментально установлено, что в высокотемпературной области в поперечном поле плотность теплового потока более чем втрое превышает таковую в продольном. При этом скорость охлаждения боковой поверхности цилиндрического образца в поперечном поле выше, чем в продольном. Это связывается с изменением формы парового пузыря в магнитном поле, т.е. с его вытягиванием вдоль линий поля, что влияет на частоту парообразования. Переменное поле, нормальное к оси образца, интенсифицирует теплоотдачу в большей степени, чем постоянное. По мнению авторов, в переменном поле возникает пульсация паровых пузырей, способствующая дополнительному перемешиванию жидкости в пристенном слое и делающая паровые пузьри менее _устойчивыми. Дополнительный ввод газовой фазы (барботаж) улучшает условия теп-лосъема с поверхности нагрева и усиливает эффект влияния поля. Характер кривых охлаждения для лобового и бокового участков поверхности охлаждаемого образца в поперечном и продольном аналогичен подобным кривьм, полученным в экспериментах [25].
Баштовой В.Г. с сотрудниками [7,8] в 1993г. изучали явления тепломассопереноса при кипении магнитных жидкостей. В авторский коллектив [7] входит иностранный исследователь Nguyen Quyet Thang. Описаны эффекты различного охлаждения участков поверхности цилиндра с введением дополнительной фазы и без барботажа, аналогичные приведенным в работах [4,25]. Предложено использовать магнитожидкостную пленку для контроля за процессами теплообмена [7]
Баштовой В.Г. с сотрудниками [6,10] в 1995г. определяют критические размеры цилиндрических образцов, охлаждаемых в магнитной жидкости во внешнем магнитном поле и изучают теплообмен при охлаждении цилиндра во вращающемся магнитном поле. Во всех экспериментах магнитное поле является эффективным средством управления теплообменом между разогретым образцом и магнитной жид-