Journal of Experimental and Theoretical Physics
HOME | SEARCH | AUTHORS | HELP      
Journal Issues
Golden Pages
About This journal
Aims and Scope
Editorial Board
Manuscript Submission
Guidelines for Authors
Manuscript Status
Contacts


ZhETF, Vol. 162, No. 6, p. 926 (December 2022)
(English translation - JETP, Vol. 135, No. 6, p. 884, December 2022 available online at www.springer.com )

Термомагнитная конвекция феррожидкости в вертикальном гидродинамическом контуре: интенсификация теплообмена в магнитном поле
Косков М.А., Пшеничников А.Ф.

Received: August 1, 2022

DOI: 10.31857/S0044451022120136

PDF (885.1K)

Для прояснения вопроса о влиянии магнитного поля на конвективный теплообмен в феррожидкости проведены эксперименты с замкнутым гидродинамическим контуром, расположенным в вертикальной плоскости и нагреваемым сбоку (конвективной петлей). Контур изготовлен из трубы круглого сечения и обдувается потоком термостатированного воздуха, обеспечивающим постоянство коэффициента теплоотдачи на поверхности труб. Для исключения конкуренции между гравитационными и термомагнитными течениями длина контура выбрана большой по сравнению с его внутренним диаметром. Показано, что в режиме стационарной конвекции вдоль контура устанавливается экспоненциальное распределение температуры. Определенный в опытах показатель экспоненты использовался для получения информации о расходе жидкости через поперечное сечение трубки и безразмерном интегральном тепловом потоке - числе Нуссельта. Опыты проведены с керосином и четырьмя образцами феррожидкости типа магнетит-керосин-олеиновая кислота, различающимися концентрацией магнитной фазы. Часть опытов проведена в нулевом магнитном поле (в условиях гравитационной конвекции), другая часть - в режиме смешанной (гравитационной и термомагнитной) конвекции. В последнем случае неоднородное магнитное поле с амплитудой 23кА/м накладывалось на участок контура вблизи нагревателя. Результаты опытов приведены в безразмерных переменных - в виде зависимости числа Нуссельта Nu от теплового числа Рэлея Ra. Показано, что в нулевом магнитном поле функциональная зависимость Nu=Nu(Ra) одинакова для керосина и всех феррожидкостей. Включение магнитного поля вызывает термомагнитную конвекцию (сонаправленную с гравитационной), которая увеличивает конвективный теплообмен в три и более раз в зависимости от теплового числа Рэлея и концентрации магнитной фазы.

 
Report problems