Bernoulli方程分析和探讨磁流体在工业上的应用.pdfVIP

2008年第10卷第3期 巢湖学院学报 No．3．N01．10．2008 ofChaohu GeneralSerialNo．90 总第90期 Journal College Bernoulli方程分析和探讨磁流体在工业上的应用 吴凤义 王小东 王新运 (巢湖学院化学与材料科学系，安徽巢湖238000) 摘要：文章介绍了磁流体的性能、制备方法等基本概念。首次运用Bernoulli方程，重点分析 阐述了在磁场作用下，磁流体的磁压力能项与其它项组合，产生不同结果而导致的全新的流 体现象。运用其原理，探讨磁流体在工业上的应用。 关键词：磁流体；Bernoulli方程；应用 中图分类号：069 文章标识码：A 文章编号：1672—2868(2008)03—0089-07 1引言 ． 磁流体(magneticfluid)通常指磁性液体。由纳米磁微粒、表面活性剂、载液组成。磁微粒使磁流体具 有亲磁能力，表面活性剂可以降低磁微粒的表面能，使其稳定地分散在载液中，载液悬浮磁微粒，使其 具有流动性。无外界磁场作用时，不具有亲磁能力，具有普通流体的性质；有外界磁场作用时，具有亲磁 ’ 能力。是一种新型液体功能材料。 1965年。美国的S．Papell首次成功的制备出煤油基的磁流体【¨。美国宇航局将其成功地应用于宇航 服可动部位的真空密封上。 磁流体在外界磁场作用下表现出的独特性能。引起人们的极大兴趣和广泛的关注。目前，我国和世 界上许多国家都在积极地开展这项研究。有关其基础理论和应用方面的报道也越来越多。磁流体的研 究是-tl涉及物理、化学、力学、流变学等学科的边缘交叉学科。在航空航天、电子、化工、机械、能源冶 金、仪表、环保、医疗等各个领域得到广泛的应用[241。 文章概括地介绍了磁流体的基本特性、制备方法。根据磁流体的BemouUi方程从理论上阐述了磁 流体在工业上的应用。 1磁流体基本特性 1．1超顺磁性在外界磁场作用下，磁流体易被磁化，磁化强度随外界磁场强度增加而增大并逐渐 趋于饱和。撤去外界磁场时。磁流体的磁性亦逐渐消失，无磁滞现象、矫顽力为零。 1．2磁光效应磁流体在外加磁场作用下。呈现出类似于单轴晶体的光学各向异性。光沿着平行于 应，且这两种情况都伴有二向色性[91。 E3磁热效应磁流体的饱和磁化强度随温度的升高而降低。温度升高至居里点时磁流体饱和磁 化强度消失【101。 收稿日期：2008-03—27 基金项目：巢湖学院一般项目(项目编号：XLY一200804)． 作者简介：吴风义(1980--)，男，安徽宣城人。巢湖学院化学与材料科学系教师，研究方向：化学工程、功能材料。 89 万方数据 1．4磁粘性磁流体的粘性有两部分组成：一部分是普通流体力学意义下的粘性。它与流体的温度 和压力有关；另一部分是与外加磁场有关的磁粘性。在外界磁场作用下，磁流体粘性增大，且与磁流体 呈水平方向上的磁场较垂直方向上的磁场对磁流体粘性影响更大【Il】。 1．5流变性在磁场作用下，磁流体具有良好的流变学性能。在均匀横向磁场中，磁流体运动出现紊 流现象；在旋转磁场中，磁流体会出现涡流等现象。 2磁流体制备方法 2．1机械研磨法将粒径尺寸为毫米级的磁铁矿粉末、表面活性剂和载液按一定比例混合，装入球 磨机进行长时间的研磨，然后用高速离心机除去较大粒子。该法周期长、效率低、成本高，目前已很少采 用。【竭 米Fe，O。微