Uma investigação numérico-teórico-experimental sobre o fenômeno da convecção termo-magnética

• Processo: 17/05643-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2019
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Rafael Gabler Gontijo
• Beneficiário: Rafael Gabler Gontijo
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Erick de Moraes Franklin ; Francisco Ricardo da Cunha
• Assunto(s): Ferrofluidos Magnetohidrodinâmica Processos de magnetização Convecção termomagnética Simulação numérica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Convecção no interior de cavidades | Convecção termo-magnética | Dinâmica de magnetização | Ferrohidrodinâmica | fluidos magnéticos | Simulação Numérica | Mecânica dos Fluidos e Transferência de calor

Resumo

Um fluido magnético, ou ferrofluido, é uma suspensão coloidal líquido-sólido composta porum líquido base Newtoniano acrescido de partículas nanométricas de material ferromagnético. A estabilidade do material contra a formação de agregados e consequente sedimentação diferencial é garantida com a inserção de macromoléculas de material polimérico que aderem à superfície das partículas e atuam como nano-molas repulsoras, inibindo a formação de aglomerados de partículas. Desde sua descoberta em meados dos anos 60, esta nova classe de materiais tem sido utilizada em diversas aplicações de interesse industrial. Essas aplicações vão desde o desenvolvimento de novas técnicas para tratamento de tumores (magnetohipertermia) ao desenvolvimento de sistemas de resfriamento através da convecção termo-magnética, foco deste projeto. Diferentemente da convecção natural, largamente estudada desde o século XIX, a convecção termo-magnética ocorre quando um ferrofluido estratificado é submetido a um gradiente de campo magnético. Estima-se que seja possível aumentar em até 20% as taxas de troca de calor no interior de uma cavidade contendo um fluido magnético devido à esse mecanismo com a adição de apenas 0.5% de partículas magnéticas (em volume) e um campo aplicado de 300 G. Apesar de promissora, o uso da técnica para aplicação em problemas práticos carece de melhor compreensão sobre seus detalhes operacionais, bem como das equações de balanço que descrevem a física desta classe de escoamentos. Esse trabalho objetiva investigara convecção termo-magnética tanto do ponto de vista experimental/operacional quanto do ponto de vista numérico/teórico a fim de que esse conhecimento possa ser utilizado no desenvolvimento de novas tecnologias aplicadas à trocadores de calor. (AU)

Publicações científicas

(7)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

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DE CARVALHO, DOUGLAS DANIEL; CUNHA, FRANCISCO RICARDO; GONTIJO, RAFAEL GABLER. Analysis of magnetic fluid displacement in capillaries. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 42, n. 1, DEC 9 2019. (17/05643-8)

GONTIJO, R. G.. Heat transfer increase for a laminar pipe flow of a magnetic fluid subjected to constant heat flux: An initial theoretical approach. MECHANICS RESEARCH COMMUNICATIONS, v. 91, p. 27-32, JUL 2018. (17/05643-8)