Efecto de couple stresses y esfuerzos asimétricos en el flujo de un ferrofluidos impulsado por un campo magnético rotativo en un canal
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Date
2015
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
Los ferrofluidos son un claro ejemplo de fluidos estructurados; cuyo comportamiento reológico está influenciado por fuerzas de polarización magnética. Adicionalmente, los ferrofluidos se caracterizan por un tensor de esfuerzos asimétrico cuando están bajo la acción de un campo magnético et al. (2006), donde se reportan resultados experimentales para el flujo de un ferrofluido de carácter superficial, impulsado por un campo magnético rotativo uniforme en un canal circular de sección transversal cuadrada. En el presente trabajo se obtiene una solución numérica para el flujo de un ferrofluido en esta geometría particular, considerando el efecto de difusión del momento angular interno; descrito por el tensor de esfuerzos "couple stresses" y cuantificado por el coeficiente fenomenológico "spin viscosity". Se obtuvieron soluciones numéricas tanto para el flujo de un ferrofluido en un ducto como en un canal de sección transversal cuadrada. Las soluciones numéricas obtenidas mostraron que el flujo de ferrofluidos en un ducto se genera sólo en caso de que exista difusión del momento angular interno (spin viscosity). En cuanto a los resultados obtenidos en el canal, inclusive para el caso de "spin viscosity" cero es posible generar flujo de un ferrofluido de carácter superficial; a causa de la discontinuidad del tensor de esfuerzos "couple stresses" y el tensor de esfuerzos antisimétricos a través de la interfase ferrofluido/aire. Por otra parte, se encontró que la magnitud del flujo en canal era mayor cuando el parámetro de flujo "spin viscosity" era tomado como cero; lo cual puede ser explicado por la competencia entre el mecanismo de flujo volumétrico y superficial. Finalmente, para las mismas condiciones de intensidad y frecuencia del campo magnético, la magnitud del flujo en el canal fue un poco mayor que la del ducto. _____________________________________________
Description
Keywords
Ferrofluido, Spin Viscosity, Couple Stresses, Canal, Ducto, Campo Magnético