Тепловые и транспортные процессы в коллоидах с магнитными наночастицами в сильно неоднородных магнитных полях

Abstract

Объект исследования – коллоид твердых магнитных наночастиц с размерами порядка 10 нм в жидкости-носителе. Цель исследования – создание теории процессов тепло- и массопереноса в коллоидных системах с магнитными наночастицами (магнитных жидкостях) при воздействии сильно неоднородных магнитных полей, приводящих к перераспределению концентрации частиц за счет процессов магнитофореза, броуновской диффузии и фазовых переходов, вызывающих за счет этого неоднородное распределение коэффициентов теплопроводности и вязкости. Теоретически и экспериментально исследованы термомеханические процессы в коллоидах с магнитными наночастицами в неоднородных магнитных полях с учетом процессов тепло- и массопереноса и фазовых превращений в них. Найдены аналитические решения уравнений гидродинамики, тепло- и массопереноса для слоев магнитных коллоидов различной конфигурации, находящихся под действием локально неоднородных магнитных полей. Установлены закономерности формирования границы раздела фаз и влияния массообменных процессов на объемную магнитную силу, вязкие напряжения и теплопередачу. Результаты могут быть использованы при разработке и совершенствовании магнитожидкостных и магнитореологических устройств, таких, как магнитожидкостные демпферы, опоры, подвесы, уплотнения, измерительные приборы.