Abstract
In the paper we present experimental results concerning measurements of dynamic viscosity of magnetic colloidal fluids. Magnetic colloidal fluids consist of their carrier fluids and solid magnetite particles with 9-10 nm in size. In the experiment we use two types of magnetic fluids – a kerosene-based magnetic fluid (MF k ) and an undecane-based magnetic fluid (MF u ). They differ by a manufacturer and date of manufacture. Viscosity measurements were carried out by a capillary viscometer equipped with the sensors specially designed for this experiment. Sensors were made on the basis of copper-constantan thermocouples combined with a microvoltmeter and a clock. They allowed measuring the time needed for a control volume of magnetic fluid flows through a capillary of the viscometer. In the experiment we obtained an array of data on viscosity of the fluids MF k and MF u with magnetite particle volume fractions of 0, 6, 10, 13, 16 % at temperatures of 20, 30, 40, 50 °C. Plots of dynamic viscosity versus temperature were built. Viscosities of the magnetic fluids MF k and MF u were compared. It was found that a ratio of viscosity coefficients for these fluids does not depend on temperature in the temperature range considered. Viscosity coefficients of the fluids MF k and MF u also increase in a similar way as particle volume fractions goes up to 10%. If a particle volume fraction is more than 10%, viscosity of the fluid MF k significantly exceeds viscosity of the fluid MF u .
Highlights
В статье представлены результаты эксперимента, в рамках которого измерялся коэффициент динамической вязкости магнитных жидкостей
In the paper we present experimental results concerning measurements of dynamic viscosity of magnetic fluids
Viscosities of the magnetic fluids MFk and MFu were compared with the well-known theoretical models and the experimental results of other authors
Summary
Магнитные жидкости – перспективный материал, применение которого возможно в широком спектре научных и технических приложений. Ставшей классической, моделью, которая описывает зависимость вязкости от объёмной доли твёрдых частиц, является формула Эйнштейна. Множество опытов с различными наножидкостями, результаты которых представлены в обзоре [1], показали, что формула (1) удовлетворительно описывает вязкость коллоидной суспензии до объёмных концентраций частиц φ = 2–3%. В случае магнитной жидкости осложняющим фактором является наличие сурфактанта и процессов агломерации, которые приводят к образованию агрегатов. Сурфактант в магнитной жидкости необходим для того, чтобы магнитные частицы не слипались между собой. Размеры частиц реальной магнитной жидкости имеют дисперсию, которая влияет на вязкость концентрированных суспензий. В настоящей работе приводятся и анализируются результаты измерений вязкости магнитной жидкости, которые предшествовали конвективным экспериментам [12,13,14]. Результаты конвективных экспериментов с магнитной жидкостью сложно интерпретировать и практически невозможно сравнивать с другими исследованиями без понимания механизмов, формирующих основные свойства жидкости, к которым относится вязкость. Если измерить время истечения и плотность некоторой эталонной жидкости при определённой температуре, а вязкость взять из справочных таблиц при той же температуре, то можно вычислить коэффициент вязкости исследуемой жидкости при любой температуре, измеряя только время истечения и плотность этой жидкости
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
