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.

Поддерживающие организации
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 14-01-96007) и комплексной программы УрО РАН (проект № 15-10-1-16)

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.

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.permsc.ru/index.php/pscj/article/view/PSCJ2016n4p5