直线型磁性流体行波泵仿真研究

磁性流体行波泵内填充磁性流体后,外加磁场对磁性流体在泵腔内的分布产生影响,同时由于磁性流体内磁性颗粒的存在对外加磁场也会产生影响,采用迭代解耦计算法分析直线型磁性流体行波泵中磁场和力场的耦合问题。在行波磁场的作用下,磁性流体会产生流动的现象,随着磁性流体饱和磁化强度的不断提高,磁性流体的流速也不断提高;随着磁场强度的增强,磁性流体的流量增大。泵腔中心线处的压强差最大,两侧处的压强差最小;泵腔中心线处的速度变化率最大,两侧处的速度变化率最小;相同的时间间隔内,泵腔中心线处的速度最快,向两侧处的速度逐渐降低,两侧处的速度最低。     

磁性流体行波泵驱动能力因素分析

由于磁性流体内磁性颗粒的存在,使得在磁场作用下磁性流体的磁性颗粒也对外加磁场产生作用。采用迭代解偶计算法分析磁场作用下磁性流体的偶合问题。磁场强度、磁性流体的饱和磁化强度对行波泵的驱动能力产生直接的影响,随着磁场强度、磁性流体饱和磁化强度的不断增大,行波泵的驱动能力也不断增强。磁性流体的粘度对行波泵的驱动能力产生间接影响。随着磁场强度的变化,磁性流体的粘度也发生变化。其变化规律为：粘度随着磁场强度的增大而逐渐增大并且变化率逐渐变小。粘度越大,行波泵的驱动能力就越差。磁极形状的变化对磁性流体行波泵的驱动能力产生影响,随着磁极形状的变化,泵腔内磁感应强度也不断变化。当磁极同圆心的夹角到达45°时,驱动能力达到最大。     

旋转磁场下非球面工件的磁性混合流体抛光

针对非球面光学元件的结构特点及其表面质量要求,在磁性混合流体抛光基础上,设计并制作以径向充磁永磁体为旋转磁场源的半球头抛光头。首先,通过Ansoft Maxwell磁场仿真,分析对比不同形状、不同尺寸磁体和偏心距下各磁体周围磁场的分布状况,选定直径为10.0 mm、高度为5.0 mm、偏心距为2.5 mm、径向充磁的圆柱形磁体。其次,通过观测并比较不同组成、配方和供应量的磁性混合流体在抛光头上的行为,确定磁性混合流体抛光液成分。最后,采用制备的磁性混合流体抛光液及自制的抛光头对非球面PMMA工件进行抛光试验。经过15 min抛光后,PMMA工件表面质量明显改善,其面型精度R_q由0.703 μm下降到2.433 nm,表面粗糙度R_a由0.545 μm下降到1.786 nm,说明研制的抛光头能实现非球面工件的纳米级抛光。      

基于双磁场磁性复合流体的抛光性能

目的 针对微结构抛光过程中形貌精度损伤的问题,开发一种环状MCF（Magnetic Compound Fluid,MCF）抛光工具,探究在双磁场作用下MCF工具的抛光性能。方法 采用工业相机观察不同条件下MCF抛光工具的成形特征,通过定量分析MCF抛光工具的成形参数,构建最优MCF抛光工具特征参数;通过分析双磁场作用下工件表面的磁场强度,建立磁场矢量模型,探究磁场分布与MCF宏观形貌的内在联系;观察磁簇微观形貌,分析MCF抛光工具的内部特征;试验研究MCF组分、磁铁转速nm、载液板转速nc和加工间隙Δ对工件表面粗糙度Ra的影响规律,探究最优的抛光参数。结果 当磁铁偏心距r=2 mm,MCF供应量V=1.5 mL时,MCF抛光工具的成形特征相对最优,得到了MCF抛光工具的参数,a=28.70 mm,b=26.90 mm,c1=1.58 mm,c2=1.30 mm,d0=48.60 mm,h=7.20 mm,di= 26.50 mm;磁簇分布方向与磁场矢量方向一致,铁粉沿着磁力线方向分布,磨粒分布在铁粉外部,α–纤维穿插于磁簇内部或磁簇与磁簇之间;通过抛光试验获得了较低表面粗糙度的最佳工艺参数,最佳MCF组分配比（均以质量分数计）为羰基铁粉40%、磨粒12%、α–纤维3%、水基磁流体45%,最佳载液板转速nc=300 r/min,最佳磁铁转速nm=400 r/min,最佳加工间隙Δ=1 mm。结论 在抛光20 min后,工件的表面粗糙度由0.578 μm降至0.009 μm,下降率约为98.44%,证明在双磁场作用下环状MCF抛光工具具有稳定且高效的抛光能力。     

扬声器用磁性流体

在FeCl3.6H2O、FeSO4.7H2O水溶液中加入强碱,通过调节pH值制备纳米粒径的Fe3O4磁粉,将磁粉均匀分散到有机溶剂中并加入表面活性剂,再分别均匀分散于聚a-烯烃和多元醇酯载液中,制备出聚a-烯烃和多元醇酯基两种扬声器用磁性流体。通过加入添加剂提高其化学和磁稳定性。用增粘剂调节其粘度、粘度指数和磁饱和强度,得到扬声器用磁性流体。通过在汽车高音扬声器中的应用,检测了该磁性流体在扬声器中的应用效果。     

大问隙高转速条件下磁性流体密封性能的研究

通过实验研究了大间隙、高转速条件下磁性流体密封的规律，并对其进行了理论分析。另外还给出了改进大间隙条件下，提高密封性能的措施。     

大间隙高转速条件下磁性流体密封性能的研究

通过实验研究了大间隙、高转速条件下磁性流体密封的规律, 并对其进行了理论分析。另外还给出了改进大间隙条件下, 提高密封性能的措施。     

基于微流体数字化技术的新型无阀微泵的设计研究

根据微流体的特性,研制出一种新型无阀微泵。介绍该微泵设计原理,利用毛细作用力作为进口动力源,再利用“数字化微流体技术”驱动,将出口处的液体喷出。由于进出口有压力差,进口形成自锁,微泵也就形成了单向流。该微泵样品经制作及实验验证,工作原理正确,喷出的液体量微小、可控,可达纳升级,并可实现连续流、离散流。     

铸造用行波磁场分布规律的研究

分析了行波磁场铸造法冷隔缺陷的形成原因.运用ANSYS 8.0软件对行波磁场电磁感应器重新建模,对其所产生的磁场分布进行模拟计算,并通过实验验证其可行性.结果表明:递宽齿距行波磁场电磁感应器所产生的磁场空间能在行波磁场运动方向上形成递减的磁场.     

行波磁场旋转搅拌对板坯结晶器内冶金行为的影响

基于电磁热流体与凝固传输理论建立了无间隙原子(IF)钢板坯连铸的三维耦合数值模型,研究了不同拉速下行波磁场旋转搅拌(EMRS)对2 150 mm×230 mm断面板坯结晶器内电磁场、流场、传热与凝固等冶金行为的影响,提出了行波磁场旋转搅拌对结晶器冶金性能影响的多参量评价方法。结果表明,EMRS作用下搅拌器中心横截面上磁感应强度和电磁力的最小值都出现在铸坯中心且电磁力矢量出现了6个涡心。当拉速从0.84 m/min提高到1.84 m/min时,结晶器内液面速度增大,在搅拌器中心横截面位置处,电磁力的涡数量由6个减少至4个。随着拉速增大,宽面凝固前沿最大冲刷速度、窄面附近最大液面波高及钢液冲击深度均增大,而窄面凝固前沿最大冲刷速度和结晶器出口坯壳厚度随拉速增大而减小。     

展示磁场空间分布的磁性液体系列装置研制

根据磁性液体在外加磁场条件下特殊的形状变化,利用自制的磁性液体制作了系列展示磁场空间分布的装置。该系列装置可以生动地三维展示磁场的空间分布,激发学生学习相关科学文化知识的热情。     

磁流体表观密度与外磁场间变化规律研究

研究了磁流体表观密度与外磁场间的变化规律。采用流体静力称衡法对自行研制的煤油基磁流体进行测量，得到了如下结论：在磁流体中非磁性物体的质量与外磁场成反比，表观密度与外加磁场成正比。     

氮化铁磁性流体静态密封的研究

叙述了氮化铁磁性流体静态密封装置的设计原理、磁性流体静态密封承压能力分析和实验验证，成功地研制出、氮化铁磁性流体密封安全阀”，并取得磁性流体密封安全阀各种功能参数的测试结果。     

聚合物流体在斜齿齿轮泵中的径向漏流特性研究

利用幂律流体的本构方程建立了幂律流体在斜齿齿轮泵径向间隙中的泄漏模型，并得到了最佳径向间隙的隐函数式及径向摩擦功率，同时给出实例并进行了数值计算。研究结果为聚合物齿轮泵的间隙优化设计及功率特性提供了重要的理论依据。     

行波磁场对水平连铸铜板坯结晶器内熔体受力和流动的影响

对行波磁场下连铸锡磷青铜的流动过程进行了数值模拟。结果表明,行波磁场的电流强度仅影响金属液的流动速度,电流强度与流动速度成正比变化;行波磁场的电流频率不仅影响金属液的流动速度,而且影响金属液的流动形态;对于二流水平连铸,施加行波磁场时需要考虑两个磁场之间的相互作用,通过调整通电方式可以避免不利影响。     

磁性液体的应用

本文简要地介绍了磁性液体应用的工作原理，以及在密封、轴承、研磨和阻尼等方面的应 用。关键词 磁性液体,密封,轴承,研磨,阻尼     

磁性液体的等离子体制备及表面张力系数研究

本文使用常压非平衡等离子体技术制备了磁性液体,通过透射电镜分析可知纳米磁性颗粒的粒径为10nm左右。使用高精度的力敏传感器对制备的磁性液体进行了表面张力系数的研究。随着磁场强度的增加,磁性液体的表面张力增加;当磁场增加到一定程度时,表面张力的增加变得缓慢,这是由于磁性液体中颗粒的数量是有限的。