Enseñanza

Fluido magneto–reológico bajo perturbaciones magnéticas

U. Sandoval^a, J. L. Carrillo^a y F. Donado^b

^a Instituto de Física de la Universidad Autónoma de Puebla, Apartado Postal J–48, Puebla 72570, Puebla, México.

^b Instituto de Ciencias Básicas e Ingeniería de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo–AAMF, Pachuca 42184, Pachuca, México, e–mail: fernando@uaeh.edu.mx.

Recibido el 7 de octubre de 2009
Aceptado el 18 de febrero de 2010

Resumen

Estudiamos una dispersión diluida de micropartículas magnéticas en un aceite mineral cuando se encuentra en presencia simultánea de un campo magnético estático y de un campo magnético senoidal de baja amplitud, que consideramos como perturbación, transversal al campo estático. Observamos que se forman cadenas de partículas que oscilan lateralmente respecto a la dirección definida por el campo estático. Este movimiento inducido por la perturbación incrementa la rapidez de la agregación de partículas, produciendo cadenas más largas en menor tiempo en comparación con el caso de usar solamente un campo estático. Encontramos que la viscosidad efectiva como función del tiempo es notablemente afectada por la perturbación. Discutimos cualitativamente las mediciones de viscosidad efectiva en términos de la longitud promedio de las cadenas. Encontramos que al variar la frecuencia, el sistema exhibe un comportamiento crítico tanto en la longitud promedio como en la viscosidad efectiva. Se propone una explicación de este comportamiento en términos de la razón entre la fuerza viscosa y la fuerza magnética.

Descriptores: Fluido magneto–reológico; magnetita mineral; viscosidad efectiva.

Abstract

We study a dilute dispersion of magnetic microparticles in mineral oil when it is simultaneously under a static magnetic field and an alternating magnetic field of low amplitude, considered as perturbation, transversal to the static field. We observed the formation of chains of particles that oscillate laterally respect to the direction define by the static field. The induced movement by the perturbation enhance the aggregation particles speed, forming longer chains at a define time in comparison when it is used only the static field. We found the effective viscosity as a function of time is notable effected by the magnetic perturbation. We discuss qualitatively the viscosity measurements in terms of the average length of the chains. We found the system exhibits a critical behavior in the average length and the effective viscosity when varying the frequency. It is proposed an explanation of the critical behavior in terms of the ratio between the drag force and the magnetic force.

Keywords: Magnetorheological fluid; mineral magnetite; effective viscosity.

PACS: 61.43.Hv; 45.50.–j; 83.80.Gv

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Agradecimientos

Se agradece el apoyo de CONACYT, convenio 80629.

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