Thermodynamische Eigenschaften magnetorheologischer Flüssigkeiten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Hartmut Janocha
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2006
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5380501

Aus breit angelegten Untersuchungen zu den makroskopischen Eigenschaften magnetorheologischer Flüssigkeiten geht hervor, dass MRF-Schwingungsdämpfern im Quetsch- und im Strömungsmodus relativ hohe Dissipationsenergien übertragen werden. Im Fall hoher Schwingungsfrequenzen resultiert hieraus eine Energieakkumulation, die u.U. eine unzulässige Erwärmung der Komponenten, speziell der MRF, zur Folge hat und damit deren Funktionsfähigkeit in Frage stellt [1]. Berechnungen hierzu scheitern jedoch daran, dass für magnetische Flüssigkeiten weder die spezifische Wärmekapazität Cp noch die Wärmeleitfähigkeit l bekannt sind. Cp und l stellen Funktionen der magnetischen Feldstärke H sowie der Temperatur T dar, hängen des Weiteren aber auch von der Konsistenz der betreffenden Suspensionen ab, also vom jeweiligen Charakter der verwendeten Basisflüssigkeit sowie der eingesetzten suspendierten Partikel, schließlich auch von deren Konzentration c. Wir möchten daher mit Hilfe geeigneter experimenteller Untersuchungen diejenigen thermodynamischen Zustands- bzw. Kenngrößen bestimmen, die es gestatten, technische Lösungsansätze auf Grundlage magnetischer Flüssigkeiten künftig zu erleichtern. Solche Kenngrößen sind die schon erwähnte spezifische Wärmekapazität und die Wärmeleitfähigkeit. Andererseits erlaubt die Kenntnis der spezifischen Wärme einer Suspension auch die Bestimmung ihrer Enthalpie oder der Enthalpieänderung mit der Temperatur, und damit wird bei bekanntem entropischem Verhalten auch eine Aussage zur freien Enthalpie G der magnetischen Flüssigkeit möglich. Aus der Änderung der freien Enthalpie lässt sich im Fall des thermischen Gleichgewichtes wiederum ein Ordnungsparameter bezüglich der Struktur der jeweiligen magnetischen Flüssigkeit als Funktion von H und T herleiten und damit ein Beitrag zur Beschreibung eines makroskopischen Modells gewinnen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1104: Kolloidale magnetische Flüssigkeiten: Grundlagen, Entwicklung und Anwendung neuartiger Ferrofluide
• Beteiligte Person: Dr. Peter Weißgerber