Hydrodynamic dispersion in capillary flow of magnetic fluids

Abstract

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.