Исследование эффективной вязкости реальной магнитной жидкости

Кутуев, Алексей Николаевич

Исследование эффективной вязкости реальной магнитной жидкости тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Кутуев, Алексей Николаевич АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Курск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2009 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Исследование эффективной вязкости реальной магнитной жидкости»

Автореферат диссертации на тему "Исследование эффективной вязкости реальной магнитной жидкости"

На правах рукописи

Кутуев Алексей Николаевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ВЯЗКОСТИ РЕАЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ

01.04.07 - Физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

КУРСК 2009

003480605

Работа выполнена на кафедре физики

Курского государственного технического университета

Научный руководитель доктор физико-математических наук, профессор

Полунин Вячеслав Михайлович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Защита состоится 24 сентября 2009 г. в 14 часов на заседании специализированного диссертационного совета Д 212.105.04 при Курском государственном техническом университете по адресу: 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КурскГТУ

Автореферат разослан _ 2009 г.

Размещен на сайте wvvvv.kurskstu.ru _ 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Неручев Юрий Анатольевич

кандидат физико-математических наук, доцент Лобова Ольга Вячеславовна

Ведущая организация Ставропольский государственный университет

кандидат физико-математических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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, размешенных 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. Упруго-диссипативные свойства такой колебательной системы, а также системы, инерционным элементом которых является столбик магнитной жидкости, заполняющий трубку, определяются эффективной 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 физическими процессами на структурном уровне. Поэтому тематика исследований, направленная на установление адекватных физических

представлений о природе полевой зависимости эффективной вязкости реальной магнитной жидкости, представляется достаточно актуальной.

Цель работы заключается в исследовании физического механизма вращательной вязкости в реальной магнитной жидкости. Задачи исследования:

- разработать методику экспериментального исследования и создать экспериментальную установку с магнитонезависимым способом регистрации колебаний, позволяющую производить измерения коэффициента затухания колебаний системы с возможностью намагничивания магнитного коллоида в поперечном гидродинамическому потоку магнитном поле.

-провести измерения зависимостей коэффициента затухания исследуемой колебательной системы и вязкости ее инерционного элемента от напряженности магнитного поля.

-провести измерения параметров «вспомогательного» назначения: плотности, сдвиговой вязкости, намагниченности и начальной магнитной восприимчивости МЖ в магнитном поле.

-провести центрифугирование магнитного коллоида для выявления влияния имеющихся в образце микрочастиц немагнитной фазы на величину магнито-вязкого эффекта.

-проанализировать экспериментальные данные и изучить возможности применения известных теорий магнитовязкого эффекта для интерпретации полученных результатов.

-рассмотреть возможность применения результатов НИР при изучении студентами технических университетов раздела курса физики «колебания и волны».

Научная новизна результатов работы заключается в следующем:

трубку, а роль упругости выполняет воздушная полость внутри одного из колен трубки под пьезоэлектрической пластинкой.

- Разработана методика определения приращения сдвиговой вязкости магнитной жидкости в магнитном поле, основанная на использовании результатов измерения коэффициента затухания колебательной системы при размещении и-образной трубки перпендикулярно магнитному полю.

- «Неожиданный »результат центрифугирования исследуемого образца МЖ-«естественное» уменьшение плотности и вязкости при неизменности кривой намагничивания, который является следствием избирательного отделения из системы микрочастиц немагнитной дисперсной фазы.

- Предложено использовать модель МЖ с анизотропными свойствами, разработанную В.А. Налетовой, для расчета усредненного по дисперсной фазе отношения длины наноагрегата к его толщине по данным эксперимента в поперечном магнитном поле.

- На основе теории Б.Э. Кашевского о моменте сил, действующем на немагнитные микрочастицы в намагничивающейся жидкости, получена оценка геометрических параметров отделенных в процессе центрифугирования частиц немагнитной фазы исследуемого образца МЖ.

- Использование поэтапной схемы определения вклада магнитных наночастиц и немагнитных микрочастиц в магнитовязкий эффект в исследованных образцах.

Анализ полученных экспериментальных данных на основе модели вращательной вязкости и результаты оценки геометрических параметров магнитных наноагрегатов и немагнитных микрочастиц, диспергированных в образце исследованного магнитного коллоида, полученные на основе этого анализа.

Автор выносит на защиту:

1. Методику измерения коэффициента затухания колебательной системы, в которой инерционно-вязким элементом служит магнитная жидкость, заполняющая и-образную стеклянную трубку, а роль упругости выполняет воздуш-

ная полость внутри одного из колен трубки под пьезоэлектрической пластинкой.

2. Методику определения приращения сдвиговой вязкости магнитной жидкости в магнитном поле, основанную на использовании результатов измерения коэффициента затухания колебательной системы при размещении и-образной трубки перпендикулярно магнитному полю.

3. Возможность использования модели МЖ с анизотропными свойствами, разработанной В.А.Налетовой, для расчета усредненного по дисперсной фазе отношения длины наноагрегата к его толщине по данным эксперимента в поперечном магнитном поле.

4. Количественную оценку геометрических параметров отделенных в процессе центрифугирования микрочастиц немагнитной фазы исследованного образца МЖ, полученную на основе теории Б.Э. Кашевского о моменте сил, действующем на немагнитные микрочастицы в намагничивающейся жидкости.

5. Использование поэтапной схемы определения вклада магнитных наноча-стиц и немагнитных микрочастиц в магнитовязкий эффект в исследованных образцах.

Достоверность экспериментальных исследований подтверждается: проведением опытов с использованием надежной экспериментальной методики; использованием поверенной измерительной техники; совпадением данных нескольких независимых между собой экспериментов, проведенных на одних и тех же образцах; удовлетворительным согласием между выводами модельной теории и результатами полученными экспериментально.

Научная и практическая ценность диссертации заключается в том, что разработанный метод индикации колебаний магнитожидкостного инерционно-вязкого элемента, полученные экспериментальные и теоретические результаты могут быть полезны при проектировании новых и модернизации известных устройств, использующих магнитные жидкости. Могут быть использованы для паспортизации вновь полученных образцов магнитных коллоидов, оценки их

физических параметров. Они могут найти также применение в учебном процессе при изучении раздела физики «Колебания и волны».

Апробация работы. Материалы диссертации представлялись на 13-ой Международной Плесской конференции по магнитным жидкостям (Иваново, 2008 г.), на 20-ой сессии Российского акустического общества (Москва, 2008 г.), всероссийской научной конференции «Физико-химические и прикладные проблемы магнитных дисперсных наносистем» (Ставрополь, 2007 г.), Международной научно-технической конференции «Вибрационные машины и технологии» (Курск, 2008 г.), Вузовской научно-технической конференции в области научных исследований «Молодежь и XXI век» (Курск, 2008 г.), XIV Российской научно-технической конференции с международным участием «Материалы и упрочняющие технологии-2007» (Курск, 2007 г.), I международной конференции «Актуальные проблемы молекулярной акустики и теплофизики» (Курск, 2008 г.), научно-методической конференции «Самостоятельная работа и качество дипломированного специалиста» (Курск, 2008 г.).

Публикации: основные результаты, представленные в диссертации, опубликованы в 14 работах, в том числе одной работе из списка ВАК.

Личный вклад автора: Осуществлены разработка методики эксперимента и создание экспериментальной установки, позволяющей производить измерения полевых зависимостей вязкости и коэффициента затухания колебаний системы с магнитожидкостным инерционным элементом. Получены экспериментальные данные и с участием научного руководителя произведен их анализ. При участии автора проведены представленные в работе теоретические расчеты. Автор принимал участие в анализе результатов и написании статей.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 119 страницах и содержит 26 рисунков, 13 таблиц и ) 10 наименований цитируемой литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель исследования и основные положения, выносимые на защиту. Показаны научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

В главе 1 диссертации дается обзор ранее опубликованных работ. Особое внимание уделено работам, посвященным теоретическому и экспериментальному исследованию реологических свойств МЖ, а также теоретическим работам по изучению магнитовязкого эффекта. На основании представленного литературного обзора сделаны выводы и обозначены проблемы, требующие своего решения.

В главе 2 описана методика экспериментального исследования и экспериментальная установка, позволяющая производить измерения коэффициента затухания колебаний исследуемой системы (1 с возможностью намагничивания магнитной жидкости в поперечном к гидродинамическому потоку магнитном поле. Схематическое изображение установки представлено на рис.1.

Стеклянная и-образная трубка 2, внутренним диаметром с{ = 10,7 мм, заполнена до некоторого уровня в обоих коленах магнитным коллоидом 3. Одно из. колен герметично за- рИс. 1 Блок-схема экспериментальной установки крыто пьезоэлектрической

пластинкой-датчиком колебаний 4. МЖ в данном случае служит инерционно-вязким элементом колебательной системы, а ее упругим элементом является

воздушная полость 5, образовавшаяся под пьезопластинкой. Для возбуждения колебаний используется одетая на другое колено эластичная трубка с поршнем 1. В трубке имеется отверстие, предназначенное для выхода воздуха при перемещении поршня в исходное положение и прикрываемое в момент выдергивания поршня. Полученные на пьезодатчике радиоимпульсы поступают на экран запоминающего осциллографа 6. Осциллограммы фиксируются цифровым фотоаппаратом 7 и передаются в компьютер 8 для дальнейшей обработки. Дается характеристика магнитных полей, созданных электромагнитом. Измерения времени и амплитуды колебания выполняются при помощи программы Corel DRAW. Опытным путем показано, что погрешность измерения частоты колебаний vue превышает 5%, и что при вероятности 0,95 доверительный интервал измерения коэффициента затухания колебаний ¡3составляет 8-9%.

Предполагается, что обе свободные поверхности жидкости плоские и общая длина столбика жидкости составляет Ь. Считая стенки трубки, пьезопла-стинку абсолютно жесткими, а жидкость несжимаемой, запишем формулу для частоты свободных незатухающих колебаний:

где рх — плотность воздуха, р- плотность жидкости, /¡-высота изолированной воздушной полости.

В главе 3 описана методика определения сдвиговой вязкости магнитной жидкости в магнитном поле, основанная на использовании результатов измерения коэффициента затухания колебательной системы с магнитожидкостным инерционным элементом. Если длина окружности, охватывающей боковую поверхность жидкого столбика существенно больше длины вязкой волны А.

(Л = то коэффициент затухания, обусловленный потерями энергии за

счет возвратно- поступательного течения вязкой жидкости по трубке находится по формуле Гельмгольца:

(1)

где ё- диаметр трубы; // - динамическая вязкость; р - плотность жидкости. Дополнительные потери энергии, не связанные с вязкостью, обуславливают добавочное затухание Ар. Экспериментальное значение коэффициента затухания Д.г состоит из двух компонент Ар и р.

= (3)

Параметры, способные оказать влияние на физические механизмы затухания колебаний невязкого происхождения, - акустическое сопротивление и теплопроводность магнитных коллоидов практически не зависят от напряженности магнитного поля и степени его неоднородности. Поэтому, проведя предварительно тарировку измерительного устройства путем измерения вязкости исследуемого образца другим методом (устанавливается АР на выбранной частоте V), значение вязкости жидкости в магнитном поле находим по формуле:

Г) = рй\рсх- ^ЦАпу (4)

Даны основные характеристики исследованных образцов магнетитовых магнитных жидкостей на основе керосина (табл. 1), измеренные по традиционным методикам при температуре 25°С.

Таблица 1

Образец Жидкость-носитель г), мПа-с. р, кг/м3 Ф,% М„ кА/м г

МЖ-1 Керосин 6,1 1378 13,3 55 8,1

МЖ-2 Керосин 1,9 1013 5 20 1,1

МЖ-3 Керосин 1,58 920 3 12 1

МЖ-4 Керосин 1,3 831,5 1 3,5 0,8

МЖ-5 Керосин 8,9 1522 16,6 55 8,1

В табл. 1 р - плотность магнитного коллоида, Л/, - намагниченность насыщения, х - начальная магнитная восприимчивость, 7/ - статическая вязкость, <р - объемная концентрация твердой фазы.

В табличной форме приведены результаты измерений коэффициента затухания, частоты колебаний и вязкости магнитожидкостного инерционного элемента от напряженности магнитного поля, проведенных при температуре 25±ГС.

Для выявления роли вклада невязких потерь в затухание колебаний проведены исследования частотной зависимости коэффициента затухания колебаний

в системе, инерционным элементом которой служат простые ньютоновские

Таблица 2

Жидкость т), мПа-с р, кг/м3

бромпропан 1,28 1208

1-йодгептан 1,97 1368

Вода дистиллированная 1 1000

Раствор глицерина 40% 5,1 1125

жидкости. В табличной форме представлены результаты измерения ¿1/?и Р в зависимости от частоты. В табл. 2 представлены физические параметры использованных жидкостей, при температуре 25 °С.

В главе 4 дан теоретический анализ результатов эксперимента. Приведены графики зависимостей коэффициента затухания от частоты колебаний системы, в которой инерционно-вязким элементом служат простые ньютоновские жидкости. Графически представлены результаты измерения коэффициента затухания колебательной системы с магнитожидкостным инерционным элементом от напряженности магнитного поля. Приведены графики зависимостей сдвиговой вязкости исследованных образцов от величины магнитного поля. Рассмотрено использование модели МЖ с анизотропными свойствами, разработанной В.А. Налетовой для расчета усредненного по дисперсной фазе отношения длины на-ноагрегата к его толщине по данным эксперимента в поперечном магнитном поле. На основе теории Б.Э.Кашевского о моменте сил, действующем на немагнитные микрочастицы в намагничивающейся жидкости, получена оценка геометрических параметров отделенных в процессе центрифугирования частиц немагнитной фазы исследуемого образца МЖ.

На рис. 2 и 3 представлены зависимости коэффициента затухания колебательной системы с инерционным элементом ( в виде простой ньютоновской

У.Гц

Рис.2 Зависимость коэффициента затухания колебаний от частоты. •- бромпропан, А- вода дистиллированная, «-глицерин 40%,*- 1-йодгеотан.

3,5 3 2,5 2 1,5 1

0,5 0

,1пр

3 3,5 4 4,5 5

Рис.3 Зависимость коэффициента затухания колебаний от частоты в логарифмическом масштабе.

бромпропан, А - вода дистиллированная, ■-глицерин 40%,*-1-йодгептан

22 п

Д Р,С''

V, Гц

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Рис.4 Зависимость дополнительного затухания Д)5 от частоты. Трубка 0 10,7 мм. •-бромпропан, А-вода, ш-глицерин 40%, ♦-1-йодгептан.

1ПД0 3

2.5

1.5

0.5 О

3 3.5 4 4.5 5

Рис.5 Зависимость дополнительного затухания от частоты в логарифмическом масштабе. Трубка 0 10,7мм •- бромпропан, А-вода, «-глицерин 40%, ♦-1-йодгептан.

жидкости) от частоты в простом и логарифмическом масштабах. Все представленные данные получены при выполнении условия яс1/2Я>10, поэтому коэффициент затухания/?, обусловленный вязким течением жидкости, рассчитывается по формуле Гельмгольца. Тангенс угла наклона аппроксимированных прямых на рис.3 равен 1, что означает пропорциональную зависимость коэффициента затухания от частоты колебаний.

На рис. 4 и 5 представлены зависимости, иллюстрирующие вклад невязких потерь в коэффициент затухания колебаний в исследованном диапазоне частот.

Анализируя представленные графики можно сделать вывод, что вклад невязких потерь в коэффициент затухания растет быстрее с увеличением частоты, чем вязких.

Н,кА/м 800

Рис.6 Зависимость коэффициента затухания колебательной системы от напряженности магнитного поля: А-МЖ2, «-МЖЗ, --МЖ4.

Рис.7. Зависимость коэффициента затухания от напряженности магнитного поля: «-МЖ2, ♦-МЖ5.

На высоких частотах А/5 является резко преобладающим. По этой причине в данной работе, с целью минимизации невязких потерь, исследования зависимостей р(Н) колебательной системы с инерционным элементом в виде магнитной жидкости проведены на частотах 36 и 50Гц. Результаты измерения коэф-

18 Р.с-1

6 ■ 4 -

2 -

0 200 400 600

фициента затухания исследуемой колебательной системы с магнитожидкост-ным инерционным элементом представлены на рис.6 и рис. 7.

По формуле (4) с использованием полученных значений /? рассчитывается вязкость образцов МЖ для различных значений Я в исследованном диапазоне

Рис.8. Зависимость вязкости МЖ от напряженности магнитного поля: А-МЖ2. и-МЖЗ. «-МЖ4,

Рис. 9. Зависимость вязкости МЖ от напряженности магнитного поля. •-МЖ2 »-МЖ5.

напряженности. На рис.8 и рис.9 приведены зависимости т}(Н) исследованных образцов. Для разбавленной МЖ с моночастичной дисперсной фазой приращение вязкости за счет магнитовязкого эффекта в достаточно больших магнитных полях при достижении магнитного насыщения вычисляется по формуле:

л 3

где rj- вязкость дисперсионной среды.

Установлено, что для слабоконцентрированных образцов МЖ-2, МЖ-3 и МЖ-4 концепция вращательной вязкости разбавленной дисперсной системы магнитных наночастиц в пределах погрешности измерений не противоречит опытным данным. Для образца МЖ-5 установлено, что результаты расчета по модельной теории оказываются более чем на порядок меньше, чем экспериментальные результаты. В теории В.А. Налетовой для описания экспериментально наблюдаемого "аномального " увеличения перепада давления при течении МЖ в трубе в перпендикулярном потоку поле используется модель МЖ, обобщенная на случай среды с анизотропными свойствами. Анизотропия МЖ обуславливается присутствием в дисперсной фазе наряду с отдельными частицами агрегатов эллипсоидальной формы, полностью ориентированных сильным магнитным полем. Сделано предположение о том, что агрегаты имеют одинаковые размеры и, что все частицы дисперсной системы не взаимодействуют между собой. Предполагается также, что без поля коэффициент вязкости цн-0 вычисляется по формуле Эйнштейна ?/я o=t]o(l"'2,5ip).

В перпендикулярном поле именно вытянутые агрегаты значительно увеличивают перепад давления, в то время как сферические частицы — не оказывают существенного влияния. Теория В.А.Налетовой позволяет получить «эффективное» значение параметра S (отношения большой полуоси эллипсоида к меньшей). При этом получена связь между эффективной вязкостью в поперечном магнитном поле и вязкостью при его отсутствии:

/; = /7„(1 + vLl). (5)

где величина L_i(S) - относительное приращение вязкости, отнесенное к объемной концентрации твердой фазы. На рис. 10 показана графическая зависимость LJS), полученная математическим моделированием в MS Excel, начиная со значений 5=2.

024681012-М

Рис. 10. Теоретическая зависимость ¿±(3)

Указанная зависимость носит характер монотонно возрастающей функции. По уравнению линии тренда можно найти значение 1^(3) при В данном случае получено ^(Б)^, =3,44, что превосходит соответствующий коэффициент в уравнении Эйнштейна на 0,94 за счет магнито-вязкого эффекта.

По данным рис. 11, на кото-

ром представлена экстраполяция зависимости /7 = /(Н ')в область сильных магнитных полей максимальное значение вязкости образца МЖ-2, соответствующее магнитному насыщению коллоида, составляет г)=52,5 мПа-с. Подставив значение параметров г/ и <р из таблицы 1 в формулу Эйнштейна, получим

70 =6,310~3 Па-с.

60 1 55 50 45 -I 40 35 -30 -25 -20 15 10 5 0

1,мПас

1/Н,м/кА

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 Рис. И. Экстраполяция зависимости вязкости МЖ-5 от величины поля к 1/Н—> 0.

Согласно выражения (5) Ь1(8)= 44,2. По теоретической кривой рис. 10 находим эффективное значение 8=10,8. Максимальный и минимальный диаметры частиц дисперсной фазы в образце МЖ5 (без учета стабилизационной оболоч-

ки) полученные с помощью магнитогранулометрического метода с/„ш,=/5нм, с1„,1„=14,4нм. Средний диаметр частиц Ф=16,2 нм. Используя эти значения оценим геометрические параметры магнитных наноагрегатов. Для малой полуоси эллипсоида вращения:

В = —.->/— =3,7нм 2

Для большой полуоси: А = В ■ 5 =40пм

Рис. 12. Кривые намагниченности для (+) МЖ-5 и (°) МЖ-1.

Эта оценка получена в предположении отсутствия других механизмов магнитовязкого эффекта. В данной работе отмечен «неожиданный » результат центрифугирования образца МЖ5 - «естественное» уменьшение плотности и вязкости при неизменности кривой намагничивания (см. рис.12), который является следствием избирательного отделения из системы микрочастиц немагнитной дисперсной фазы. Из экспериментальных данных по описной выше методике были получены зависимости г](Н) и р(Н) для центрифугированного образца (МЖ-1), которые представлены на рис.13 и рис Л 4 в сравнении с соответствующими кривыми для нецентрифугированного образца (МЖ-5). Максимальное значение вязкости, полученное экстраполяцией зависимости г](1Г') для МЖ 1 в область сильных магнитных полей, соответствующее магнитному насыщению коллоида Т]=17 мПас.

Н,кА/м

О 100 200 300 400 500 600 700 Рис. 13. Зависимость коэффициента затухания от напряженности магнитного поля: (—)- МЖ-5, (-)- МЖ-1

45 1 з.мПас

40 35 30 25 20 15 10 5 О

Н,кА/м

О 100 200 300 400 500 600 700

Рис.14. Зависимость вязкости МЖ от напряженности магнитного поля.(—)- МЖ-5, (-)- МЖ-1.

Используя формулу Эйнштейна, соотношение (5) и теоретическую кривую на рис.10 получим 5=б,б.Таким образом по уточненным данным В=4,3 нм, А=28,4т.

Присутствие в МЖ немагнитных частиц микронных размеров предопределяет появление в системе магнитореологического эффекта. Помещенная в намагничивающуюся среду такая частица приводит к нарушению однородного (на масштабе частицы) распределения напряженности магнитного поля. На полюсах частицы поле ослабляется, а на экваторе усиливается. Поэтому соседние частицы в экваториальной области будут отталкиваться, а вдоль полярной оси

притягиваться, стремясь занять положение в области минимального значения напряженности магнитного поля. Прирост эффективной вязкости в поле обусловлен процессами образования и разрушения в среде немагнитных структур в результате конкурирующего воздействия магнитных и гидродинамических сил.

Из теории Б.Э.Кашевского можно получить выражение для приращения вязкости в магнитном поле, связанного с наличием немагнитных частиц:

Д ^=0,5^0^ и (6)

В этом выражении ;/0 - вязкость дисперсионной среды, ^'-концентрация немагнитной фазы, Л- отношение большой и малой полуосей. По экспериментальным данным находим Ащтах =35,5мПас. Концентрацию немагнитной фазы определяем по формуле:

ч>' = ч>\-<?1 (?)

где, срг концентрация твердой фазы МЖ-5, ^-концентрация твердой фазы МЖ-1, рассчитанные по плотности образцов.

Вычислив концентрацию немагнитной фазы по (7) получим <р' =0,033. Принимая вязкость дисперсионнои среды г)0=о, 3-10'3 Пас получаем из формулы (6) трансцендентное уравнение в виде:

3421пЛ = Л2

Решая, данное уравнение графическим способом, находим для отношения полуосей: Х=34,8. Приравняв объем эллипсоида вращения АжаЬ2 /3 к объему сферической частицы лй,} / 6,получим выражение для малой полуоси:

Ь = ^ зД (8)

Подстановка в (8) среднего диаметра, отсеянных в процессе центрифугирования частиц немагнитной фазы ¿¡„=180 нм и вычисленного ранее значения л дает Ь =28 нм. Для большой полуоси: а = ЬЛ=980 нм.

Основные результаты и выводы:

1. Создана экспериментальная установка, и разработана методика определения приращения сдвиговой вязкости магнитной жидкости в магнитном поле, основанная на использовании результатов измерения коэффициента затухания колебаний в колебательной системе с магнитожидкостным инерционным элементом.

2. Для слабоконцентрированных образцов МЖ концепция вращательной вязкости разбавленной дисперсной системы магнитных наночастиц в пределах погрешности измерений не противоречит опытным данным. Их моночастичная структура характеризуется высокой стабильностью в изученном диапазоне напряженности.

3. Установлена аномальная зависимость вязкости исследованных концентрированных образцов МЖ от напряженности магнитного поля.

4. Результаты измерения полевой зависимости коэффициента затухания исследуемой колебательной системы, в которой инерционно-вязким элементом является концентрированный образец, и полученные на их основе по предложенной методике данные о максимальном приращении вязкости исследуемого образца, можно объяснить лишь присутствием в нем агрегатов цепочечного вида из магнитных наночастиц и немагнитных микрочастиц.

5. Показана возможность использования модели МЖ с анизотропными свойствами, разработанной В.А.Налетовой, для расчета усредненного по дисперсной фазе отношения длины наноагрегата к его толщине по данным эксперимента в поперечном магнитном поле.

6. На основе теории Б.Э. Кашевского о моменте сил, действующем на немагнитные микрочастицы в намагничивающейся жидкости, получена оценка геометрических параметров отделенных в процессе центрифугирования микрочастиц немагнитной фазы исследованного образца МЖ.

7. Использована поэтапная схема определения вклада магнитных наночастиц и немагнитных микрочастиц в магнитовязкий эффект.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В рекомендованных ВАК научных журналах и изданиях:

1. Karpova G.V., Kutuev A.N., Ryapolov P.A., Polunin V.M., Zubarev E.K., Kovar-da V.V. On the dissipation processes in the oscillating system with a magneto-liquid element // Magnetohydrodynamics Vol. 45 (2009), No.l, pp. 85-94.

В других журналах и изданиях:

2. Полунин В.М., Кутуев А.Н. Механизмы диссипации энергии в колебательной системе с магнитожидкостным элементом. // Известия КурскГТУ, № 1(26), 2009, Курск, С.37-42.

3. Полунин В.М., Беседин А.Г., Кутуев А.Н., Ряполов П.А., Кобелев Н.С., Пауков В.М., Шумаков А.И. Вибрационные методы в лекционном эксперименте // Вибрационные машины и технологии: сб. науч. тр./ Курск, гос. тех. ун-т. Курск, 2008. С. 890-896.

4. Полунин В.М., Кутуев А.Н., Коварда В.В. Изучение вязкости жидкостей вибрационным методом в лабораторном практикуме // Материалы научно-методической конференции «Самостоятельная работа и качество дипломированного специалиста» Курск.гос.техн.ун-т, Курск. 2008. С. 60-63.

5. Полунин В.М., Карпова Г.В.,Коварда В.В., Кутуев А.Н., Хотынюк С.С. Изучение кинетических и реологических параметров магнитожидкостных вставок. // Сб. тр. 13-й междунар. Плесской конф. по магн. жидкостям, Иваново: ИГЭУ, 2008. С. 87-94.

6. Кутуев А.Н. Исследование полевой зависимости вязкости вибрационным методом // Тез. докл. XXXVI вузовской н.-г. конф. «Молодежь и XXI век». 4.1, КурскГТУ. Курск, 2008. С. 72-74.

7. Коварда В.В., Танцюра А.О., Липунов A.A., Кутуев А.Н.О затухании колебаний в системе с магнитожидкостным инертным элементом. // Материалы научно-методической конференции «Образование через науку». Курск.гос.техн.ун-т, Курск. 2008. С. 281-286.

8. Кутуев А.Н., Полунин В.М. Изучение магнитовязкого эффекта. // Ультразвук и термодинамические свойства вещества, сборник трудов Вып. 34-35 , Курск, 2008. С. 89-98.

9. Полунин В.М, Коварда В.В., Кутуев А.Н. Вклад вращательной вязкости в затухание колебаний // Сб. тр. 20-ой сессии Российского акуст. общества. Т. 2, М..-ГЕОС 2008.С.104-108.

Ю.Полунин В.М., Кутуев А.Н., Ряполов П.А. Влияние структуры магнитной жидкости на ее реологические и акустические свойства. // Ультразвук и термодинамические свойства вещества, сборник трудов Вып. 36, Курск, 2009 С. 150154.

П.Полунин В.М., Коварда В.В., Карпова Г.В., Кутуев. А.Н. О затухании колебаний в системе с магнитожидкостным инертным элементом. И Сб. тр. Всероссийской научной конференции «Физико-химические и прикладные проблемы магнитных дисперсных наносистем», Ставрополь, 2007. С. 180-185.

12.Полунин В.М., Карпова Г.В., Коварда В.В, Кутуев А.Н. Сравнение экспериментальных данных по коэффициенту затухания колебаний магнитожидкостно-го инертного элемента с выводами классической теории. // Известия КурекГТУ, № 4(21), 2007, Курск, С.55-58.

13.Кутуев. А.Н. Метод исследования вязкости жидкостей на и-образной трубке // Материалы XIV Российской научно-технической конференции с международным участием «Материалы и упрочняющие технологии». Курск, гос. техн. ун-т, Курск. 2007. С.91-96.

14.Полунин В.М., Коварда В.В., Кутуев А.Н. Экспериментальное исследование затухания колебаний в системе с магнитожидкостным инерционным элементом // Ультразвук и термодинамические свойства вещества, сборник трудов Вып. 36, Курск, 2009 С. 81-84.

Подписано в печать 6.07.09.Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л.1,0.Тираж 100 экз. Заказ. Курский государственный технический университет. Издательско-полиграфический центр Курского государственного технического университета. 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Кутуев, Алексей Николаевич

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 «магнитовяз-кого» эффекта.

4.4. Влияние изгиба трубки и электропроводности жидкости на коэффициент затухания колебаний.

4.5. Использование результатов НИР в лекционных демонстрациях

Введение диссертация по физике, на тему "Исследование эффективной вязкости реальной магнитной жидкости"

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 кон такты, 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. Упруго- • диссипативные свойства такой колебательной системы, а также' системы, инерционным элементом которых является столбик магнитной жидкости, заполняющий трубку, определяются эффективной 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 Мс 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 физическими процессами» на структурном уровне. Поэтому тематика исследований, направленная на установление адекватных физических представлений о природе полевой зависимости эффективной вязкости реальной магнитной жидкости, представляется достаточно актуальной.

Цель работы заключается в исследовании физического механизма вращательной вязкости в реальной магнитной жидкости.

Задачи исследования: - разработать методику экспериментального исследования и создать экспериментальную установку с магнитонезависимым способом регистрации колебаний, позволяющую производить измерения коэффициента затухания колебаний системы с возможностью намагничивания магнитного коллоида в поперечном гидродинамическому потоку магнитном поле, -провести измерения зависимостей коэффициента затухания^ исследуемой колебательной системы и вязкости ее инерционного элемента? от напряженности магнитного поля.

-провести центрифугирование магнитного коллоида для. выявления влияния имеющихся в образце микрочастиц' немагнитной, фазы на величину магнитовязкого эффекта.

-рассмотреть возможность применения* результатов НИР при изучении студентами технических университетов раздела курса физики «колебания и волны».

Научная новизна результатов работы заключается в следующем:

- Создана экспериментальная установка и разработана методика измерения коэффициента затухания колебаний системы, в которой инерционно-вязким элементом служит магнитная жидкость, заполняющая U- образную стеклянную трубку, а роль упругости выполняет воздушная полость внутри одного из колен трубки под пьезоэлектрической пластинкой.

- Разработана методика определения приращения сдвиговой вязкости магнитной жидкости в магнитном поле, основанная на использовании результатов измерения коэффициента затухания колебательной системы при размещении U-образной трубки перпендикулярно магнитному полю.

- «Неожиданный »результат центрифугирования исследуемого образца МЖ-«естественное» уменьшение плотности и вязкости при неизменности кривой намагничивания, который является следствием избирательного отделения-из системы микрочастиц немагнитной дисперсной фазы.

Предложено' использовать модель МЖ с анизотропными свойствами, разработанную В.А. Налетовой, для» расчета усредненного по дисперсной фазе отношения длины наноагрегата к его толщине по данным эксперимента в поперечном магнитном поле.

На основе теории Б.Э. Кашевского о моменте сил, действующем на немагнитные микрочастицы в намагничивающейся жидкости, получена оценка геометрических параметров отделенных в процессе центрифугирования частиц немагнитной фазы исследуемого образца МЖ.

Использование поэтапной схемы определения вклада магнитных наночастиц и немагнитных микрочастиц в магнитовязкий эффект в исследованных образцах.

Автор выносит на защиту:

1. Методику измерения коэффициента; затухания! колебательной системы, в которой Г инерционно-вязким элементом служит магнитная жидкость, заполняющая; U-образную стеклянную трубку, а роль упругости выполняет воздушная полость внутри одного из колен трубки под пьезоэлектрической пластинкой:

2. Методику определения приращения: . сдвиговой вязкости; магнитной жидкости; в магнитном; поле,, основанную* на использовании? результатов измерения коэффициента затухания . ' колебательной системы; при размещении U-образной трубки перпендикулярно магнитному полю.

3. Возможность использования модели; . МЖ с анизотропными свойствами, разработанной В.А.Налетовой, - для расчета усредненного по дисперсной, фазе отношения длины наноагрегата к его толщине по данным эксперимента в поперечном магнитном поле. ■

4. Количественную оценку геометрических/параметров отделенных в процессе центрифугирования микрочастиц; немагнитной фазы исследованного образца; МЖ, полученную на,основе теории Б.Э. Кашевского о моменте сил, действующем на немагнитные микрочастицы в намагничивающейся жидкости.

5. Использование: поэтапной' схемы определения; вклада магнитных наночастиц, и немагнитных микрочастиц т магнитовязкий эффект в исследованных образцах.

Достоверность, экспериментальных исследований подтверждается: проведением опытов с использованием надежной экспериментальной методики;, использованием-поверенной измерительной техники; совпадением данных нескольких независимых между собой экспериментов^'проведенных на одних и тех же образцах; удовлетворительным согласием между выводами модельной теории . и результатами полученными экспериментально.

Научная и практическая ценность диссертации заключается в том, что разработанный метод индикации колебаний магнитожидкостного инерционно-вязкого элемента, полученные экспериментальные и теоретические результаты могут быть полезны при проектировании новых и модернизации известных устройств, использующих магнитные жидкости. Могут быть использованы для: паспортизации вновь полученных образцов магнитных коллоидов, оценки их физических параметров. Они могут найти также применение в» учебном процессе при? изучении раздела физики «Колебания и волны».

Апробация работы. Материалы диссертации представлялись на 13-ой Международной Плесской конференции по магнитным жидкостям (Иваново, 2008 г.), на 20-ой сессии Российского акустического общества,(Москва1, 2008 г.), всероссийской научной конференции «Физико-химические и прикладные проблемы магнитных дисперсных наносистем» (Ставрополь, 2007 г.), Международной научно-технической конференции «Вибрационные машины и технологии» (Курск, 2008 г.), Вузовской научно-технической конференции в области научных исследований «Молодежь и XXI век» (Курск, 2008 г.), XIV Российской научно-технической конференции с международным участием «Материалы и упрочняющие технологии-2007» (Курск, 2007 г.), I международной конференции «Актуальные проблемы молекулярной акустики и теплофизики» (Курск, 2008 г.), научно-методической конференции «Самостоятельная» работа и качество дипломированного специалиста» (Курск, 2008 г.).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 119 страницах и содержит 25 рисунков, 13 таблиц и 109 наименований цитируемой литературы.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

Основные результаты и выводы:

1. Создана экспериментальная ^ установка, и разработана методика определения приращения сдвиговой вязкости магнитной жидкости в магнитном поле, основанная на использовании результатов измерения коэффициента затухания колебаний в колебательной системе с магнитожидкостным инерционным элементом.

Считаю своим приятным долгом выразить сердечную благодарность моему научному руководителю профессору В.М. Полунину за внимательное руководство работой, а также зав. лабораторией кафедры физики В.М. Паукову и сотрудникам кафедры физики Курск1 ТУ за оказанную мне помощь в проведении эксперимента и обсуждение полученных результатов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе выполнено исследование физических механизмов вращательной вязкости в реальной магнитной жидкости. Это позволяет сделать вывод, что причиной зависимости коэффициента затухания колебаний в исследованной колебательной системе с магнитожидкостным инерционным элементом от напряженности магнитного поля служит присутствие в дисперсной системе агрегатов из магнитных наночастиц и микрочастиц немагнитной фазы. Анализ полученных экспериментальных данных на основе модели вращательной вязкости позволяет произвести оценку геометрических параметров магнитных наноагрегатов и немагнитных микрочастиц, диспергированных в образце реального магнитного коллоида.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Кутуев, Алексей Николаевич, Курск

1. Каплун А.Б., Варламов Ю.Д. Исследование'релаксационных процессов , в ФМЖ с помощью вибрационного' визкозиметра // Физические свойства магнитных жидкостей. Свердловск: УНЦ АН СССР. 1983. С. 103-109.

2. Налетова В.А., Шкель Ю.М. Исследование течения магнитной жидкости в трубе с учетом анизотропии' жидкости в магнитном поле // Магнитная гидродинамика, 1987, №4. С. 51-57.3'. Браун У.Ф. Микромагнетизм. М: Наука. 1979. 160 с.

3. Kittel С. Theory of the Structure of Ferromagnetic Domain» in Films and Small Particles // The Physical Review. 1946. V.70j N11-12. P.965-971.

4. Neel L. Le champ coercitif cl'une pondre ferromagnetique cubique a juin grains anisotropes // Academia des science. Comptes rendus. 1947. V.224. N22. P.1550-1551.

5. Neel L. Proprietes d'une pondre ferromagnetique cubique a grains fines // Academia des science. Comptes rendus. 1947. V.224. N21. P.1488-1492.

6. Stoner E.C., Wohlfarth E.P. A Mechanism of Magnetic Hysteresis in Heterogeneous Alloys // Phylosophical Transactions of the Royal Society of London. 1949. V.240. N826. P.599-642.

7. Кондорский Е.И. Однодоменная структура в ферромагнетиках и магнитные свойства мелкодисперсных веществ // Доклады АН СССР. 1950. Т.70. №2. С.215-218.

8. Frei Е.Н., Shtrikman S., Treves D. Critical Size and Nucleation Fields of Ideal Ferromagnetic Particles // The Physical Review. 1957. V.106. N3. P.446-455.

9. O.Elmore W.C. Ferromagnetic Colloid for Studying Magnetic Structures //

10. The Physical Review. 1938. V.54. N4. P 309-310.1. .Грабовский Ю.П. Некоторые вопросы стабилизации магнитных жидкостей в углеводородных средах // Сб. науч. трудов 11ой

11. Бибик Е.Е. Приготовление, феррожидкости- // Коллоидный журнал. 1973. Т.35, №6. С.1141-1142.

12. Краков М.С., Матусевич Н.П. К вопросу об устойчивости магнитных коллоидов и их- максимальной намагниченности // Магнитные жидкости: научные и прикладные исследования. Минск: АН- БССР, ИТМО. 1983.C.3-11.

13. Фертман В.Е. Магнитные жидкости: Справочное пособие // Мн: Высш. шк., 19881 184с.

14. Tasaki. A., Tomiyama S. Magnetic Properties of Ferromagnetic,Metal'Fine Particles Prepared by Evaporation- in Argon Gas // Japanese Journal' of Applied Physics. 1965. V.4. N10. P.707-711.

15. Tokada Т., Yamamoto N., Shinjo T. Magnetic Properties of a-Fe304 Fine Particles // Bulletin of the Institute for Chemical Research Kyoto University. 1965. V.43. N4-5. P.406-415:

16. Hayes C.F. Observation of Association in a Ferromagnetic Colloid // J. Coll. Inter. Sci. 1975. V.52. N2: P.239-243.

17. Martinet A. Berrifrigence et Duchroisme Lineaire des Ferrofluids Sous Champ Magnetique // Revlogica Acta. 1974. V.52. N2. P. 260-264.

18. Варламов Ю.Д., Каплун^ А.Б. Исследование процессов структурообразования в магнитных жидкостях // Магнитная гидродинамика. 1983. №1. С.33-39.

19. Скибин Ю.Н. Влияние агрегатирования частиц на экстинцию и дихроизм магнитных жидкостей // Физические свойства магнитных жидкостей. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1983. С.66-74.

20. Peterson E.A., Krueger D.A. Reversible Fluid Induced Agglomeration in Magnetic Colloids // J. Cool. Inter. Sci. 1977. V.62. N1. P.24.

21. ШЛИОМИС М.И. Магнитные жидкости // УФН. 1974. Т. 112., №3. С.427-459.

22. Kruger D.A. Review of Agglomeration in Ferrofluids // IEEE Trans. Magn. 1980. V.16. N2. P.251-253.26iDe Gennes P.G., Pincus P.A. Pair Correlation in a Ferromagnetic Colloids // Phys. der Konden. Materie. 1970. V.ll. N3. P.189-198.

23. Jordan P.C. Association Phenomene in a Ferromagnetic Colloid // Molecular Phys. 1973. V.25. N4. P.961-973.

24. Chantrell R.W., Bradbury A'., Popplewel Y., Charles S.W. Agglomerate Formation in a Magnetic Fluid // J. Appl. Phys. 1982. V.53. N3. P.2742-2744.

25. Канторович C.C. Цепочечные агрегаты в полидисперсных феррожидкостях // Сб. науч. трудов 11ой Международной Плесской конф. по магнитным жидкостям. Иваново: ИГЭУ., 2004. С. 27-32!

26. Лахтина Е.В., Пшеничников А.Ф. Дисперсия магнитной восприимчивости и микроструктура магнитной жидкости // Сб. науч. трудов 11ой Международной Плесской конф. по магнитным жидкостям. Иваново: ИГЭУ., 2004. С. 33-37.

27. Пшеничников А.Ф., Лебедев А.В. Низкотемпературное поведение магнитных жидкостей // Сб. науч. трудов 11ой Международной Плесской конф. по магнитным жидкостям. Иваново: ИГЭУ., 2004. С. 75-80.

28. Налетова В.А. Намагничивающиеся полидисперсные суспензии в однородном магнитном поле: Автореф. дис. . д-ра физ.-мат. наук. М., 2004.31 с.

29. Бибик Е.Е., Бузунов О.В. Достижения в области получения и применения ферромагнитных жидкостей. М.: ЦНИИ Электроника, 1979. 60 с.

30. Бибик Е.Е. Эффекты взаимодействия частиц в дисперсных ' ферромагнетиках: Дис. . д-ра хим. наук. JL: ЛТИ: 1971.

31. Соколова Е.А. Самогрануляция магнитотвёрдых материалов в жидких средах: Автореф. дис. . канд физ.-мат. наук. JL, 1973. 19*с.

32. Cowley M.D., Rosensweig R.E. The interfacial stability of a ferromagnetic fluid // J. FluidMech. 1967. V.80. N4. P.671-688.

33. Gaititis A. Formation of the hexaganal pattern on the surface of a-ferromagnetic fluid" in a applied magnetic field // Journ. Fluid Mech. 1977. V.82. N3. P.401-413.

34. Rosensweig R.E., Kaiser R., Miskolezy G. Viscosity of Magnetic Fluid in a Magnetic Field // Journal'of Colloid and Interface Sience. 1969. V.29. N4. P.680-686.

35. Шлиомис М.И. Эффективная вязкость магнитных суспензий // ЖЭТФ. 1971. вып.6 (12). С.2411-2418.

36. Einstein*A.// Ann. D Phys. 1906. N12. Р:292.

37. Vand V. Viscosity of solution and1 suspensions // J. Phys. Coll*. Chem. 1948. V.52. N2. P.227-299.

38. Бузмаков B.M., Пшеничников-А.Ф. О концентрационной зависимости вязкости магнитных жидкостей // Магнитная гидродинамика. 1991. №1. С. 18-22.

39. Бибик Е.Е. Взаимодействие частиц в феррожидкостях // G6. Физические свойствами гидродинамика дисперсных ферромагнетиков; Свердловск, УНЦ АН СССР, 1977.

40. Щульман З.П., Кордонский В.И. Магнитореологический эффект. — Минск: Наука и техника, 1982. 184 с.

41. Гилев В.Г., Шлиомис М.И. Экспериментальное исследование течения магнитной жидкости в плоских капиллярах различной толщины. В кн.: 11-е Рижское совещание по; магнитной* гидродинамике. Т.З. Магнитные жидкости. Саласпилс: 1984. С.64:

42. Блум Э.Я., Майоров М.М:, Цеберс А.О. Магнитные жидкости**// Рига: Зинатне, 1989; 386 с.

43. Майоров М.М. Измерение вязкости*феррожидкостей в магнитном поле // Магнитная гидродинамика. 1980. №4. С.11-18.

44. Дроздова В'.И. Концентрационные структуры и межфазные явления в магнитных коллоидах // Дис. .д-рафиз.-мат. наук. Ставрополь. 1998. 342 с.

45. Жакин А.И. О' зависимости поверхностного натяжения" растворов и суспензий от напряжённости магнитного • и электрического полей // Магнитная гидродинамика. 1989. №3. С.75-80.

46. Марценюк М.А. Вязкость суспензии эллипсоидальных ферромагнитных частиц в магнитном поле. ИМТФ, №5. 1973.

47. Sudon К., Tomita Y., Jamane R., Ishibashi I., Otowa H. Ferromagnetic fluid flow through a> circular channel. Bull. ISME , 1983, vol: 26, №222, p. 2100-2128.

48. Ультразвук. Маленькая» энциклопедия. Глав. ред. И.П. Голямина.-М.: «Советская энциклопедия», 1979.-400 с.

49. Кашевский.Б.Э.,Кордонский.В.И.,Прохоров.И.В.Магнитореологически й эффект в суспензии с активной несущей жидкостью. // Магнитная гидродинамика. 1988. №1. 35-40 с.

50. Покровский В.Н. Статистическая механика разбавленных суспензий. М: Наука, 1978, 135 с.

51. Каплун А.Б., Варламов Ю.Д. Исследование вязкости ферромагнитных жидкостей в сильных магнитных полях // Тез. докл. Всесоюзн. симпозиум "Гидродинамика и теплофизика магнитных жидкостей". Саласпилс: Ин-т физики АН Латв. ССР, 1980. С.61-68.

52. Варламов Ю.Д. Разработка методики и измерения вязкости ферромагнитных жидкостей В кн.: Гидродинамика' и теплообмен в конденсированных средах. Новосибирск: ИТФ СО АН СССР, 1981. С. 145-152.

53. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: Учеб. пособ.: Для вузов. Т. 6.: Гидродинамика. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 736 с.

54. Бибик Е.Е., Скобочкин В.Е. Момент трения во вращающемся поле и магнитореологический эффект в коллоидных ферромагнетиках // ИФЖ. 1972, т. 22, №4. С. 687-692.

55. Берковский Б.М., Иванова Н.И., Кашевский Б.Э. Вискозиметрический метод для магнитных жидкостей // Магнитная гидродинамика, 1984, №2. С. 3-10.

56. Берковский Б.М., Исаев С.В., Кашевский Б.Э. Об- одном эффекте внутренних степеней вращения в гидродинамике микроструктурных жидкостей // Докл. АН СССР, 1980, Т. 253, № 1. С. 62 65.I

57. Цыдыпов Б.Д. Вибрационный метод измерения сдвиговой упругости магнитных жидкостей // Сб. научн. тр. 9ой Международной Плесской конференции по магнитным жидкостям: ИГЭУ, 2000. С. 60-63.

58. Derjaguin B.V., Bazaron U.B., Lamazhapova Kh. D. and5 Tsydypov B.D. Shear Elasticity of Low-Viscosity Liguids at Low Freguences // Physical Review. 1990. V. 42. № 4. P. 2255 2258.

59. Бадмаев Б.Б., Сандитов Д.С. Низкочастотные сдвиговые параметры вязкоупругих сред. //Акустический журнал. 2004. Т.50. №2. 156-160 с.

60. Кутуев. А.Н. Метод исследования вязкости жидкостей на U-образной трубке // Материалы XIV Российской научно-технической: ■ 116 конференции^ международным участием «Материалыиупрочняющие технологии». Курск, гос. техн. уи-т, Курск. 2007. С.91-96.

61. Полунин В.М. Акустические эффекты в неэлектропроводных магнитных жидкостях // Диссертация; доктора физ.-мат. наук, Ленинград, ЛГУ, 1990. 376 с.80;Чечерников В.И. Магнитныеизмерения; М;: МГУ.1969! 387 с: .

62. Полунин В.М. Ферросуспензия в качестве; жидкого магнита-, // Магнитная гидродинамика. 1979. №3. С.33-37.

63. Полунин В.М. Об остаточной; намагниченности ферросуспензии // Магнитная^^гидродинамика: 19781.№3. С. 129-131. .

64. Родионов А.А. Релаксационные' эффекты в ферромагнетиках всложных полях. Автореф. дис.д-ра физ:-мат. наук. Воронеж: ВГТУ.1995.31с.

65. Химический энциклопедический словарь. М.: Сов. Энциклопедия, 1983.- 792 с.8 5. Кикоин К. Таблицы физических величин. Справочник. — Mi: Атомиздат, 1976. 1008 с.

66. Упругие свойства магнитожидкостных уплотнений / Карпова Г.В., Постников Е. Б., Полунин В.М, Лобова О. В.,Сычев Г. Т.,Чернышова А. А. Деп. в ВИНИТИ № 344 В 2001, 9.02.01, 14 с.

67. Кузнецов В.И. Химические реактивы и препараты (справочник). М. — Л.: ГНТИХЛ, 1953. -670 с.

68. Краков М.С., Матусевич Н.П. К вопросу об устойчивости магнитных коллоидов и их максимальной намагниченности // Магнитныежидкости: научные и прикладные исследования: Сб. научи, тр. -Минск: ИТМО АН БССР; 1983; С. 3-11.

69. Рэлей. Теория звука. Т.2. М:: ГИТТЛ, 1955. 475 с.

70. Михайлов И.Г., Соловьёв В.А., Сырников Ю.11. Основы молекулярной акустики: Mt: Наука; 1964. 514 с.91 .Ржевкин С.Н. Курс лекций по теории звука: М.: МГУ. I960; 336 с.

71. Чабан И:А. О затухании колебаний газового пузырька в жидкости связанном с теплообменом // Акустический журнал. 1989. Т. 35, № 1. С. 182-183. . ; .

72. Полунин В:М. Акустические свойства магнитных жидкостей. Курск: КГТУ, 2006. 284 с. . ; '\

73. Коварда. В.В. Исследование упругог диссипативных свойств колебательной системы с магнитожидкостным инертным элементом. Диссертация*. . кандидата физико-математических наук. — Курск; 2005. 105 с. ' -' .

74. Полунин В:М., Кутуев? A>HL -"Механизмы! диссипации энергии в колебательной системе с магнитожидкостным элементом". // Известия КурскГТУ, № 1(26); 2009; Курск, С.37-42:

75. Полунин В.М., Беседин А.Г., Кутуев А.Н., Ряполов П.А., Кобелев Н.С., Пауков В.М., Шумаков, А.И. "Вибрационные методы в лекционном эксперименте'' // Вибрационные машины и? технологии: сб. науч. тр./ Курск, гос. тех. ун-т. Курск, 2008; С. 890-896;

76. Кутуев A.Hi "Исследование полевой зависимости вязкости вибрационным методом" // Тез. докл. XXXVI вузовской н.-т. конф. «Молодежь и XXI век». 4:1, КурскГТУ. Курск, 2008. С. 72-74.

77. Коварда В.В., Танцюра А.О., Липунов А.А., Кутуев, А.Н."0 затухании колебаний^ в системе с магнитожидкостным инертным элементом". // Материалы научно-методической конференции «Образование через науку». Курск.гос.техн.ун-т, Курск. 2008. С. 281286.

78. Karpova G.V., Kutuev A.N., Ryapolov Р.А., Polunin V.M., Zubarev E.K., Kovarda V.V."On the dissipation processes in the oscillating' system with a magneto-liquid element" // Magnetohydrodynamics Vol. 45 (2009), No.l, pp. 85-94.

79. Кутуев A.H., Полунин B.M. "Изучение магнитовязкого эффекта". // Ультразвук» и термодинамические свойства» вещества: Сборник научных трудов; Курск: Изд-во Курск, гос. ун-та 2008. С. 89-98.

80. Полунин В.М., Коварда В.В., Кутуев А.Н. "Вклад вращательной вязкости в затухание колебаний" // Сб. тр. 20-ой сессии Российского акуст. общества. Т. 2, М.: ГЕОС 2008. С.104-108.

81. Полунин BiM., Кутуев А.Н., Ряполов П.А. " Влияние структуры магнитной жидкости на ее реологические и акустические свойства". // Ультразвук и термодинамические свойства вещества: Сборник научных трудов. Курск: Изд-во Курск, гос. ун-та 2009. С. 150-154.

82. Pshenichnikov A.F., Fedorenko A.A. "Chain-like aggregates in magnetic fluids" // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2005. Vol. 292 pp.332-344.

83. Агроскин И.И., Дмитриев Г.Т., Пикалов Ф.И. Гидравлика Изд. "Энергия" М.-Л. 1964 г. 352с.

84. Менделев B.C. Магнитные свойства феррожидкостей с цепочечными агрегатами. Автореф. дис. . кандидата физ.-мат. наук. Екатеринбург. 2009. 19с.

85. Демин М.С. Подвижность и концентрация носителей заряда тонкого слоя магнитодиэлектрического коллоида в нестационарных режимах. Автореф. дис. . кандидата физ.-мат. наук. Ставрополь 2009. 24с.

86. Лебедев А.В. "Вязкость концентрированных магнитных жидкостей" // Сб. науч. тр., 13я международная плесская конференция по магнитным жидкостям. Иваново: ИГЭУ 2008. С. 124-129.