بررسی آزمایشگاهی پایداری و رئولوژی سیال مگنتورئولوژیکال پایه آهن

Abstract

ته‌نشینی و تشکیل توده‌ی سخت ذرات مغناطیسی، پاسخ سیال مگنتورئولوژیکال به میدان مغناطیسی را محدود می‌کند و می‌تواند منجر به خرابی دستگاه دربردارنده‌ی سیال مگنتورئولوژیکال شود؛ لذاهمواره بررسی بیشتر روش‌های کاهش ته‌نشینی و عوامل مؤثر بر آن به‌منظور گسترش کاربرد سیالات مگنتورئولوژیکال مورد توجه بوده است. در این مقاله به بررسی برخی پارامترهای مؤثر بر روی پایداری سیالات مگنتورئولوژیکال پرداخته شده است. به این منظور در ابتدا نمونه‌های سیال موردنظر ساخته‌ شده و میزان تأثیر عوامل مختلفی شامل اثر نوع سیال حامل، غلظت ذرات و روش‌های اختلاط سیال مگنتورئولوژیکال بر پایداری آن بررسی گردیده است و اهمیت هریک از این عوامل با استفاده از الگوریتم تاگوچی تعیین و نمونه سیال پایدار برای استفاده در میراگرهای مگنتورئولوژیکال انتخاب شده است. پس‌ازآن با بررسی رفتار رئولوژیکال بهترین نمونه (از دیدگاه ترکیب پایداری و لزجت در حالت بدون میدان)، رابطه‌ای برای تنش تسلیم در میدان‌های مغناطیسی مختلف ارائه شده است. این مدل بر پایه‌ی روابط موجود برای تنش تسلیم و برازش مدل هرشل- باکلی با داده‌های آزمایشگاهی استخراج گردیده است. نتایج نشان می‌دهد پایدارترین نمونه‌ پس از 168 ساعت دارای 7% ته‌نشینی است.این نمونه متشکل از روغن سیلیکون و 70% وزنی پودر آهن با روش اختلاط همزن مکانیکی است. افزودن مقدار 3% وزنی اسید استئاریک به سیال حامل به‌منظور افزایش پایداری سبب افزایش شدید لزجت سیال حامل تا 39 برابر شده است. بااین‌وجود، نمونه‌ی بهینه اثر مگنتورئولوژیکال قابل قبولی را نشان می‌دهد به‌طوری‌که در میدان مغناطیسی 146 KA/m دارای تنش تسلیمی برابر با 15 KPaاست.