Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Research into the Properties of Magnetic Fluids Produced by Milling Technology

Szczęch Marcin, Horak Wojciech

Tribologia

|

2024

|

nr 1

127--133

EN

Magnetic fluids are substances with controllable rheological properties, containing nano- or micro- sized particles with magnetic properties suspended in a carrier fluid. The production of such fluids poses various challenges, but the critical issue is the fabrication of magnetically active particles of known size and required properties. They are usually produced using the ‘bottom-up’ method, where larger structures are formed during chemical synthesis and physical processes. This method is the most economical and practical in terms of efficiency, mainly when producing nanoparticles. The essence of the second method, ‘top-down,’ involves the fragmentation of the material, mainly through chemical-mechanical processes like milling. This method takes more time but does not involve the generation of environmentally harmful substances. It is characterized by simplicity and provides greater control over the sizes of the produced particles. The paper presents the results of research on the production of magnetic fluids based on carbonyl iron powder, which was fragmented using a planetary micro-mill. Powders differing in particle size and magnetic properties were considered. Oleic acid and oleoyl sarcosine were used as surfactants. Particle size and rheological properties of the obtained magnetic fluids were examined. The aim of the study was to determine the feasibility of producing magnetic fluids on a laboratory scale with designed physicochemical parameters. The research outcome is developing a procedure for obtaining a magnetic fluid that combines ferrofluid and magnetorheological fluid characteristics.

PL

Ciecze magnetyczne to substancje o sterowalnych właściwościach reologicznych, zawierające nano- lub mikrocząstki o właściwościach magnetycznych, zawieszone w cieczy. Problematyka wytwarzania tego typu cieczy obejmuje szereg wyzwań, jednak kluczowym zagadnieniem jest sposób wytwarzania aktywnych magnetycznie cząstek o znanym rozmiarze i wymaganych właściwościach. W większości przypadków wytwarzane są one metodą „bottom-up”, czyli większe struktury powstają podczas syntezy chemicznej oraz przy pomocy procesów fizycznych. Jest to metoda najbardziej ekonomiczna i praktyczna ze względu na wydajność, szczególnie w przypadku wytwarzania nanocząstek. Istota drugiej metody „top-down” polega na rozdrabnianiu materiału, głównie za pomocą procesów chemiczno-mechanicznych jak mielenie. Wiąże się to z dłuższym czasem, ale metoda ta nie wiąże się z generowaniem szkodliwych dla środowiska substancji. Cechuje się ona prostotą oraz występuje większa możliwość kontroli rozmiarów wytwarzanych cząstek. W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wytwarzania cieczy magnetycznych na bazie proszku żelaza karbonylkowego, który rozdrabniano z wykorzystaniem mikromłynka planetarnego. Wzięto pod uwagę proszki różniące się wielkością cząstek oraz właściwościami magnetycznymi. Jako surfaktant zastosowano kwas oleinowy oraz sarkozynian oleilowy. Zbadano wielkość cząstek oraz właściwości reologiczne otrzymanych cieczy magnetycznych. Celem pracy było określenie możliwości wytwarzania cieczy magnetycznych w skali laboratoryjnej o projektowanych parametrach fizykochemicznych. Rezultatem prac jest opracowanie procedury otrzymywania cieczy magnetycznej łączącej cechy ferrocieczy oraz cieczy magnetoreologicznej.

2

Comparative Study of Models and a New Model of Ferrofluid Viscosity under Magnetic Fields and Various Temperatures

Tarasevych Yuliia, Szczęch Marcin

Tribologia

|

2024

|

nr 1

135--145

EN

Ferrofluid is a substance with a controllable viscosity that is used in various systems for dispersing mechanical energy, such as brakes or vibration dampers. It is also used in seals or loudspeakers. An increase in the magnetic field affects the formation of particle structures inside the carrier fluid, which increases internal friction. Existing mathematical models that describe the increase in viscosity do not provide satisfactory results for commercial and undiluted ferrofluids. In this study, we measured viscosity, which refers to the increased resistance a magnetic fluid creates when it flows under shear. Various synthetic oil-based ferrofluids with known saturation magnetization values and different particle distributions were selected for the study. The temperature range of 25–80°C and the value of the shear rate of 100 s-1 were taken into account. The aim of the study is to compare existing mathematical models with experimental results and to propose a model that best describes the effect of the magnetic field on the increase in viscosity of the fluids studied. The proposed model is based on dividing the particle distribution into two fractions and applying a correction factor. The results showed that the difference in theoretical and experimental values does not exceed 6.5%. Research and results have potential applications in the design and development of synthetic oil-based ferrofluid applications where significant temperature changes occur.

PL

Ferrociecz to substancja o sterowalnej lepkości, która znajduje zastosowanie w różnych systemach dyssypacji energii mechanicznej, takich jak hamulce czy tłumiki drgań. Stosowana jest również w uszczelnieniach czy głośnikach. Wzrost pola magnetycznego wpływa na powstawanie struktur cząsteczkowych wewnątrz cieczy nośnej, co zwiększa tarcie wewnętrzne. Istniejące modele matematyczne opisujące wzrost lepkości nie do starczają zadawalających wyników dla komercyjnych i nierozcieńczonych ferrocieczy. W pracy dokonano pomiarów lepkości, która odnosi się do wzrostu oporu, jaki stawia ciecz magnetyczna podczas przepływu pod wpływem siły ścinającej. Do badań wybrano różne ferrociecze na bazie oleju syntetycznego o znanej wartości magnetyzacji nasycenia oraz różnym rozkładzie cząstek. Wzięto pod uwagę zakres temperatury 25–80°C oraz wartość szybkości ścinania 100 s-1. Celem pracy jest porównanie istniejących modeli matematycznych z wynikami eksperymentalnymi i zaproponowanie modelu, który najlepiej opisuje wpływ pola magnetycznego na wzrost lepkości badanych płynów. Proponowany model bazuje na podziale rozkładu cząstek na dwie frakcje oraz zastosowaniu współczynnika korekcyjnego. Wyniki wykazały, że różnica w wartościach teoretycznych i eksperymentalnych nie przekracza 6,5%. Przeprowadzone badania i uzyskane wyniki mają potencjalne zastosowanie w projektowaniu i rozwoju aplikacji ferrocieczy na bazie oleju syntetycznego, gdzie występują znaczące zmiany temperatury.

3

Determination of Ferrofluid Magnetisation Curve Based on the Measurement of Particle Distribution Obtained by the DLS Method

Tarasevych Yuliia, Szczęch Marcin

Tribologia

|

2023

|

nr 1

77--84

EN

Ferrofluid is a colloid with particles of about 10nm that show magnetic properties. These fluids are used in a variety of applications. Their application is affected by the type of carrier base liquid, the magnetic properties of the particle's material, and their size and shape. In practical applications, the magnetisation curve and the initial magnetic susceptibility are the most important characteristics of any ferrofluid. There are many methods for determining magnetic characteristics, e.g., using magnetometers. The magnetisation curve can also be determined on the particle distribution obtained using a transmission electron microscope (TEM). However, the cost of these devices and tests is relatively high. This paper describes a method for determining the magnetisation curve based on particle size measurements using the dynamic light scattering (DLS) method. Also, it is necessary to know the saturation magnetisation of the ferrofluid. The obtained magnetic characteristics were compared with magnetisation curves described in other publications. The purpose of this paper is to present the method and determine the influence of various particle distribution parameters on ferrofluid characteristics. The advantage of the method is that a small volume of ferrofluid is required in measurements using the DLS method. The measurement can be performed quickly, and the result can be used to estimate the magnetic properties of ferrofluids quickly. These characteristics can be used in analyses (mathematical or numerical calculations) of different devices such as magnetic seals, magnetic couplings, magnetic dampers, etc.

PL

Ferrociecz to koloid o cząstkach rzędu około 10 nm, który wykazuje właściwości magnetyczne. Ciecze te znalazły zastosowanie w różnych aplikacjach. Na ich potencjalne zastosowanie wpływa rodzaj bazy nośnej, magnetyczne właściwości cząstek oraz wielkość i kształt. W praktycznym zastosowaniu krzywa magnetyzacji oraz wartość podatności magnetycznej są najważniejszymi parametrami ferrocieczy. Istnieje wiele metod wyznaczenia charakterystyk magnetycznych np. za pomocą magnetometrów lub krzywą tę można wyznaczyć na podstawie znajomości rozkładu cząstek otrzymanego z wykorzystaniem transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM). Koszty tych urządzeń oraz badań są jednak relatywnie wysokie. W pracy opisano metodę wyznaczenia krzywej magnetyzacji na podstawie pomiaru wielkości cząstek z wykorzystaniem metody dynamicznego rozpraszania światła (DLS) oraz znajomości wartości magnetyzacji nasycenia ferrocieczy. Otrzymane charakterystyki magnetyczne porównano z krzywymi magnetyzacji opisanymi w innych publikacjach. Celem pracy jest przedstawienie metody oraz określenie wpływu różnych parametrów rozkładu cząstek na otrzymywane charakterystyki magnetyczne. Zaletą metody jest to, że wymagana jest mała objętość ferrocieczy w pomiarach z wykorzystaniem metody (DLS). Pomiar można wykonać w krótkim czasie, a wynik może zostać wykorzystany do szybkiego oszacowania właściwości magnetycznych ferrocieczy. Uzyskane charakterystyki mogą być wykorzystane w analizach (obliczeniach matematycznych lub numerycznych) różnych urządzeń takich jak uszczelnienia magnetyczne, sprzęgła magnetyczne, tłumiki itp.

4

Testing the Critical Velocity of a Magnetic Fluid Seal Working in a Water Environment

Szczęch Marcin, Horak Wojciech

Tribologia

|

2022

|

nr 3

113--120

EN

Magnetic fluid seals are used in many applications, primarily in gas and vacuum environments. The unique properties of this type of seal are very low torque friction, high tightness, and almost unlimited durability. These parameters are also expected for seals that operate in a water environment. This article presents the results of a magnetic fluid seal's maximum (critical) velocity operating in a water environment. The scope of the investigation included an analysis of parameters such as the pressure of the sealed water and the properties of the magnetic fluid. Two independent parameters, such as the pressure change and the torque change of the seal, were used to determine the leakage. The results showed that the best performance was obtained for the fluid with the lowest dynamic viscosity. In addition, the water pressure had a significant effect. Furthermore, pressure change has been shown to be a better indicator of leakage occurrence at high speeds than measuring torque. The results indicate a different leakage mechanism at low and high pressures.

PL

Uszczelnienia z cieczą magnetyczną z powodzeniem znalazły zastosowanie w szeregu aplikacji, przede wszystkim w środowisku gazowym i próżni. Unikatowe właściwości tego typu uszczelnień, wśród których można wymienić: bardzo niskie opory ruchu, wysoką szczelność i omal nieograniczoną trwałość są oczekiwanymi parametrami także dla uszczelnień pracujących w środowisku wody. W pracy przedstawiono wyniki badań dopuszczalnej (krytycznej) prędkości uszczelnienia z cieczą magnetyczną pracującego w środowisku wody, przy której następuje jego trwałe uszkodzenie. Zakres badań obejmował analizę wpływu takich parametrów jak ciśnienie uszczelnianej wody oraz właściwości cieczy magnetycznej. Do wyznaczenia przecieku wykorzystano dwa niezależne parametry: zmianę ciśnienia oraz zmianę momentu tarcia uszczelnienia. Wyniki badań wykazały, że najlepsze rezultaty uzyskano w przypadku zastosowania cieczy charakteryzującej się najmniejszą wartością lepkości dynamicznej, a ciśnienie wody ma istotny wpływ. Ponadto wykazano, że pomiar zmiany ciśnienia jest lepszym wskaźnikiem wystąpienia utraty szczelności przy wysokich prędkościach niż pomiar momentu obrotowego. Wyniki wskazują również na odmienny mechanizm przecieku przy niskim i wysokim ciśnieniu.

5

Modelling the tumor temperature distribution in anatomically correct female breast phantom

Gas Piotr, Miaskowski Arkadiusz, Dobrowolski Dariusz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 2

146--149

EN

The presented paper focuses on a numerical analysis of temperature in the anatomical model of the female breast with a strictly defined level of power generated by the EMF source in pathological tissue saturated with ferrofluid. The aim of this study was to examine the effect of blood perfusion rate models on the resultant tumor temperature. The four tumor perfusion models were subjected to comparative analysis: constant, linear, nonlinear and completely free of blood flow. The authors have shown that taking into account the various temperature dependences of blood perfusion models within the treated tissue might play an important role in the complex process of female breast cancer treatment planning.

PL

Przedstawiona praca skupia się na numerycznej analizie temperatury w anatomicznym modelu gruczołu piersiowego kobiety o ściśle określonym poziomie mocy generowanej przez źródło PEM w patologicznej tkance nasyconej ferrofluidem. Celem tej pracy było zbadanie wpływu perfuzji krwi na wypadkową temperaturę guza. Analizie porównawczej poddano cztery modele perfuzji w guzie: stały, liniowy, nieliniowy oraz model całkowicie pozbawiony przepływu krwi. Autorzy pracy wykazali, że uwzględnienie różnych zależności temperaturowych dla modeli perfuzji krwi w leczonej tkance, może odgrywać istotną rolę w złożonym procesie planowania leczenia nowotworów piersi.

6

Test stand for the examination of magnetic fluids in shear and squeeze flow mode

Horak W., Salwiński J., Szczęch M.

Tribologia

|

2017

|

nr 2

67--76

EN

The application of magnetic fluids in machine design on an industrial scale has been a fact for over 20 years. In particular, magnetorheological fluids have been used in energy dissipation systems with controlled operating characteristics. The availability of these fluids, connected with the ease of modelling their rheological properties by magnetic fields, contributes to the search for areas of effective use for such substances. Determining the properties and characteristics of magnetic fluid behaviour is one of the key aspects of improving existing and developing new applications for this type of smart material. Some phenomena affecting the behaviour of magnetic fluids have not been fully explained, and a synthetic model to describe their behaviour has not yet been developed, so the research area of this type of substance is still an open chapter for materials science. The paper presents a description of the design of a test stand for examining the behaviour of magnetic fluids working in shear and compression (squeeze) flow modes. Test results are also shown, and attention is given to the problems encountered in developing measurement systems for determining the properties of fluids under magnetic field conditions.

PL

Zastosowanie cieczy magnetycznych w konstrukcji maszyn na skalę przemysłową jest faktem od ponad 20 lat. W szczególności ciecze magnetoreologiczne znalazły zastosowanie przede wszystkim w układach dyssypacji energii o sterowanych charakterystykach pracy. Dostępność cieczy oraz łatwość modelowania ich właściwości reologicznych (za pomocą pola magnetycznego) przyczynia się do tego, że ciągle poszukiwane są obszary efektywnego zastosowania tego typu substancji. Określenie właściwości oraz charakterystyk zachowania się cieczy magnetycznych jest jednym z kluczowych aspektów prowadzenia prac nad rozwojem istniejących i opracowywaniem nowych aplikacji tego typu cieczy. Dotychczas nie wyjaśniono w pełni wszystkich zjawisk mających wpływ na zachowanie się cieczy magnetycznych, jak również nie udało się opracować syntetycznego modelu pozwalającego opisać ich zachowania, z tego względu obszar badań tego typu substancji jest nadal otwartym rozdziałem dla nauk o materiałach. W pracy przedstawiono opis konstrukcji stanowiska do badania zachowania się cieczy magnetycznych pracujących w trybie ścinania i ściskania. Przedstawiono przykładowe wyniki badań oraz zwrócono uwagę na problemy występujące przy opracowywaniu układów pomiarowych do wyznaczania właściwości cieczy w warunkach oddziaływania pola magnetycznego.

7

Failure of magnetic fluid seals operating in water: preliminary conclusions

Matuszewski L.

Polish Maritime Research

|

2017

|

nr 2

113--120

EN

The article analyses properties of magnetic fluid seals installed in rotary sealing nodes which operate in the utility water environment. Seals of this type have been examined as a possible solution to the problem with ship manoeuvring propulsion sealing. The present analysis bases on laboratory durability tests of magnetic fluid seals exposed to longterm utility water loads, at different water pressures and shaft revolutions. The basic seal durability criterion was the number of revolutions made by the sealing node shaft until the appearance of water tightness loss (leakage). It was found that the main factor leading to the wear of the seal is the relative speed of the magnetic fluid with respect to that of the utility water, and this process is heavily affected by the pressure acting on the seal. The reported test results are presented in the form of diagrams showing the seal durability (time until water tightness loss) as a function of rotational speed. The curves shown in the diagrams are regular, with two different rotational speed ranges: the highspeed range, when the tightness loss is relatively fast, and the low-speed range, with a clear tendency to prolong the seal lifetime. These diagrams were given the name of durability curves of the MF seal operating in water. The results of the performed tests suggest formal similarity between the experimental data distribution concerning tightness loss processes occurring in magnetic fluid seals operating in water environment and metal fatigue processes. The article proposes a preliminary simplified durability model to describe the examined phenomenon.

8

Kinematically Excited Vibration of an Asymmetric Rotor/Bearing System With Magnetic Lubricant

Perek A., Kurnik W.

Machine Dynamics Research

|

2015

|

Vol. 39, No. 4

5-19

EN

The paper is concerned with transverse dynamics of a rigid rotor supported in a semi-active slide bearing lubricated with a magnetic fluid. Attention is focused on modeling and simulation of forced vibrations of an asymmetric rotor supported in a rolling bearing at one end and in a slide bearing, on the other one. The slide bearing is treated as a nonlinear flexible support with visco-elastic properties controlled by an external magnetic field via a ferrofluid used as a bearing lubricant. The considered dynamical system is a discrete model of real rotor of Rotor Kit RK-4 by Bentley Nevada, a laboratory device being used for educational and research purposes. The aim of the study is to find how a magnetically induced modification of the magnetic fluid affects the resonant behavior of the rotor under harmonic kinematic excitation by the rotor housing movement. Computer simulations are used to obtain resonant curves of nonlinear relative rotor/housing vibrations. The effects of magnetically controlled viscosity of the lubricant fluid are presented as changes of shape and maximum values of the resonant curves as well as a shift of the resonance zone in the excitation frequency domain.

9

Stanowisko do badania wzdłużnych łożysk ślizgowych smarowanych cieczami magnetycznymi

Salwiński J., Horak W., Szczęch M.

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2014

|

z. 83

243--249

PL

W ostatnich latach obserwuje się rozwój konstrukcji ślizgowych łożysk poprzecznych i wzdłużnych z cieczami magnetycznymi. Istotą działania tego typu łożysk jest utrzymywanie płynnego środka smarnego w bardzo wąskiej szczelinie łożyska za pomocą oddziaływania pola magnetycznego; w takich układach ciecz magnetyczna spełnia jednocześnie funkcję smarowania i uszczelniania łożyska. W artykule przedstawiono opis stanowiska badawczego przeznaczonego do badania wzdłużnych łożysk ślizgowych smarowanych cieczami magnetycznymi. Przedstawiono opis budowy stanowiska oraz charakterystykę możliwości pomiarowych.

EN

In recent years, there has been development of the structure of thrust bearing with magnetic fluids . The essence of this type of bearing is to maintain a liquid lubricant in a very narrow gap with magnetic fluid by a magnetic field. Such systems can act as the bearing lubrication and sealing. This paper presents description of the experimental apparatus for examination magnetic fluid lubricated thrust bearing. Description of the construction and characteristics of the measuring possibilities ware presented.

10

Needle type GMR sensor in biomedical applications

Kurnicki A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 3b

297--299

EN

This paper presents two biomedical applications in which a needle-type GMR sensor with spin valve was proposed to estimate magnetic fluid weight density inside large tumors and to detect magnetic field generated by low current signals in medicine. First application is hyperthermia therapy, a form of cancer treatment. In second application GMR needle-type sensor was used for measurement of magnetic field generated by nervous systems.

PL

Artykuł prezentuje dwie propozycje zastosowania czujnika GMR z zaworem spinowym: do estymacji ciężaru właściwego płynu magnetycznego doprowadzanego do komórek nowotworowych oraz do pomiaru pola magnetycznego generowanego przez przepływ prądu o małym natężeniu, zachodzący w zjawiskach medycznych. Pierwsza aplikacja dotyczy leczenia nowotworów metodą hipertermiczną. Druga aplikacja jest związana z pomiarem pól magnetycznych generowanych przez układ nerwowy.

11

Multi-stage magnetic-fluid seals for operating in water - life test procedure, test stand and research results. Part II Results of life tests of multi-stage magnetic - fluid seal operating in water

Matuszewski L.

Polish Maritime Research

|

2013

|

nr 1

39--47

EN

The edge criteria for magnetic-fluid seals durability research were described in previous article [24] and now the tests results are presented. The tests were made with three magnetic fluids using various magnets quantity in magnetic assemblies. If values obtained in the repeated test deviated by more than 10 % from results of the first test an additional control test was made for final characteristics. The characteristics are: critical pressure, critical motion velocity and working life of the seal. The test stands were prepared for particular seals dimensions and results of tests are presented in the form of tables, cross section draws and diagrams. In conclusion one can see that multi-stage magnetic-fluid seals could be efficiently used in water for rotating shaft seals in a limited range of motion velocity and cycles quantity. Nevertheless a particular applications can be provided by magnetic-fluid seals only.

12

Analiza możliwości zwiększenia nośności wzdłużnych łożysk ślizgowych smarowanych cieczami magnetycznymi

Salwiński J., Horak W., Szczęch M.

Mechanik

|

2013

|

R. 86, nr 12CD

28--35

PL

Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych rozkładów indukcji pola magnetycznego w modelowym łożysku wzdłużnym smarowanym cieczą magnetyczną, pracującym w warunkach oddziaływania pola magnetycznego. Modyfikując płaskie powierzchnie ślizgowe geometrii bazowej, uzyskano „piki” indukcji wpływające na efekt samouszczelnienia w łożysku, a przez to na jego nośność.

EN

The paper presents results of the numerical simulation of distribution the magnetic field induction inside thrust slide bearing gap lubricated with a magnetic fluid. The main aim of this work was to examine possibility of increase self-sealing effect by modification bearing surface. It has been shown that design of the groves or projections may locally increase magnetic field induction and thanks to that the self-sealing effect should by occur. Moreover, there is possibility to increase this effect by multiplication number of geometries.

13

Numerical simulation of anisotropic particles behavior in magnetic fluids

Barski M., Chwał M., Kędziora P.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2012

|

[R.] 18, nr 3

127-130

EN

The magnetic fluids consist of ferromagnetic particles immersed in a carried fluid. Under external magnetic field, these particles formulate the cluster structures inside the carried fluid. Usually, the isotropy of the magnetic permeability is assumed. As the result of computational simulation, the single, isolated thin chains of the particles are obtained. In the present work the influence of the local anisotropy of magnetic permeability on the final distribution of particles is discussed. Now the pattern of particles is more irregular and for the sufficient large value of volume fraction the clusters of particles can be observed. The Molecular Dynamic methods are applied. In order to describe the anisotropic properties of the effective magnetic permeability the matrix with dimension 3x3 is introduced. The values of the elements of the mentioned matrix are evaluated with aid of the numerical homogenization method. Further, the theoretical model of magnetic fluid, physical interactions acting on each particle taken under consideration and equation of motion is formulated.

PL

Płyn magnetyczny jest to zawiesina ferromagnetycznych cząstek w płynie nośnym. Pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego cząstki te formułują regularne struktury przypominające łańcuchy. W większości prac zakładana jest izotropia własności magnetycznych w otoczeniu pojedynczej cząstki. Jako rezultat symulacji uzyskać można proste, regularne łańcuchy cząstek. W obecnej pracy rozważano wpływ lokalnej anizotropii własności magnetycznych na ostateczny kształt struktury wewnętrznej. Obecnie wynik symulacji jest jakościowo inny. Struktury są nieregularne przez co bardziej przypominają te, jakie zaobserwować można w praktyce. Wykorzystano metodę dynamiki molekularnej. Do opisu anizotropii wykorzystano macierz współczynników, których wartości wyznaczono w oparciu o wyniki dokonanej wcześniej homogenizacji numerycznej. Przedstawiono również teoretyczny model cieczy magnetycznej oraz podstawowe rodzaje uwzględnionych oddziaływań.

14

Multi-stage magnetic-fluid seals for operating in water – life test procedure, test stand and research results. Part. I. Life test procedure, test stand and instrumentation

Matuszewski L.

Polish Maritime Research

|

2012

|

nr 4

62--70

EN

The edge criteria for magnetic-fluid seals durability research are critical for the seal’s technological usefulness. The magnetic fluid seal technology in water is much more difficult technological problem in comparison to gas or vacuum environment. There is always problem with immediate contact between magnetic fluid and the environmental uninspected liquids. In the paper are presented ways of experiments definitions carried out with multi-stage rotating magnetic fluid seal operating in permanent contact with utility water. The special test procedures have been elaborated and practically used, with the aim to define main characteristics of magnetic fluid seals. These characteristics were: critical pressure, critical motion velocity and working life of the seal. Some grades of commercial, silicon based magnetic fluids of hydrophobic properties were tested in sealing system. The test stand and its features as well as results of tests are presented in the form of tables, cross section draws and diagrams. In conclusion one can see that multi-stage magnetic-fluid seals could be efficiently used in water for rotating shaft seals in a limited range of motion velocity and work lasting.

15

Projekt i realizacja sprzęgła magnetoreologicznego ze wzbudzeniem hybrydowym

Kowol P., Pilch Z.

Napędy i Sterowanie

|

2012

|

R. 14, nr 7/8

78--83

PL

Sprzęgło, będące elementem układu napędowego, służące do łączenia wałów i przekazywania momentu obrotowego, składa się z członu czynnego – napędzającego – i członu biernego – napędzanego oraz z łącznika [1]. Łącznik rozumiany jest jako część (kilka części) lub jako czynnik, który określa sposób przekazania momentu oraz charakteryzuje sprzęgło. W sprzęgłach sterowanych elektromagnetycznie łącznik zmienia swoje parametry pod wpływem pola magnetycznego wytworzonego przez cewkę zasilaną prądem. Jednym z rodzajów sprzęgieł elektromagnetycznych są sprzęgła, w których łącznikiem (czynnikiem sprzęgającym) jest ciecz magnetoreologiczna.

EN

In the paper the properties of magnetorheological (MR) fluids and the principles of operations of magnetorheological clutch are described. The magnetorheological clutch with hybrid excitation is presented. Two types of design calculations – magnetic calculations and mechanical calculations – are described. The magnetic design calculations allow to determine geometric parameters of magnetic circuit: number of discs, their thickness and dimensions of the permanent magnet. Using the magnetic field distributions obtained from magnetic field calculations and catalog parameters of the magnetorheological fluid the clutching torque versus coil current TS(I) characteristic is determined. The mechanical calculations allow to verify correctness of the clutch construction – mainly geometric parameters of the shaft and discs. The prototype of the magnetorheological clutch, which is a final effect of the design calculations and constructional works, was researched on the dedicated test bench. The researches of the prototype of the magnetorheological clutch were related to measurements of static and dynamic states of the clutch work.

16

Stability and Resonant Behaviour of a Rotor in Slide Bearings with Bingham Fluid As a Lubricant

Perek A.

Machine Dynamics Research

|

2012

|

Vol. 36, No. 2

84-94

EN

The paper is concerned with a dynamic analysis of a rigid rotor supported in hydrodynamic bearings with rheological properties of the lubricant controlled by an external magnetic field. A fluid viscosity is an adaptive parameter, which controlled by the applied magnetic field, actively influence the dynamics of the rotor. Such an active lubricant can be identified with a magnetic fluid. Magnetic fluid as a suspension of sufficiently small ferro-particles can be treated as a homogenous substance, and used as a lubricating medium (Berkovsky et al., 1993, Miszczak and Wierzcholski). Due to magnetic interactions, it shows a non-Newtonian behaviour, which, with an appropriate synthesis of liquid, can be described by the Bingham model. In the following two effects of a magnetic fluid as a bearing lubricant are applied - increase of viscosity with the magnetic field and drop with the angular speed of the rotor. Both can be used to modify rotor dynamics to supply faster uplift to contactless rotation and desired resonant properties. Numerical simulations of nonlinear equations of the rotor transverse vibrations excited by unbalance forces show considerable influence of the magnetically controlled viscosity on the magnitude and position of the resonant zone. Magnetic field and shear rate- dependent effective lubricant viscosity influence the critical rotation speed of the rotor.

17

Life tests of a rotary single-stage magnetic-fluid seal for shipbuilding applications

Matuszewski Leszek, Szydło Zbigniew

Polish Maritime Research

|

2011

|

nr 2

51--59

EN

Use of the magnetic fluid seal technology in water is much more difficult technological problem in comparison to gas or vacuum environment. Some seals constructed up to time been are designed as hybrid, two stage sealing structures with shields or mechanical seals used as protection measures to the magnetic fluid seal. Anyway, there is always problem with immediate contact between magnetic fluid and the environmental liquid. In the paper are presented results of experiments carried out with one stage rotating magnetic fluid seal operating in immediate contact with utility water. The special test procedures have been elaborated and practically used, with the aim to define main characteristics of magnetic fluid seals and to simplify experiments. These characteristics were: critical pressure, critical motion velocity and working life of the seal. Four grades of commercial, silicon based magnetic fluids of hydrophobic properties were tested in a single stage sealing system. The results of tests are presented in the form of tables and diagrams. It is concluded that hydrophobic commercial magnetic fluids could be efficiently used in rotating shaft seals however in a limited range of motion velocity.

18

Symulacja drgań belki kompozytowej z cieczą magnetyczną

Lara-Prieto V., Kęsy Z., Parkin R., Jackson M., Silberschmidt V.

Mechanik

|

2010

|

R. 83, nr 1/S

255-262

PL

Przedstawiono obliczenia numeryczne wykonane za pomocą programu ANSYS 11.0, dotyczące wpływu natężenia pola magnetycznego na częstotliwość i amplitudę drgań wymuszonych belki kompozytowej z cieczą magnetyczną. Na podstawie wyników obliczeń stwierdzono, że aktywacja cieczy magnetycznej spowodowała 10-krotne zmniejszenie amplitudy drgań, przy której występuje amplituda maksymalna.

EN

In the paper harmonic analysis of a sandwich beam with magnetic fluid (MR) is undertaken with the ANSYS program. The purpose of this analysis is to simulate a MR sandwich beam to obtain its natural frequency and vibration amplitude with and without magnetic field. The beam is made out of the polyethylene terephthalate and the used MR fluid is AL 458, produced by Fraunhofer-ISC. The viscoelastic properties of the fluid, needed for calculations, were obtained with a plate-plate Anton Paar rheometer which has an adapted MR fluid device to generate a uniform and controlled magnetic field up to 1 Tesla in the fluid gap. From these measurements, the complex shear modulus G* was inputted in the ANSYS program to model the fluid as a viscoelastic solid. This parameter was introduced as frequency-dependent properties. For the harmonic analysis, a sinusoidal load of 13N was applied to the beam in the vertical direction. Then, the plot response vs. frequency was obtained. It have been noted that application of magnetic field caused significant influence on amplitude decreasing. In conclusion it was stated that MR fluid can be successfully applied in sandwich beams, but results of numerical calculation should be verified experimentally before practical application.

19

Badania właściwości cieczy magnetycznych

Kęsy Z.

Hydraulika i Pneumatyka

|

2009

|

nr 3

14-17

PL

Przedstawiono sposoby określania właściwości cieczy magnetycznej MRF-132AD. Charakterystyki reologiczne cieczy badano na reometrze Physica MCR 301 typu płytka - płytka. Oceniono także odporność tej cieczy na rozwarstwienie, będące skutkiem występowania przyspieszeń dośrodkowych podczas wirowania.

EN

In this paper testing methods of magnetic fluid MRF-132AD are presented. Rheological characteristics of the fluid with Physica MCR 301 rheometer plate-plate type were investigated. The resistance of that fluid for stratification, as a result of the centripetal acceleration during centrifugation has been assessed.

20

Soversenstvovanie konstrukcji kombinirovanyh magnitozidkostnyh germetizatorov, prednaznacennyh dla zameny beskontaktnyh uplotnenij

Vinogradov A., Radionov A., Kazakuca A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne

|

2008

|

Z. 10, Vol. 2

19-26

EN

The ways of improvement of combined magnetic fluid seals for bearing units are proposed. Some new models of large electric motors bearing units combined MFS are described.