磁流体,又称磁性液体、铁磁流体或磁液,是一种新型的功能材料,它既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性。磁流体是由直径为纳米量级(10 nm以下)的磁性固体颗粒、基载液(也叫媒体)以及表面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状液体。该液体在静态时无磁性吸引力,当外加磁场作用时,才表现出磁性,正因如此,它才在实际中有着广泛的应用,在理论上具有很高的学术价值。由于磁流体具有液体的流动性和固体的磁性,使得磁流体呈现出许多特殊的磁、光、电现象,如法拉第效应、双折射效应和线二向色性等。这些性质在光调制、光开关、光隔离器和传感器等领域有着重要的应用前景,可广泛应用于各种苛刻条件的磁性流体密封、减震、医疗器械、声音调节、光显示、磁流体选矿等领域。

磁流体力学是结合经典流体力学和电动力学的方法,研究导电流体和磁场相互作用的学科,它包括磁流体静力学和磁流体动力学两个分支。磁流体静力学研究导电流体在磁场力作用于静平衡的问题;磁流体动力学研究导电流体与磁场相互作用的动力学或运动规律。磁流体力学通常指磁流体动力学,而磁流体静力学被看作磁流体动力学的特殊情形。

习　题

1-1　按连续介质的概念,流体微团(质点)是指(　　)。

A.流体的分子

B.流体内的固体颗粒

C.几何的点

D.几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体

1-2　单位质量力的国际单位是(　　)。

A.N B.m/s C.m/s2

1-3　与牛顿黏性定律直接有关的因素是(　　)。

A.切应力和压强B.切应力和剪切变形速度

C.切应力和剪切变形D.切应力和流速

1-4　水的动力黏度随温度的升高而(　　)。

A.增大B.减小C.不变D.不定

1-5　理想流体的特征是(　　)。

A.黏度是常数B.不可压缩C.无黏性D.符合p V=RT

1-6　什么是流体的黏性?动力黏度μ和运动黏度ν有何区别及联系?

1-7　图1-11所示为一水平方向运动的木板,其速度为1 m/s,平板浮在油面上,δ=10 mm,油的黏度μ=0.098 07 Pa·s,求作用于平板单位面积上的平均阻力。

1-8　如图1-12所示,一底面积为40 cm×45 cm,高为1 cm的木块质量为5 kg,沿着涂有润滑油的斜面等速向下运动,已知u=1 m/s,δ= 1 mm,求润滑油的动力黏度系数。

1-9　空气中水滴直径为0.3 mm时,其内部压力比外部大多少?

1-10　图1-13所示为插入水银中的两平行玻璃板,板间距δ= 1 mm,水银在空气中的表面张力σ=0.514 N/m,与玻璃的接触角θ= 140°,水银密度ρ=13 600 kg/m3。试求玻璃板内外水银液面的高度差h。