Record Details

DIFFUSION AND MAGNETOPHORESIS IN NANODISPERSED MAGNETIC FLUIDS WITH PHASE TRANSITION

Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Series of Physical-Technical Sciences

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title DIFFUSION AND MAGNETOPHORESIS IN NANODISPERSED MAGNETIC FLUIDS WITH PHASE TRANSITION
ДИФФУЗИЯ И МАГНИТОФОРЕЗ В НАНОДИСПЕРСНЫХ МАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЯХ С ФАЗОВЫМ ПЕРЕХОДОМ
 
Creator V. Bashtovoi G.; Belarusian National Technical University
P. Kuzhir P.; University of Nice-Sophia Antipolis
A. Zubarev Yu.; Ural Federal University
V. Moroz S.; Belarusian National Technical University
В. Баштовой Г.; Белорусский национальный технический университет
П. Кужир П.; Университет Ниццы-Софии Антиполис
А. Зубарев Ю.; Уральский федеральный университет
В. Мороз С.; Белорусский национальный технический университет
 
Subject magnetic fluid; diffusion; magnetophoresis; phase transition; magnetic field
магнитная жидкость; диффузия; магнитофорез; фазовый переход; магнитное поле
 
Description A description of mass transfer processes in nanodispersed magnetic suspensions (magnetic fluids) is proposed under the assumption that assembly of magnetic particles in them can exist in the form of two phases: gaseous and condensed, and the phase transitions are determined by well-known thermodynamic conditions of phase equilibrium and depend on concentration of particles and magnetic field intensity. The distribution of concentration of magnetic particles in a gas phase conforms the diffusion equation, and in the condensed phase it is supposed to be constant. Process is described by the dimensionless magnetic parameter representing the relation of magnetic energy of a particle to thermal one, and also by the parameter characterizing dipole-dipole interaction between particles. The analytical solution to one-dimensional problem on distribution of concentration of particles in a magnetic fluid in locally non-uniform magnetic field is presented on the basis of the equations of diffusion and phase equilibrium. It is shown, that phase transition at given average concentration of particles is observed when the magnetic parameter exceeds certain value, and the area of the condensed phase increases with its increasing. At its large values the coordinate of phase transition boundary depends on average concentration of particles in the considered problem practically linearly.
В работе описаны процессы массопереноса в нанодисперсных магнитных суспензиях (магнитных жидкостях) в предположении существования частиц в них в виде двух фазовых состояний: газообразного и конденсированного, с границей фазового перехода между ними, определяемой известными условиями термодинамического равновесия. В газовой фазе распределение концентрации магнитных частиц подчиняется уравнению диффузии, а в конденсированной фазе предполагается постоянным. Процесс описывается безразмерным магнитным параметром, представляющим собой отношение магнитной энергии частицы к тепловой, а также параметром, характеризующим дипольное взаимодействие между частицами. На основании уравнений диффузии и равновесия фаз представлено аналитическое решение одномерной задачи о распределении концентрации частиц в магнитной жидкости в неоднородном магнитном поле. Показано, что при заданной средней концентрации частиц фазовый переход наблюдается при превышении магнитным параметром определенных значений, а область конденсированной фазы увеличивается с его ростом. При больших его значениях в рассмотренной задаче координата границы фазового перехода практически линейно зависит от средней концентрации частиц. 
 
Publisher The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"
 
Contributor —
—
 
Date 2017-08-08
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://vestift.belnauka.by/jour/article/view/311
 
Source Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Physical-Technical Series; № 2 (2017); 78-87
Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук; № 2 (2017); 78-87
1561-8358
 
Language rus
 
Relation http://vestift.belnauka.by/jour/article/view/311/303
Rosensweig, R. E. Ferrohydrodynamics / R. E. Rosensweig. – N. Y.: Cambridge Univ. Press, 1985. – 344 p.
Блум, Э. Я. Магнитные жидкости / Э. Я. Блум, М. М. Майоров, А. О. Цеберс. – рига: Зинатне, 1989. – 386 с.
Taketomi, S. Motion of ferrite particles under a high gradient magnetic field in a magnetic fluid seal / S. Taketomi // Jap. J. Appl. Phys. – 1980. – Vol. 19, N 10. – P. 1929–1936.
Behavior of magnetic liquids in an inhomogeneous magnetic field / I. Anton [et al.] // Magnetohydrodynamics. – 1985. – Vol. 21, N 3. – P. 213–218.
Баштовой, В. Г. Влияние процессов диффузии на статику магнитных жидкостей / В. Г. Баштовой, В. К. Полевиков, А. М. Альгадал // Изв. Нац. акад. наук Беларуси. Сер. физ.-техн. наук. – 2006. – № 3. – С. 42–48.
The effect of magnetophoresis and Brownian diffusion on the levitation of bodies in a magnetic fluid / V. G. Bashtovoi [et al.] // Magnetohydrodynamics. – 2008. – Vol. 44, N 2. – P. 121–126.
Influence of Brownian Diffusion on the Statics of Magnetic Fluid / V. G. Bashtovoi [et al.] // Magnetohydrodynamics. – 2007. – Vol. 43, N 1. – P. 3–11.
Influence of Mass Transfer Processes on Couette Flow of Magnetic Fluid / V. G.Bashtovoi [et al.] // J. of Nano- and Electronic Phys. – 2013. – Vol. 5, N 4. – Р. 04011–04013.
Zubarev, A. Y. Theory of structural transformations in ferrofluids: chains and gas–liquid phase transitions / A. Y. Zubarev, L. Y. Iskakova // Phys. Rev. – 2002. – Vol. 65, N 6. – P. 061406.
Zubarev, A. Y. Phase transitions in electro- and magnetorheological fluids / A. Y. Zubarev, L. Y. Iskakova // Colloid J. – 2003. – Vol. 65, iss. 2. – P. 159–165.
Iskakova, L. Y. On the theory of phase transitions in magnetorheological suspensions / L. Y. Iskakova, A. Y. Zubarev, A. P. Romanchuk // Colloid J. – 2005. – Vol. 67, iss. 5. – P. 564–572.
Behavior of nanoparticle clouds around a magnetized micro-sphere under magnetic and flow fields / C. Magnet [et al.] // Phys. Rev. E. – 2014. – Vol. 89, N 3. – Article number 032310.
Pshenichnikov, A. F. Magnetophoresis of particles and aggregates in concentrated magnetic fluids / A. F. Pshenichnikov, A. S. Ivanov // Phys. Rev. E. – 2012. – Vol. 86, N 5. – Article number 051401.
Pshenichnikov, A. F. Magnetophoresis, sedimentation, and diffusion of particles in concentrated magnetic fluids / A. F. Pshenichnikov, E. A. Elfimova, A. O. Ivanov // J. Chem. Phys. – 2011. – Vol. 134, iss. 18. – Article number 184508.
Pshenichnikov, A. F. Sedimentation of particles in concentrated magnetic fluids: Numerical simulation / A. F. Pshenich- nikov, A. A. Kuznetsov // Magnetohydrodynamics. – 2015. – Vol. 51, iss. 3. – P. 551–560.
Russel, W. B. Colloidal Dispersions / W. B. Russel, D. A. Saville, W. R. Schowalter. – Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1989. – 525 p.
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).