Construção de uma bancada didática para o estudo do fenômeno de magnetohidrodinâmica

O fenômeno da Magnetohidrodinâmica (MHD) consiste na interação que o escoamento de um fluido condutor tem com um campo magnético externos, alterando desta forma o valor de ambos e demostrando uma relação entre os fenômenos de dinâmica dos fluidos e eletromagnéticos. O estudo desse fenômeno se deu inicialmente durante o século XX com os trabalhos de Alfvén e Hartmman, e vem sendo amplamente utilizado tanto no meio industrial, como na metalurgia e mineração, quanto no meio acadêmico, no estudo de nanofluidos e no estudo de equipamentos elétricos isolados a gás. Devido ser baseados na equação de NavierStokes e das equações de Maxwell, o fenômeno de MHD não possuindo, desta forma, uma solução analítica dificultando assim o seu ensino. Neste contexto, foi desenvolvido uma Bancada Didática de MHD, com ferramenta para simular e demostrar o comportamento da magnetohidrodinâmica de uma forma mais lúdica para alunos e professores. Desta forma, a bancada foi dividida em dois sistemas diferentes. Sendo o primeiro, o sistema hidráulico, composto por um duto de acrílico responsável pelo escoamento do fluido condutor que será estudado, e por dois imãs de neodimel de 1.4T posicionados nas laterais do duto, gerando desta forma um campo magnético externo para interagir com o fluido, o sistema também é composto por uma bomba d’agua para o bombeamento do fluido. O segundo sistema da bancada é o sistema eletrônico, composto por quatro sensores, sendo dois sensores de fluxo, para medição da velocidade, e dois sensores de efeito hall, responsáveis por medir a variação de densidade de fluxo magnético, estes sensores são conectados a uma ESP-32, que utiliza tecnologia IoT (Internet of Things) para apresentar em um dashboard apresentando os dados lidos nos sensores, atualizados em tempo real, com o intuído de demostrar de maneira mais prática o comportamento de MHD. Com o intuído de validar o funcionamento da bancada foram realizados experimentos com duas soluções diferentes utilizando em uma NaCle CH3COONa em outra, foram realizadas ainda simulações computacionais por meio do Métodosde volumes Finitos no software OpenFoam, para comparar os dados de velocidade e de densidade de fluxo magnético obtidos durante os experimentos na bancada. Com os resultados obtidos foi possível observar que a Bancada Didática de MHD é capaz de representar o fenômeno de Magnetohidrodinâmica de uma maneira mais didática, possibilitando desta forma a sua utilização como uma ferramenta de ensino.