Магнитоуправляемый нестационарный изотермический массоперенос в магнитных жидкостях в окрестности ферро- и диамагнитных ядер конденсации

Авторы

  • А.С. Иванов Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • К.А. Хохрякова (Бушуева) Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • Е.А. Полежаева Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского

DOI:

Ключевые слова:

магнитные жидкости, концентрационная конвекция, магнитофорез, фазовый переход, диффузия, агрегаты

Аннотация

Сообщается об открытии и исследовании нестационарных изотермических магнитоуправляемых конвективных течений в окрестности ферро- и диамагнитных тел, помещенных в магнитную жидкость (МЖ) и выполняющих роль ядер магнитной конденсации. Ядра конденсации являются источниками неоднородного магнитного поля, вызывающего фазовое расслоение 1-го рода вида «газ - жидкость» в МЖ и появление интенсивных внутренних течений, обусловленных магнитофорезом капельных агрегатов. Выключение внешнего магнитного поля приводит к развитию интенсивной концентрационной конвекции по всему объему коллоида. Численный анализ конвективных течений позволил определить теорию фазового перехода первого рода, наилучшим образом описывающую эксперимент.

Биографии авторов

  • А.С. Иванов, Институт механики сплошных сред УрО РАН
    кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории динамики дисперсных систем, Институт механики сплошных сред УрО РАН (ИМСС УрО РАН)
  • К.А. Хохрякова (Бушуева), Институт механики сплошных сред УрО РАН
    кандидат физико-математических наук, младший научный сотрудник лаборатории динамики дисперсных систем, ИМСС УрО РАН

Библиографические ссылки

  1. Finlayson. B.A. Convective instability of ferromagnetic fluids // J. Fluid Mech. - 1970. - Vol. 40. - № 4. - P. 753-767.
  2. Shliomis M.I. Magnetic fluids // Sov. Phys. Usp. - 1974. - Vol. 17. - Р. 153.
  3. Bashtovoi V.G., Pavlinov M.I. Convective stability of a vertical layer of magnetizable fluid in a uniform magnetic field // Magnetohydrodynamics. - 1978. - Vol. 14. - № 1. - Р. 21-22.
  4. Berkovsky B.M., Medvedev V.F., Krakov M.S. Magnetic fluids. - Oxford Univ. Press, 1993.
  5. Blums E., Cebers A., Maiorov M.M. Magnetic fluids. - Walter de Gruyter, 1997.
  6. Shliomis M.I., Smorodin B.L. Convective instability of magnetized ferrofluids // J. Magn. Magn. Mater. - 2002. - Vol. 252. - P. 197-202.
  7. Krakov M.S., Nikiforov I.V., Reks A.G. Influence of the uniform magnetic field on natural convection in cubic enclosure: experiment and numerical simulation // J. of magnetism and magnetic materials. - 2005. - Vol. 289. - Р. 272-274.
  8. Bozhko А.А., Putin G.F. Thermomagnetic Convection as a Tool for Heat and Mass Transfer Control in Nanosize Materials Under Microgravity Conditions // Microgravity Science and Technology. - 2009. - Vol. 21. - № 1-2. - P. 89-93.
  9. Suslov S.A., Bozhko A.A., Sidorov A.S., Putin G.F. Thermomagnetic convective flows in a vertical layer of ferrocolloid: Perturbation energy analysis andexperimental study // Phys. Rev. E. 86, 016301.
  10. Ivanov A.S., Pshenichnikov A.F. Vortex flows induced by drop-like aggregate drift in magnetic fluids // Physics of fluids. - 2014. - Vol. 26. - 012002-9.
  11. Ivanov A.S., Melenev P.V. Isothermal vortex flows in the vicinity of ferro- and diamagnetic condensation cores in magnetic fluids undergoing first-order phase transition // Physics of fluids. - 2014. - Vol. 26. - 112001-15.
  12. Kostarev K.G., Pshenichnikov A.F. Gravitational Convection of a Liquid Mixture in a Horizontal Cylindrical Gap at Moderate Grashof Numbers // Cosmic Research. - 2004. - Vol. 42. - № 2. - Р. 109-116.
  13. Posmentier E.S., Кirwan A.D. The role of double-diffusive interleaving in mesoscale dynamics: An hypothesis // J. Mar. Res. - 1985. - Vol. 43. - P. 541-552.
  14. Turner J.S. Buoyancy Effects in Fluids. - Cambridge, 1973.
  15. Pshenichnikov A.F., Mekhonoshin V.V. Phase separation in dipolar systems: Numerical simulation // JETP Lett. - 2000. - Vol. 72. - Р. 182.
  16. Buyevich Yu.A., Ivanov A.O. Equilibrium properties of ferrocolloids // PhysicaA. - 1992. - Vol. 190. - Р. 276.
  17. Ivanov A.S., Pshenichnikov A.F. On natural solutal convection in magnetic fluids // Physics of Fluids. - 2015. - Vol. 27. - 092001-8.

###

  1. Finlayson. B.A. Convective instability of ferromagnetic fluids // J. Fluid Mech. - 1970. - Vol. 40. - No 4. - P. 753-767.
  2. Shliomis M.I. Magnetic fluids // Sov. Phys. Usp. - 1974. - Vol. 17. - R. 153.
  3. Bashtovoi V.G., Pavlinov M.I. Convective stability of a vertical layer of magnetizable fluid in a uniform magnetic field // Magnetohydrodynamics. - 1978. - Vol. 14. - No 1. - R. 21-22.
  4. Berkovsky B.M., Medvedev V.F., Krakov M.S. Magnetic fluids. - Oxford Univ. Press, 1993.
  5. Blums E., Cebers A., Maiorov M.M. Magnetic fluids. - Walter de Gruyter, 1997.
  6. Shliomis M.I., Smorodin B.L. Convective instability of magnetized ferrofluids // J. Magn. Magn. Mater. - 2002. - Vol. 252. - P. 197-202.
  7. Krakov M.S., Nikiforov I.V., Reks A.G. Influence of the uniform magnetic field on natural convection in cubic enclosure: experiment and numerical simulation // J. of magnetism and magnetic materials. - 2005. - Vol. 289. - R. 272-274.
  8. Bozhko A.A., Putin G.F. Thermomagnetic Convection as a Tool for Heat and Mass Transfer Control in Nanosize Materials Under Microgravity Conditions // Microgravity Science and Technology. - 2009. - Vol. 21. - No 1-2. - P. 89-93.
  9. Suslov S.A., Bozhko A.A., Sidorov A.S., Putin G.F. Thermomagnetic convective flows in a vertical layer of ferrocolloid: Perturbation energy analysis andexperimental study // Phys. Rev. E. 86, 016301.
  10. Ivanov A.S., Pshenichnikov A.F. Vortex flows induced by drop-like aggregate drift in magnetic fluids // Physics of fluids. - 2014. - Vol. 26. - 012002-9.
  11. Ivanov A.S., Melenev P.V. Isothermal vortex flows in the vicinity of ferro- and diamagnetic condensation cores in magnetic fluids undergoing first-order phase transition // Physics of fluids. - 2014. - Vol. 26. - 112001-15.
  12. Kostarev K.G., Pshenichnikov A.F. Gravitational Convection of a Liquid Mixture in a Horizontal Cylindrical Gap at Moderate Grashof Numbers // Cosmic Research. - 2004. - Vol. 42. - No 2. - R. 109-116.
  13. Posmentier E.S., Kirwan A.D. The role of double-diffusive interleaving in mesoscale dynamics: An hypothesis // J. Mar. Res. - 1985. - Vol. 43. - P. 541-552.
  14. Turner J.S. Buoyancy Effects in Fluids. - Cambridge, 1973.
  15. Pshenichnikov A.F., Mekhonoshin V.V. Phase separation in dipolar systems: Numerical simulation // JETP Lett. - 2000. - Vol. 72. - R. 182.
  16. Buyevich Yu.A., Ivanov A.O. Equilibrium properties of ferrocolloids // PhysicaA. - 1992. - Vol. 190. - R. 276.
  17. Ivanov A.S., Pshenichnikov A.F. On natural solutal convection in magnetic fluids // Physics of Fluids. - 2015. - Vol. 27. - 092001-8.

Загрузки

Опубликован

2016-12-29

Выпуск

№ 4 (2016)

Раздел

Исследования: теория и эксперимент

Как цитировать

Иванов, А., Хохрякова (Бушуева), К., & Полежаева, Е. (2016). Магнитоуправляемый нестационарный изотермический массоперенос в магнитных жидкостях в окрестности ферро- и диамагнитных ядер конденсации. Вестник Пермского федерального исследовательского центра, 4, 28-32. https://journal-dev.icmm.ru/index.php/pscj/article/view/PSCJ2016n4p5