基于高速密封的磁性液体传热特性的理论及实验研究

声明

致谢

主要符号对照表

1 引言

1.1 研究背景及意义

1.2 磁性液体及其密封应用概述

1.2.1 磁性液体及其密封应用的研究进展

1.2.2 磁性液体高速密封的研究进展

1.2.3 磁性液体高速密封的传热问题

1.3 磁性液体对流传热国内外研究现状

1.3.1 磁性液体强制对流传热研究现状

1.3.2 磁性液体自然对流传热研究现状

1.4 论文主要研究内容

1.5 技术路线和项目来源

2 磁性液体高速密封的粘性耗散研究

2.1 磁性液体高速密封的基础理论

（1）磁性液体的连续性方程

（2）磁性液体的运动方程

（3）磁性液体的能量守恒方程

2.2 磁性液体高速密封的耐压理论

2.2.1 常规磁性液体密封的耐压能力

2.2.2 磁性液体高速密封的耐压能力

2.2.3 影响磁性液体高速密封耐压能力的因素

2.3 磁性液体高速密封的粘性阻力矩及摩擦耗散的研究

2.3.1 粘性阻力矩及摩擦耗散功率的推导

2.3.2 磁性液体流变性测量及其对粘性阻力矩的影响机理

2.3.3 磁性液体高速密封的粘性阻力矩及摩擦耗散公式的修正

2.4 本章小结

3 适用于高速密封的磁性液体制备及表征

3.1 磁性液体的制备

3.2 磁性液体的基本性能表征

3.2.1 颗粒形貌及分散性表征

3.2.2 稳定性表征

3.2.3 磁化性能表征

3.3 磁性液体的热物性参数计算

3.3.1 密度

3.3.2 定压比热容

3.3.3 热膨胀系数

3.3.4 绝对粘度

3.3.5 导热系数

3.3.6 热扩散系数

3.4 本章小结

4 基于高速密封模型的磁性液体温度场计算

4.1 平板模型中密封层内磁性液体的温度场计算

4.1.1 数学模型

4.1.2 边界条件求解

4.2 计算结果分析与讨论

4.3 本章小结

5 基于高速密封模型的磁性液体传热特性实验研究

5.1 物理模型与问题阐述

5.2 基于高速密封模型的磁性液体传热特性研究实验台设计

5.2.1 实验系统的设计与搭建

5.2.2 实验装置的磁场测量与仿真

5.3 非均匀永磁场下水平通道内磁性液体传热特性实验数据处理

5.3.1 磁性液体传热特性的无量纲处理

5.3.2 实验数据的不确定性分析

5.3.3 实验台的可靠性验证

5.4 非均匀永磁场下水平通道内磁性液体传热特性实验结果与分析

5.4.1 磁场对通道内磁性液体传热特性的影响

5.4.2 冷却温度对通道内磁性液体传热特性的影响

5.4.3 加热功率对通道内磁性液体传热特性的影响

5.4.4 间隙大小对通道内磁性液体传热特性的影响

5.4.5 不同种类磁性液体的自然对流传热特性

5.4.6 非均匀永磁场下水平通道内磁性液体传热特性的机理分析

5.5 本章小结

6 结论

6.1 论文主要结论

6.2 研究创新点

6.3 工作不足与展望

参考文献

作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果

独创性声明

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