Escoamento de fluidos magnéticos em tubo capilar : teoria e experimento

Abstract

O presente projeto visa investigar o escoamento de fluidos magnéticos em geometria axissimétrica tanto do ponto de vista teórico como experimental. Os experimentos serão realizados por meio do escoamento em tubo capilar, em regimes de baixo números de Reynolds, instalado numa bancada do tipo bomba de seringa. Os modelos teóricos propostos são resolvidos com um método de solução baseado em expansões assintóticas regulares bem como por integração numérica com discretização do domínio. As equações governantes são adimensionalizadas de forma apropriada para a identificação dos parâmetros físicos adimensionais do problema como o número de Péclet, a fração volumétrica de partícula e o parâmetro adimensional de campo efetivo aplicado. Os resultados teóricos de perfis de velocidade, perfis de magnetização e quantidades mais globais do escoamento como a viscosidade relativa e a viscosidade aparente na parede serão comparados com as medidas experimentais da bancada bomba de seringa. Observou-se uma boa concordância da solução numérica com os resultados experimentais mediante uma calibração dos parâmetros. Uma comparação com medidas experimentais em um rêometro de disco rotativo indicou concordância no regime de campos fracos. Para campos moderados, verificou-se um menor efeito magnetoviscoso no tubo capilar, indicando a presença de efeitos decorrentes do gradiente de taxa de cisalhamento.