Original title: Koncept chladicího systému vozidla poháněný magnetickými silami
Translated title: Concept of a vehicle cooling system powered by magnetic forces
Authors: Dufka, Jiří ; Beran, Martin (referee) ; Bazala, Jiří (advisor)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2026
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [eng] [cze]
Tato bakalářská práce se zabývá návrhem, realizací a experimentálním ověřením inovativního konceptu chladicího systému vozidla využívajícího magnetické síly k pohonu pracovní kapaliny. Cílem práce je prozkoumat možnosti termomagnetické konvekce a ověřit potenciál ferrofluidu s magnetickými nanočásticemi (Fe3O4) jako pokročilého teplonosného média, které by umožnilo bezčerpadlovou cirkulaci. V rešeršní části jsou popsány fyzikální principy magnetických kapalin, jejich stabilit a vliv Curieovy teploty. Praktická část je věnována konstrukci testovacího okruhu a následnému měření přenosu tepla. Experimentální výsledky potvrdily, že aplikace vnějšího magnetického pole vyvolává nucenou cirkulaci ferrofluidu (termomagnetický pohon), avšak tento jev je silně závislý na geometrické složitosti a hydraulickém odporu okruhu. Při testování systému s pomocným mechanickým čerpadlem byl navíc identifikován anomální nelineární nárůst tepelného výkonu o 41,2 % (z 228 W na 322 W) při kritické objemové koncentraci nanočástic 3,7 %. Tento skok je vysvětlen vznikem perkolačních struktur, které dramaticky zvyšují efektivní tepelnou vodivost média. Získané poznatky ukazují na potenciální využití ferrofluidů pro bezhlučné a vysoce efektivní chlazení specifických komponent v automobilovém průmyslu. This bachelor's thesis deals with the design, implementation, and experimental verification of an innovative vehicle cooling system concept that utilizes magnetic forces to drive the working fluid. The aim of the thesis is to investigate the possibilities of thermomagnetic convection and to verify the potential of a ferrofluid containing magnetic nanoparticles (Fe3O4) as an advanced heat transfer fluid that would enable pumpless circulation. The literature review describes the physical principles of magnetic fluids, their stability, and the influence of the Curie temperature. The practical part is dedicated to the construction of a testing circuit and the subsequent measurement of heat transfer. The experimental results confirmed that the application of an external magnetic field induces forced circulation of the ferrofluid (thermomagnetic drive); however, this phenomenon is strongly dependent on the geometric complexity and hydraulic resistance of the circuit. Furthermore, during testing of the system with an auxiliary mechanical pump, an anomalous non-linear increase in thermal power of 41,2 % (from 228 W to 322 W) was identified at a critical nanoparticle volume concentration of 3,7 %. This sharp increase is explained by the formation of percolating structures that dramatically enhance the effective thermal conductivity of the medium. The acquired findings point to the potential use of ferrofluids for noiseless and highly efficient cooling of specific components in the automotive industry.
Keywords: chladicí systém vozidla; dynamická viskozita; Fe3O4; ferrofluid; magnetické nanočástice; perkolace; tepelný výkon; termomagnetická konvekce; dynamic viscosity; Fe3O4; ferrofluid; magnetic nanoparticles; percolation; thermal power; thermomagnetic convection; vehicle cooling system

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/257066

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-774331


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses