Construção de uma bancada didática para o estudo do fenômeno de magnetohidrodinâmica
| dc.contributor.advisor-co1 | FONSECA, Wellington da Silva | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5066230825214516 | |
| dc.contributor.advisor-co1ORCID | https://orcid.org/0000-0002-2602-1964 | |
| dc.contributor.advisor1 | SOUSA, Antonio Roniel Marques de | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6653575772349445 | |
| dc.contributor.advisor1ORCID | https://orcid.org/0009-0002-0298-486X | |
| dc.creator | `LIMA JÚNIOR, Damasio Alves de | |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/3614904422719190 | |
| dc.creator.ORCID | **** | |
| dc.date.accessioned | 2026-04-28T18:18:09Z | |
| dc.date.available | 2026-04-28T18:18:09Z | |
| dc.date.issued | 2026-02-20 | |
| dc.description.abstract | The phenomenon of magnetohydrodynamics (MHD) consists of the interaction between the flow of a conductive fluid and an external magnetic field, thereby altering the value of both and demonstrating a relationship between fluid dynamics and electromagnetic phenomena. The study of this phenomenon began in the 20th century with the work of Alfvén and Hartmann, and has been widely used in industry, metallurgy, and mining, as well as in academia, in the study of nanofluids and gas-insulated electrical equipment. Because it is based on the NavierStokes equation and Maxwell's equations, the MHD phenomenon does not have an analytical solution, thus making it difficult to teach. In this context, an MHD Teaching Bench was developed, with a tool to simulate and demonstrate the behavior of magnetohydrodynamics in a more playful way for students and teachers. Thus, the bench was divided into two different systems. The first is the hydraulic system, consisting of an acrylic duct responsible for the flow of the conductive fluid to be studied, and two 1.4T neodymium magnets positioned on the sides of the duct, thus generating an external magnetic field to interact with the fluid. The system also consists of a water pump for pumping the fluid. The second system on the bench is the electronic system, consisting of four sensors, two flow sensors for measuring speed, and two Hall effect sensors, responsible for measuring the variation in magnetic flux density. These sensors are connected to an ESP-32, which uses IoT (Internet of Things) technology to display the dataread by the sensors on a dashboard, updated in real time, with theaim of demonstrating MHD behavior in a more practical way. In order to validate the operation of the bench, experiments were carried out with two different solutions, using NaCl in one and CH3COONa in the other. Computational simulations were also performed using the Finite Volume Method in OpenFoam software to compare the magnetic flux velocity and density data obtained during the bench experiments. The results obtained showed that the MHD Teaching Bench is capable of representing the phenomenon of agnetohydrodynamics in a more didactic way, thusenabling its use as a teaching tool. | |
| dc.description.resumo | 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. | |
| dc.identifier.citation | LIMA JÚNIOR, Damasio Alves. Construção de uma bancada didática para o estudo do fenômeno de magnetohidrodinâmica. Orientador: Antonio Roniel Marques de Sousa . 2026. 66 f. Trabalho de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica e Biomédica) – Faculdade de Engenharia Elétrica e Biomédica, Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2026. Disponível em: https://bdm.ufpa.br/handle/prefix/9498 . Acesso em:. | |
| dc.identifier.uri | https://bdm.ufpa.br/handle/prefix/9498 | |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.source | 1 CD-ROM | pt_BR |
| dc.source.uri | Disponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br | |
| dc.subject | Magnetohidrodinâmica | |
| dc.subject | Simulação Computacional | |
| dc.subject | Volumes Finitos | |
| dc.subject | Magnetohydrodynamics | |
| dc.subject | Computational Simulation | |
| dc.subject | Finite Volumes | |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA | |
| dc.title | Construção de uma bancada didática para o estudo do fenômeno de magnetohidrodinâmica | |
| dc.type | Trabalho de Curso - Graduação - Monografia | pt_BR |