Введение
1. Диффузия в дисперсных намагничивающихся средах в приложенном однородном магнитном поле , 28
1.1.. Термомагнитная сила, действующая на тело в неоднородно нагретой неограниченной магнитной жидкости 28
1.1.1 Постановка задачи о вычислении термомагнитной силы 28
1.1.2. Распределение температуры и напряженности магнитного поля внесферического тела в неоднородно нагретой магнитной жидкости 31
1.1.3. Скорость и давление в неоднородно нагретой жидкости в окрестности сферического тела. Термомагнитная сила, действующую на; сферическое тело . 32
1.1.4. Постановка задачи о вычислении термомагнятной силы, действу-. ющей на вытянутое сфероидальное тело в неоднородно нагретой-магнитной жидкости в магнитном поле 36
1 Л.5. Распределение температуры и напряженности магнитного поля около вытянутого эллипсоида вращения в неоднородно нагретой магнитной жидкости (Ho\\(VT)o) 37
1.1.6. Скорость и давление около вытянутого эллипсоида вращения в . неоднородно нагретой магнитной жидкости: Термомагнитная сила, действующая на вытянутый эллипсоид зращения (H"o|l(VT)o) 39
1.1.7. Распределение температуры и напряженности магнитного поля около вытянутого эллипсоида вращения в неоднородно нагретой маг нитной жидкости (Но J. (VT)o) 43
1.1.8.. Скорость: и-давление около вытянутого эллипсоида вращения в неоднородно нагретой магнитной жидкости. Термомагннтная сила, действующая на вытянутый эллипсоид вращения
1.2. Влияние.термомагнитной силы на экспериментально обнаруженное аномальное перераспределение концентрации ферромагнитных частиц при, термогравитационной конвекции магнитной жидкости в присутствии магнитного поля. 47
1.3. Миогоскоростная и диффузионная модель дисперсной намагничивающейся жидкости, учитывающие термомагнитную диффузию. Вычисление феноменологических коэффициентов в уравнении; для вектора диффузии 55
1.3.1. Вывод системы: уравнений, описывающих движение двухфазной намагничивающейся среды с несжимаемыми фазами в диффузи онном приближении 55
1.3.2. Двухскоростная модель дисперсной среды в случае, когда магнитная проницаемость смеси зависит от температуры и объемной концентрации диспергированной фазы 61
1.3.3. Вычисление феноменологических коэффициентов в диффузионной модели 62
1.4. Выводы 63
Поведение тел из магнитомягких материалов и магнитов в ограниченном объеме магнитной жидкости в однородном магнитном поле. Влияние пристеночных эффектов на реологию суспензий 65
2.1. Постановка задачи о вычислении силы и момента силы, действующих на тело из магнитомягкого материала (в однородном приложенном магнитном иоле) и магнит в ограниченном объеме магнитной жидкости 65
2.2. Решение задачи в безиндукционном приближении . 67
2.2.1. Аналогия.между силами, действующими на магнит и тело из магнитомягкого материала в сосудах с магнитной жидкостью в бе
зиндукционном приближении. Вычисление силы и момента силы, действующих на тело и магнит, в безиндукционном приближении при произвольном смещении , G7
2.2.2. Расчет траекторий магнита и:тела из магнитомягкого материала в сферическом сосуде с магнитной жидкостью в безиндукционном приближении ;... 7Г
2.3. Решение задачи в случае произвольных.магнитных проницаемостей .. 75
2.3.1. Аналогия между силами, действующими на магнит и тело из магнитомягкого материала в сосудах специальной формы с магнитной жидкостью при произвольных однородных магнитных проницае-мостях всех сред 75
2.3.2. Вычисление силы, действующей на сферическое тело, в случае произвольных магнитных проницаемостей всех сред 79
2.3.3. Сила, действующая на сферический магнит в сферическом сосуде при произвольных значениях магнитных проницаемостей 81
2.3^4. Движение сферического магнита или тела из магнитомягкого материала в вибрирующем сферическом сосуде с магнитной жидкостью 82
2.4. Связь пристеночных эффектов и экспериментально наблюдаемых необычных реологических свойств магнитных композиционных жидкостей 86
2.5. Выводы 93
Исследование влияния времени измерения кривой намагничивания на ее форму и вычисляемую функцию распределения частиц магнитной жидкости по размерам 95
3.1.Постановка задачи исследования дисперсного состава магнитной жидкости по ее кривой намагничивания 95
3.1.1. Оценка характерного времени агрегирования ферромагнитных частиц и времени магнитной релаксации в магнитной жидкости 95
3.1.2. . Выбор экспериментального метода определения кривой намагничивания 99
3.1.3. Постановка математической задачи определения дисперсного состава магнитной жидкости по кривой намагничивания 102
3.2. Описание и результаты экспериментальных исследований 103
3.2.1. Описание экспериментальной установки по измерению кривой намагничивания магнитной жидкости 103
3.2.2. Оценка погрешности измерения намагниченности 104
3.2.3. Результаты экспериментальных исследований влияния времени измерения кривой намагничивания на ее форму 106
3.3. Численное решение задачи об определении функции распределения фер
ромагнитных частиц по размерам по результатам измерений кривой на
магничивания магнитной жидкости; 116
3.3.1. Интегральное уравнение длл функции распределения частиц по размерам 116
3.3.2. Алгоритм нахождения значений функции распределения частиц по размерам .- . 120
3.3.3. .Результаты расчетов по различным кривым-намагничивания 121>
3.4. Выводы 124
4. Ориентациошюе влияние однородного магнитного поля на свойства полидисперсных магнитных жидкостей. Высокочастотная магнитная восприимчивость и аномальная.вязкость полидисперсной магнитной жидкости 125
4.1, Модель магнитной жидкости, учитывающая вращение диспергированных частиц и релаксацию намагниченности: — 125:
4.1.1. Термодинамика неравновесно намагничивающейся среды: 125
4.1.2... Вывод системы уравнений движения неравновесно намагничивающейся среды 126
4.1.3. Высокочастотная магнитная восприимчивость покоящейся магнитной жидкости, 128
4.1.4. Влияние: на высокочастотную, восприимчивость; сдвигового течения магнитной жидкости. Выражение для тензора высокочастотной восприимчивости в сдвиговом потоке магнитной жидкости 131
4.1.5. Обобщение формулы для высокочастотной восприимчивости и обычной восприимчивости на случай полидисперсной магнитной жидкости . 135
4.2. Влияние течения на процесс релаксации намагниченности в полидисперсной магнитной жидкости . 135
4.2.1. Аномальная зависимость скачка высокочастотной магнитной восприимчивости, возникающего при остановке течения магнитной жидкости, от частоты. Эксперимент 135
4.2.2. Объяснение экспериментально наблюдаемого явления с помощью модели полидисперсной среды 137
4.3. Влияние полидисперсности на реологию многофазных смесей. Аномаль
ная вязкость магнитной жидкости в магнитном поле — 141
4.3.1. Уравнения движения несжимаемой МЖ с учетом анизотропии ее свойств и неравновесности намагниченности 141
4.3.2. Течение магнитной жидкости в цилиндрической трубе при наличии внешнего магнитного поля. Теория 142
4.3.3. Теоретическое описание явления аномально большой вязкости магнитной жидкости в магнитном поле перпендикулярном потоку 144
4.4. Выводы 147
5. Гравитационная седиментация в полидисперсной магнитной жидкости в однородном магнитном поле 149
5.1. Экспериментальное исследование перераспределения концентрации агрегатов ферромагнитных частиц магнитной жидкости под действием силы тяжести в вертикальном или горизонтальном магнитном поле. Аномальная зависимость скорости осаждения от направления поля в случае малых полей 149
5.2. Модель процесса гравитационной седиментации дисперсной фазы поли-дисперской: магнитной жидкости с учетом роста агрегатов ферромагнитных частиц. Счеиие захвата, определяющее скорость роста объемов агрегатов 156
5.3. Уравнения, описывающие траектории одного агрегата относительно другого, при различных направлениях магнитного поля-.: 160
5.4. Численное вычисление сечений захвата и объяснение аномальной зависимости скорости оседания от направления однородного магнитного поля при малых полях 165
5.5. Выводы 171
Заключение 172
Список литературы
