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metadata.dc.type: Trabalho de Conclusão de Curso
Title: Influência da potência magnética no aquecimento e vaporização de Ferrofluido combustível
metadata.dc.creator: Zorzo, Régis
metadata.dc.contributor.advisor1: Cristaldo, César Flaubiano da Cruz
metadata.dc.description.resumo: Este trabalho apresenta um modelo de aquecimento magnético aplicado em ferrofluido combustível. Esse processo consiste na geração de energia por dissipação viscosa ocasionada pela rotação de nanopartículas magnética dentro do fluido sob a influência de um campo magnético alternado. Esse processo vem sendo estudado como um método de melhorar o processo de a combustão, devido ao aumento da taxa de vaporização do combustível. Os modelos matemáticos que descrevem esse processo, até então, consideram a influência de um campo magnético de alta potencia agindo em uma gota de ferrofluido. Nesses casos, há a formação de uma camada limite térmica próxima a superfície da gota e a solução é obtida reescalando as equações no tempo e no espaço. Desse modo, o efeito geométrico (curvatura da gota) se torna desprezível e assim, a solução é obtida em coordenadas retangulares. Tendo em mente que a condição de campo magnético de baixa potência foi pouco explorada, além de ser mais viável construtivamente, o objetivo do presente estudo é estender a análise dos efeitos do aquecimento magnético em gotas de ferrofluido para o caso de campo magnético de ordem unitária. Para tanto, as equações de conservação de massa, energia e espécies químicas são solucionadas numericamente, em coordenadas esféricas. A variação da potência magnética se dá por meio de um parâmetro magnético, o qual é um conjunto de propriedades do campo magnético. Nesse trabalho, compara-se grandezas como a evolução do perfil de temperatura, taxa de vaporização, variação do raio da gota e tempo de aquecimento (tempo para atingir a temperatura de ebulição), para diferentes parâmetros e frequências magnéticas. Constata-se que o aquecimento magnético ainda exerce grande influência no caso de parâmetro magnético Pm de ordem unitária, percebendo que com o aumento desse parâmetro a temperatura de ebulição passa a ser atingida no interior da gota, ocasionando grandes diminuições no tempo de aquecimento e elevadas taxas de vaporizações.
Abstract: This works refers to the process of magnetic heating applied in a ferrofluid fuel. This process consists in the generation of energy by viscous dissipation caused by the movement of nanoparticles under the influence of an alternated magnetic field. This process is being studied as a method of improve the combustion, due to the increase caused in the fuel vaporization rate. The mathematical models that describe this process, until now, considerate the influence of a high power magnetic fled acting in a ferrofluid droplet. In those cases, there is the formation of a thermal boundary layer close to the droplet surface, and the solution is obtained rescaling the equations on time and space. By this way, the geometrical effect (droplet curvature) becomes negligible and the solution is obtained in rectangular coordinates. Considering that the low power magnetite field was not well explored, and that it is more viable, the objective of this study is to extend the analysis of the effects of the magnetic heating in ferrofluid droplets to the case of unitary order magnetic field. For this, the mass, energy and chemical species conservation equations must be numerically solved, in spherical coordinates. The magnetic power variation is given by a magnetic parameter, which is the set of the magnetic field proprieties. In this work, it is compared values as the temperature distribution evolution, vaporization rate, droplet radius variation and heating time (time to the droplet reach the ebullition temperature), for different magnetic parameter and frequency. It is observed that the magnetic heating still influencing strongly in the case of Pm of unitary order, noting that with the increase of Pm, the ebullition temperature is obtained in the interior of the droplet causing great diminution of the heating time and high vaporization rate.
Keywords: Engenharia mecânica
Potência magnética
Ferrofluidos
Mechanical Engineering
Magnetic power
Ferrofluids
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pampa
metadata.dc.publisher.initials: UNIPAMPA
metadata.dc.publisher.department: Campus Alegrete
Citation: ZORZO, Régis. Influência da potência magnética no aquecimento e vaporização de Ferrofluido combustível. 70p. 2016. Trabalho de Conclusão do Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Pampa, Campus Alegrete, Alegrete, 2016.
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
URI: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/1851
Issue Date: 2-Dec-2016
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