磁场作用下的Fe3 O4磁流体承载能力的试验研究

通过对MS-800四球机油杯的改进,在测试区域内产生可调磁场,利用该改进后的油杯在四球机上对磁场作用下Fe3O4磁流体承载能力进行测定。试验结果表明,磁流体润滑膜在外加磁场作用下,综合承载能力得到了很大的提高,最大可提高至原来的1.3倍。结合Rosensweig理论模型,通过对磁场下磁流体粘度的测定,分析得出磁流体的粘度变化是引起综合承载能力发生变化的主要原因。     

两种新型磁流体密封水结构的试验研究

为满足实际应用中对磁流体密封装置轴向尺寸的限制要求,设计了2种新型的磁流体密封结构,即轴向-端面组合结构和轴向内增密封齿结构。对2种密封结构的磁路进行了有限元分析,并通过密封水试验研究了影响轴向-端面组合结构和轴向内增密封齿结构的密封承压能力的一些因素及其影响规律。研究结果表明这2种新型的磁流体密封结构可以明显提高单位体积磁流体密封装置的承压能力;与传统轴向密封结构相比,轴向-端面组合密封结构对离心力更为敏感;随着转速的增加,其承压能力比传统轴向密封结构的承压能力下降更快。     

隔气式磁流体水密封寿命的实验研究

磁流体旋转密封液体时,因磁流体与被密封液体界面存在稳定性问题,密封寿命较低。为提高其密封性能,设计了隔气式磁流体密封,避免磁流体与被密封液体直接接触,研究了该结构的密封原理,搭建了隔气式磁流体密封实验台,在该实验台上进行了磁流体密封水的耐压能力实验和密封寿命实验。理论与实验研究结果表明,隔气式磁流体密封结构对水的密封寿命明显延长,在各转轴转速下连续稳定工作120 h不泄漏,密封性能明显优于磁流体与被密封液体直接接触时的密封性能。     

超声乳化法制备纳米Fe3O4磁性颗粒及壳聚糖表面改性

采用超声乳化法制备纳米Fe₃O₄磁性颗粒,以壳聚糖作为表面活性剂,制备具有生物亲和性的水基Fe₃O₄磁流体.研究了Fe²⁺/Fe³⁺摩尔比、超声时间和表面活性剂用量对磁流体性能的影响.结果表明:当Fe²⁺/Fe³⁺摩尔比为1:1.5,滴加氨水时反应温度为70℃时,可制备理想纳米Fe₃O₄磁性颗粒;超声时间为7.5min左右,质量分数1%的壳聚糖溶液体积占FeO溶液总体积的50%时,有利于壳聚糖分子的包覆,使磁流体具有较高的比饱和磁化强度及稳定性.     

相对速度对磁流体液体动密封中界面稳定性的影响

推导了旋转轴液体密封中液-液界面由于相对运动引起的切应力,从相对速度角度对液体动密封界面稳定性问题进行了研究,并对结构进行了改进,将磁流体界面的稳定性问题转化为静态扩散处理.     

近红外荧光磁性复合载药脂质体的制备及应用

拟建立以近红外荧光磁性复合脂质体(NFMSLs)为模型药物载体、盐酸多柔比星(DOX)为包封药物的药物输送系统,研究了近红外荧光磁性载药复合脂质体(DOX-NFMSLs)的制备、性质及初步应用。采用共沉淀法制备Fe3O4磁流体,CdTe掺杂Se制备近红外量子点CdSeTe,薄膜分散法制备DOX-NFMSLs。用DOX荧光分光光度法测定DOX-NFMSLs的包封率和体外药物释放率;用DOX-NFMSLs与HepG2肝癌细胞共孵育来进行细胞成像和细胞毒性实验。结果表明,近红外CdSeTe量子点粒径约为5nm,闪锌矿结构,发射波长824nm。磷脂与胆固醇质量比为8∶1,药脂比为1∶20的DOX-NFMSLs平均粒径为252.9nm,Zeta电位为-48.6mV,理想释放药物温度为41℃,平均包封率为(74.84±0.89)%。DOX-NFMSLs对HepG2肝癌细胞有一定的抗癌效果。得到了具有良好磁响应、释药温度T=41℃、可近红外成像的载药脂质体。     

近红外荧光磁性复合载药脂质体的制备及应用

拟建立以近红外荧光磁性复合脂质体(NFMSLs)为模型药物载体、盐酸多柔比星(DOX)为包封药物的药物输送系统,研究了近红外荧光磁性载药复合脂质体(DOX-NFMSLs)的制备、性质及初步应用.采用共沉淀法制备FeO4磁流体,CdTe掺杂Se制备近红外量子点CdSeTe,薄膜分散法制备DOX-NFMSLs.用DOX荧光分光光度法测定DOX-NFMSLs的包封率和体外药物释放率;用DOX-NFMSLs与HepG2肝癌细胞共孵育来进行细胞成像和细胞毒性实验.结果表明,近红外CdSeTe量子点粒径约为5nm,闪锌矿结构,发射波长824 nm.磷脂与胆固醇质量比为8∶1,药脂比为1∶20的DOX-NFMSLs平均粒径为252.9 nm,Zeta电位为-48.6 mV,理想释放药物温度为41℃,平均包封率为(74.84±0.89)％.DOX-NFMSLs对HepG2肝癌细胞有一定的抗癌效果.得到了具有良好磁响应、释药温度T=41℃、可近红外成像的载药脂质体.     

燃气开环磁流体发电机的研制

介绍了磁流体发电的原理,设计制造了燃气开环磁流体发电机的实验样机。阐述了实验样机的结构和功能,总结了样机设计的要点。     

基于非线性分析的非轴对称磁流体动力学建模

传统的动力学建模方法对模型参数变化模拟效果不佳,为此,提出一种基于非线性分析的非轴对称磁流体动力学建模方法。构建磁流体动力学物理特征结构模型,分析非轴对称磁流体动力学特征;通过非线性分析方法确定磁流体中近阴离子、近阳离子的建模边界条件;引进麦克斯韦方程组,描述磁流体中等离子体相关参数,基于等离子体密度分布特征构建多相流方程;结合对磁流体力学的非线性分析,实现建模过程中动力学参数变化模拟,按照各个结构的设置方式,在ANSYS Fluent软件中实现对磁流体动力学模拟。实验结果表明,提出的动力学建模方法在应用到实际非轴对称磁流体结构当中可以实现对其动力学参数变化的精准模拟,方便对该动力学特征进行更加全面地分析。     

纳米磁微粒的激光散斑位移测量系统

为了实现对磁流体的运动形态及磁微粒聚集离散位移量的测量,设计了一种纳米磁微粒的激光散斑位移测量系统。采用激光器、CCD器件、差分放大器、高速A/D转换器及FPGA芯片等器件,完成了散斑信号高速采集系统,单通道信号采集速度达到3 Msps,8通道并行处理,实现了毫秒级图像采集要求;实现了USB2.0高速通信接口,使数据传输速率达到30 MB/s,完成了激光散斑信号的高速实时数据传输;设计了本系统硬件设备的驱动程序以及数据实时处理的Win32应用程序,完成了散斑信号的数据处理,测量分辨力达到纳米尺度。所实现的纳米磁微粒的激光散斑位移测量系统达到了纳米磁流体表征检测对分辨力和系统响应时间的要求。