Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

ФИЛЬТРАЦИЯ НАМАГНИЧИВАЮЩЕЙСЯ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ ПОРИСТУЮ СРЕДУ

Н.Г. Тактаров

Намагничивающиеся (взаимодействующие с магнитным полем) неэлектропроводящие жидкости (НЖ) находят многочисленные применения в технологии и технике. Построена математическая модель фильтрации, т.е. движения НЖ через пористую среду. Эта модель является обобщением известного закона Дарси, описывающего фильтрацию обычной жидкости, например воды через почву.

В связи со сложностью геометрической формы пор и их хаотическим расположением, частицы жидкости движутся по очень сложным траекториям. Конфигурация пор заранее неизвестна. Но даже при наличии этих сведений ими нельзя было бы воспользоваться в связи с их очевидной сложностью и чрезмерно большим количеством. По этой причине при математическом моделировании подобных процессов рассматриваются величины, усредненные по элементарным объемам, значительно большим, чем размеры отдельным пор, но меньшим, чем масштабы неоднородности усредненных величин.

Рассматривается вывод уравнений фильтрации НЖ в деформируемой пористой среде (с учетом деформации отдельных зерен пористой матрицы и их смещения относительно друг друга). Уравнения движения жидкости в пористой среде получены посредством локального объемного усреднения уравнений движения жидкости в порах, уравнений Максвелла для магнитного поля в жидкости и матрице, а также уравнений деформации пористой матрицы с учетом теплового расширения.

В усредненных уравнениях теплопроводности для жидкости и пористой матрицы учитывается межфазный теплообмен (между жидкой и твердой фазами), а также влияние деформации матрицы на распределение температур в жидкой и твердой фазах. В однотемпературной модели когда жидкая и твердая фазы имеют одну температуру, тепловые свойства всей среды (т.е. матрицы вместе с жидкостью) характеризуются одним коэффициентом теплопроводности, зависящим от теплопроводностей жидкой и твердой фаз. Получено уравнение зависимости усредненной намагниченности жидкости от усредненного магнитного поля. В частном случае, когда внешнее приложенное магнитное поле достаточно велико и жидкость находится в состоянии магнитного насыщения, уравнения фильтрации существенно упрощаются.

Значительный интерес с точки зрения различных технических приложений представляет также исследование фильтрации намагничивающейся жидкости в электропроводной пористой матрице, в которой в этом случае индуцируется электрический ток, приводящий среди прочего к дополнительному нагреванию пористой матрицы.

В отсутствие магнитного поля, при специальных упрощающих предположениях, полученные уравнения фильтрации переходят в известное уравнение Дарси.


Библиографическая ссылка

Н.Г. Тактаров ФИЛЬТРАЦИЯ НАМАГНИЧИВАЮЩЕЙСЯ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ ПОРИСТУЮ СРЕДУ // Успехи современного естествознания. – 2002. – № 4. – С. 96-97;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=14533 (дата обращения: 29.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674