СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ РЕЛАКСАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ, ЯВЛЕНИЙ ПЕРЕНОСА, УПРУГИХ И АКУСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ (15.06.2009)

Автор: Комилов Косим

КОМИЛОВ Косим

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ РЕЛАКСАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ, ЯВЛЕНИЙ ПЕРЕНОСА, УПРУГИХ И АКУСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

Специальность 01.04.02 – теоретическая физика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора физико-математических наук

ДУШАНБЕ – 2009

Работа выполнена на кафедре теоретической физики физического факультета Таджикского национального университета.

Научный консультант: академик АН Республики Таджикистан,

доктор физ.-мат. наук, профессор

Одинаев Саидмухамад.

Официальные оппоненты: член-корреспондент НАН Украины, доктор

физико-математических наук,

профессор Головко Мирослав Фёдорович;

доктор химических наук, профессор

Абулхаев Владимир Джалолович;

доктор физико-математических наук

Рахимов Фарход Кодирович

Ведущая организация: Лаборатория нейтронной физики им. И.М. Франка

Объединенного института ядерных исследований

(ОИЯИ), г. Дубна, Российская Федерация

Защита состоится 24 сентября 2009 г. в 1000 часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 737.004.04 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Таджикском национальном университете по адресу: 734025, Республика Таджикистан, г. Душанбе, проспект Рудаки, 17, факс (992-372) 21-77-11. Зал заседаний Ученого совета ТНУ.

Отзывы направлять по адресу: 734025, г. Душанбе, проспект Рудаки, 17, ТНУ, диссертационный совет ДМ 737.004.04, E-mail: tgnu@mail.tj.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ТНУ.

Автореферат разослан «____» ___________ 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ДМ 737.004.04,

кандидат физико-математических наук,

доцент Табаров С.Х.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Магнитная жидкость (МЖ) – это прежде всего жидкость, которая, сохраняя все физические свойства жидкости, обладает еще и способностью довольно сильно взаимодействовать с магнитным полем. МЖ, обычно, получают путем диспергирования твердых магнитных частиц до ультрамикроскопического размера (0.3–10 нм) с последующим покрытием их поверхностно–активным веществом (ПАВ), необходимым для стабилизации дисперсной системы. Концентрация твердых частиц порядка 1016–1018 в 1 см3. Благодаря довольно малым размерам магнитные частицы непрерывно подвержены хаотическим ударам молекул жидкости-носителя и поэтому находятся в состоянии броуновского движения, которое препятствует их седиментации. Совокупное действие ПАВ и броуновского движения обусловливает исключительно высокую стабильность МЖ. При помещении МЖ в неоднородное магнитное поле магнитные частицы испытывают воздействие магнитной силы, направленной в сторону большей напряженности магнитного поля. В процессе беспорядочных взаимодействий с молекулами жидкости-носителя магнитные частицы передают последним это воздействие и в конечном счете происходит соответствующее перемещение молекул жидкой основы, то есть движение принимает коллективный характер. Исследование физических свойств МЖ показывает, что коллективное движение в них является следствием существования определенной структуры. Под действием внешнего неоднородного магнитного поля нарушается состояние термодинамического равновесия МЖ и происходит перестройка её структуры. Восстановление структуры в МЖ сопровождается различными внутренними релаксационными процессами, в том числе и структурной релаксацией. Характер протекания релаксационных процессов существенным образом влияет в неравновесные свойства МЖ.

К настоящему времени физические свойства МЖ считаются хорошо изученными экспериментально и на основе различных теоретических представлений однако остается неразработанной последовательная молекулярно-кинетическая теория МЖ с учетом различных релаксационных процессов, в особенности с учетом структурной релаксации под действием внешнего неоднородного магнитного поля. Неопределен вклад релаксационных процессов в вязкоупругие, термоупругие, акустические и другие свойства МЖ в широком интервале изменения частоты внешнего воздействия и термодинамических параметров.

Благодаря весомым успехам в создании устойчивых МЖ на разной основе появились интересные и весьма разнообразные предложения по практическому их использованию: жидкие подшипники и магнитные смазочные материалы, магнитожидкостные уплотнители и демпферы колебаний, датчики и элементы автоматизации, транспортировка лекарственных препаратов, экология, магнитогравиметрические анализаторы и сепараторы и др. Такой пристальный интерес к МЖ требует знания вязкоупругих, термоупругих, акустических и других их свойств под действием внешнего неоднородного магнитного поля в широком диапазоне изменения термодинамических параметров и частоты. Однако из-за трудности выбора и обобщения кинетического уравнения (КУ), пригодного для описания необратимых процессов в МЖ, указанные вопросы не находили своего полного решения. К настоящему времени разработана молекулярно-кинетическая теория явлений переноса и упругих свойств простых, ионных жидкостей и растворов электролитов в широком диапазоне изменения частоты внешнего воздействия с учетом различных релаксационных процессов, в особенности структурной релаксации.

Относительно МЖ молекулярно-кинетическая теория вязкоупругих, термоупругих, акустических и других свойств до сих пор не разработана. Исследования динамических свойств МЖ в области дисперсии кинетических коэффициентов и модулей упругости не проводились. Не проведен последовательный учет вкладов релаксационных процессов в МЖ под действием внешнего неоднородного магнитного поля. Определение частотно-зависимых кинетических коэффициентов и модулей упругости на основе молекулярно-кинетической теории позволит подробно исследовать акустические свойства МЖ: дисперсию скорости и коэффициентов поглощения продольных акустических, сдвиговых и тепловых волн, спектр коллективных колебаний и т.д.

Таким образом, исследование физических свойств МЖ на основе молекулярно-кинетической теории под действием внешнего неоднородного магнитного поля с учетом вкладов различных релаксационных процессов является актуальной задачей теории жидкого состояния.

Целью работы является построение молекулярно-кинетической теории вязкоупругих, термоупругих, акустических и других свойств МЖ с учетом вклада различных релаксационных процессов и внешнего неоднородного магнитного поля. При этом решались следующие задачи:

функций распределения (ФР), учитывающих вклады пространственной корреляции плотности и корреляции скоростей при наличии внешнего неоднородного магнитного поля, пригодных для описания неравновесных процессов в МЖ;

в конфигурационном пространстве под действием внешнего неоднородного магнитного поля, а также их общее решение;

- вывод уравнений обобщенной гидродинамики МЖ при наличии внешнего неоднородного магнитного поля, коэффициенты переноса которых определены микроскопически;

- получение аналитических выражений для динамических коэффици-ентов переноса и соответствующих им модулей упругости, описывающих вязкоупругие, термоупругие и акустические свойства неэлектропроводящих МЖ и анализ их асимптотического поведения;


загрузка...