Movimiento de un ferrofluido en un toroide de sección transversal cuadrada bajo la influencia de campos magnéticos rotativos

Resumen

Resumen: Este artículo incluye los principales resultados experimentales relacionados con el flujo axial de un ferrofluido debido a campos magnéticos rotativos y confinado en un circuito toroidal de sección transversal cuadrada. El prototipo incluye cuatro pares de bobinas ortogonales que rodean sendas porciones del circuito toroidal equiespaciadas. Los campos magnéticos inducidos establecen una onda de campo espacial giratoria en el volumen configurado por cada par de bobinas ortogonales, alimentadas con corrientes desfasadas 90° eléctricos. Esta onda a su vez, desarrolla un par magnético sobre las nanopartículas de magnetita, y que se cree, es el responsable del movimiento axial-circular del nanofluido a lo largo del recipiente toroidal.  Se realizaron experimentos con ferrofluidos a tres concentraciones de magnetita. Para cada caso se aplicaron diferentes densidades de campo magnético, pudiéndose conocer los valores de tensión y corriente para los cuales se presenta mayor movimiento longitudinal. También, se simuló este sistema utilizando software comercial para estimar las densidades de campo magnético, que fueron luego contrastadas frente a mediciones con sonda. Se observó que este movimiento puede ser descrito utilizando su analogía con un motor eléctrico de inducción monofásico. La diferencia básica con su análogo eléctrico radica en que el rotor en este caso, es un fluido con propiedades magnéticas y no un sólido compacto.