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Hydrodynamic dispersion in capillary flow of magnetic fluids

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2021.

Main Author: Sinzato, Yuri Zeniti
Other Authors: Cunha, Francisco Ricardo da
Format: Dissertação
Language: Inglês
Published: 2021
Subjects:
Ferrofluido
Dispersão hidrodinâmica
Escoamento em capilar
Efeito magnetovicoso
Online Access: https://repositorio.unb.br/handle/10482/40974
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id ir-10482-40974
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spelling ir-10482-409742021-05-20T20:11:18Z Hydrodynamic dispersion in capillary flow of magnetic fluids Dispersão hidrodinâmica em escoamento capilar de fluidos magnéticos Sinzato, Yuri Zeniti Cunha, Francisco Ricardo da yuri.zeniti@gmail.com Ferrofluido Dispersão hidrodinâmica Escoamento em capilar Efeito magnetovicoso Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2021. O presente trabalho apresenta uma investigação teórica e experimental da influência do dispersão hidrodinâmica na reologia de suspensões magnéticas. Uma geometria capilar é considerada, na qual um ferrofluido diluído escoa sob a ação de um campo magnético longitudinal. Assume-se que a dispersão hidrodinâmica é originada na rugosidade ou não esfericidade das partículas. Um nova solução assintótica é calculada para o regime de escoamentos fracos. Os resultados numéricos indicam que o fluxo dispersivo por gradiente de taxa de cisalhamento produz uma migração de partículas em direção ao centro do tubo. No caso de partículas lisas elipsoidais, dois claros regimes são identificados de acordo com os parâmetros adimensionais. Os resultados teóricos trazem esclarecimentos sobre a reologia de ferrofluidos em escoamentos quadráticos, especialmente sobre suspensões destinadas a aplicações biomédicas. Os resultados experimentais, embora não sejam conclusivos quanto à influência da dispersão hidrodinâmica, mostram que a formação e quebra de agregados é determinante para o efeito magnetoviscoso de ferrofluidos comerciais. Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). The present work performs a theoretical and experimental investigation of the influence of a shear-induced dispersion on the rheological response of a magnetic suspension. A capillary geometry is considered, in which a dilute ferrofluid flows under the action of a longitudinal applied magnetic field. The shear-induced dispersion is assumed to be originated either on the particle’s rugosity or non-sphericity. A new asymptotic solution for the limit of weak flows is presented. The numerical results indicate that the dispersive flux by shear rate gradient produces a particle migration towards the center of the tube. In the case of smooth ellipsoidal particles, two clear regimes can be identified according to the non-dimensional physical parameters. The theoretical results provide useful insights into the rheology of ferrofluids in quadratic flows, especially to suspensions designed for biomedical applications. The experimental measurements, although they are not conclusive to the influence of the hydrodynamic dispersion, indicate that the formation and break-up of chains largely affect the magnetoviscous effect of commercial ferrofluids 2021-05-20T20:11:18Z 2021-05-20T20:11:18Z 2021-05-20 2021-01-14 Dissertação SINZATO, Yuri Zeniti. Hydrodynamic dispersion in capillary flow of magnetic fluids. 2021. xvii, 99 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2021. https://repositorio.unb.br/handle/10482/40974 Inglês Acesso Aberto A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data. application/pdf
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