Вязкость магнитных коллоидных жидкостей при различных температурах и объёмных долях твёрдых частиц

Николай Викторович Колчанов (Nikolay Kolchanov), Екатерина Владимировна Колесниченко

Аннотация


В статье представлены результаты эксперимента, в рамках которого измерялся коэффициент динамической вязкости магнитных коллоидных жидкостей. Магнитные коллоидные жидкости состоят из жидкости-носителя и твёрдых магнетитовых частиц размером 9-10 нм. В эксперименте использованы два вида магнитных жидкостей – на основе керосина (МЖк) и на основе ундекана (МЖу), – отличающиеся производителем и датой изготовления. Измерение вязкости производилось с помощью капиллярного вискозиметра, оснащенного специально разработанными для этого эксперимента датчиками. Датчики были изготовлены на основе медь-константановых термопар, которые в совокупности с микровольтметром и часами позволяли измерять время протекания контрольного объёма магнитной жидкости через капилляр вискозиметра. В эксперименте был получен массив данных о вязкости МЖк и МЖу для температур 20, 30, 40, 50 °С и объёмных долей магнетитовых частиц 0, 6, 10, 13, 16 %. Построены графики зависимости динамической вязкости от температуры. Проведено сравнение вязкостей магнитных жидкостей МЖк и МЖу между собой. Было установлено, что отношение коэффициентов вязкости этих жидкостей не зависит от температуры в рассмотренном диапазоне температур. Так же с ростом объёмной доли частиц коэффициенты вязкости МЖк и МЖу увеличиваются одинаковым образом до 10 %-ых долей частиц. Выше значения объёмной доли частиц 10 % вязкость МЖк начинает существенно превышать вязкость МЖу.


Полный текст:

PDF

Литература


Rudyak V. Ya. Sovremenoe sostoyanie isledovani vyazkosti nanozhidkostei (Modern status of researchers of nanofluids viscosity). Vestnik NSU. Series: Physics, 2015, vol. 10, no. 1, pp. 5–22. (In Russian)

Buzmakov V. M., Pshenichnikov A. F. O kontsentratsionoii zavisimosti vyazkosti magnitnih zhidkostei (On the concentration dependence of viscosity of magnetic fluids). Magnetohydrodynamics, 1991, no. 1, pp. 18–22. (In Russian)

Buzmakov V. M., Pshenichnikov A. F. On the Structure of Microaggregates in Magnetite Colloids. Journal of Colloid and Interface Science, 1996, vol. 182, no. 1, pp. 63–70. DOI: 10.1006/jcis.1996.0437.

Rosensweig R. Ferrohydrodynamics, Cambridge University Press, 1985, 344 p.

Vand V. Viscosity of solution and suspensions. Journal of Physical and Colloid Chemistry, 1948, vol. 52, no. 2, pp. 277–299. DOI: 10.1021/j150458a001

Chong J. S., Christiansen E. B., Baer A. D. Rheology of concentrated suspension. Journal of Applied Polymer Science, 1971, vol. 15, pp. 2007–2021. DOI: 10.1002/app.1971.070150818

Varlamov Y.D., Kaplun A.B. Izmerenie vyazkosti slaboagregiryuschihsya magnitnih zhidkostei (Measurement of viscosity of weakly aggregated magnetic fluids). Magnetohydrodynamics, 1986, no. 3, pp. 43-49. (In Russian)

Pshenichnikov A. F., Gilev V. G. Vyazkost’ kontsentrirovanih magnetitovih koloidov (Viscosity of concentrated magnetite colloids). Bulletin of Perm University. Series: Physics, 1997, no. 2, pp. 46–58. (In Russian)

Pshenichnikov A. F., Gilev V. G. Rheology and magnetization of concentrated magnetite colloids. Colloid Journal, 1997, vol. 59, no. 3, pp. 346–353.

Lebedev A. V. Vyazkost’ kontsentrirovanih koloidnih rastvorov magnetita (Viscosity of concentrated colloidal solutions of magnetite). Colloidal Journal, 2009, vol. 71, no. 1, pp. 78–83. (In Russian)

Bogatirev G. P., Gilev V. G. Isledovanie kontsentratsionoi zavisimosti vyazkosti magnitnoi zhidkosti vo vneshnem pole (Investigation of the concentration dependence of magnetic fluid viscosity in an external field). Magnetic Hydrodynamics, 1984, no. 3, pp. 33-37. (In Russian)

Kazantcev M.Y., Kolchanov N.V. O gravitatsionoi konvektsii v koloidah (On gravitational convection in colloids). Bulletin of Perm University. Series: Physics, 2012, vol. 22, no. 4, pp. 79–82. (In Russian)

Kolchanov N. V., Putin G. F. Gravitational convection of magnetic colloid in a horizontal layer. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2015, vol. 89, pp. 90–101. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.05.050

Kolchanov N. V., Arefyev I. M. Thermal convection in a layer of magnetic colloid based on a single-component fluid. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2017, vol. 111, pp. 1112–1120.

DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.04.099.

Kazantsev E. I. Industrial furnaces. Design and Calculation Reference Book, Mir Publishers, 1977, 375 p.




DOI: http://dx.doi.org/10.17072/1994-3598-2017-4-37-44

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.





ISSN: 1994-3598

Адрес издателя и учредителя: ПГНИУ, ул. Букирева, д. 15, г. Пермь, 614990

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охраны культурного наследия. Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77-66788 от 08 августа 2016 г.

Журнал включен в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук (специальности: 01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы; 01.04.07 - Физика конденсированного состояния).

Научное издание

© ФГБОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2019

Лицензия Creative Commons Материалы журнала публикуются по лицензии Creative Commons - Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).