Особенности конвективного теплопереноса в магнитных наножидкостях
Автор: Божко А.А., Путин Г.Ф.
Журнал: Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика @vestnik-psu-mmi
Рубрика: Механика. Математическое моделирование
Статья в выпуске: 4 (12), 2012 года.
Бесплатный доступ
Экспериментально исследовано влияние внешнего однородного вертикального магнитного поля на конвективную неустойчивость в плоском горизонтальном слое магнитной наножид-кости, подогреваемом снизу или сверху. Изучены особенности конвективного теплообмена в зависимости от приложенного магнитного поля и перепада температур для жидкостей с различным содержанием магнитной фазы. Показано, что теплоперенос в магнитных наножидкостях увеличивается благодаря термомагнитной конвекции в несколько раз. При подогреве слоя снизу обнаружено не согласующееся с предсказаниями теории стабилизирующее влияние магнитного поля на конвективную неустойчивость.
Магнитная наножидкость, магнитное поле, термомагнитная конвекция, теплоперенос
Короткий адрес: https://sciup.org/14729815
IDR: 14729815 | УДК: 536.25
Features of convective heat transfer in magnetic nanofluids
The influence of an external uniform vertical magnetic field on the convective instability in a plane horizontal layer of magnetic nanofluid heated from below or from above has been investigated experimentally. The features of convective heat exchanger have been studied in the dependence of an applied magnetic field and a temperature drop for fluids with different content of magnetic phase. It is shown that the heat transfer in the magnetic nanofluid is increased due to the thermomagnetic convection several times. Stabilizing effect of magnetic field on the convective instability revealed under the heating of layer from below does not agree with the theory prediction.
Список литературы Особенности конвективного теплопереноса в магнитных наножидкостях
- Блум Э. Я., Майоров М. М., Цеберс А. О. Магнитные жидкости. Рига: Зинатне, 1989. 386 с.
- Finlayson B. A. Convective instability of ferromagnetic fluids//J. Fluid Mech. 1970. Vol. 40, № 4. P. 753-767.
- Фертман В. Е. Магнитные жидкости: Естественная конвекция и теплообмен. Минск: Наука, 1978. 206 с.
- Баштовой В. Г., Берковский Б. М., Висло-вич А. Н. Введение в термомеханику магнитных жидкостей. М.: ИВТАН, 1985. 188 с.
- Богатырев Г. П. Конвективная устойчивость равновесия горизонтального плоского слоя ферромагнитной жидкости//Гидродинамика: сб. науч. тр./Перм. гос. ун-т. Пермь, 1976. Вып. 8. С. 12-15.
- Богатырев Г. П., Шайдуров Г. Ф. Конвективная устойчивость горизонтального слоя ферромагнитной жидкости в однородном магнитном поле//Магнитная гидродинамика. 1976. № 3. С. 137-146.
- Божко А. А., Путин Г. Ф. Экспериментальное исследование термомагнитной конвекции в однородном внешнем поле//Изв. АН СССР. Сер. физ. 1991. Т. 55, № 6. С. 1149-1155.
- Bozhko A. A., Putin G. F. Heat transfer and flow patterns in ferrofluid convection//MagnetoHydroDynamics. 2003. Vol. 39, № 2. P. 147-168.
- Engler H., Borin D., Odenbach S. Thermomagnetic convection influenced by the magnetoviscous effect//J. Physics: Conference Series. 2009. Vol. 149. P.012105-012109.
- Schwab L., Hildebrandt U., Stierstadt K. Magnetic Benard convection//J. Magn. Magn. Mater. 1983. Vol. 39. P. 113-114.
- Schwab L. Field induced wavevector selection by magnetic Benard convection//J. Magn. Magn. Mater. 1987. Vol. 65. P. 315316.
- Blums E., Odenbach S., Mezulis A., Maiorov M. Soret coefficient of nanoparticles in ferrofluids in the presence of magnetic field//Phys. Fluids. 1998. Vol. 10, № 9. P. 2155-2163.
- Volker Th., Odenbach S. The influence of a uniform magnetic field on the Soret coefficient of magnetic nanoparticles//Phys. Fluids. 2003. Vol. 15, № 8. P. 2198-2207.
- Bozhko A. A., Ту^'а^ T. Influence of gravitational sedimentation of magnetic particles on ferrofluid convection in experiments and numerical simulations//J. Magn. Magn. Mater. 2005. Vol. 289. P. 281-285.
- Aminfar H., Narmani Kahnamouei Y., Mohammadpourfard M. A 3D numerical simulation of mixed convection of a magnetic nanofluid in the presence of non-uniform magnetic field in a vertical tube using two phase mixture model//J. Magn. Magn. Mater. 2011. Vol. 323, № 15. P. 1963-1972.
- Schmidt R. J., Milverton S. W. On the instability of a fluid when heated from below//Proc. Roy. Soc. 1935. London. Ser. A. Vol. 152. P. 586-594.
- Donzelli G., Cerbino R., Vailati A. Bistable heat transfer in a nanofluid//Phys. Rev. Lett. 2009. Vol. 102. P. 104503 (4).
- Ahlers G., Lerman K., Cannell D. S. Different convection dynamics in mixtures with the same separation ratio//Phys. Rev. E. 1996. Vol. 53, № 3. P. 2041-2044.
