Magnetohidrodinâmica incompressível de fluidos condutores em escoamentos laminares internos

Abstract

Neste trabalho, propõe-se examinar escoamentos internos de fluidos eletricamente condutores sob a ação de um campo magnético uniforme e transversal aplicado, tanto do ponto de vista teórico quanto utilizando experimentos com microescoamentos em tubo capilar. As equações governantes baseadas nas equações de Maxwell para a magnetohidrodinâmica (MHD) e na de Navier-Stokes com força de campo de Lorentz são descritas em termos de quantidades adimensionais para os casos de geometria de placas paralelas e em tubo capilar, determinando assim os parâmetros físicos adimensionais relevantes no presente estudo de magnetohidrodinâmica. Posteriormente, essas equações governantes adimensionais são resolvidas e soluções analíticas exatas para o perfil de velocidades, para a densidade de fluxo magnético e para a viscosidade efetiva são desenvolvidas e discutidas. Em adição, descreve-se a bancada experimental do tipo bomba de seringa que possibilita a realização do experimento com escoamentos magnetohidrodinâmicos em tubos capilares. Resultados experimentais são obtidos a partir da metodologia experimental apresentada. Compara-se resultados teóricos e dados experimentais do incremento magnetohidrodinâmico da viscosidade efetiva e observa-se uma excelente concordância quantitativa dentro das barras de erro experimentais. Por fim, descreve-se o tema de dispersão induzida por cisalhamento em escoamentos magnetohidrodinâmicos incompressíveis na presença de estruturas cristalinas em solução de cloreto de sódio, o qual pretende-se explorar em trabalhos futuros.