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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.18.2017.tde-05042017-112949
Document
Author
Full name
Luciano Pires Aoki
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2017
Supervisor
Committee
Catalano, Fernando Martini (President)
Duarte, Ulysses Rondina
Izola, Dawson Tadeu
Missiato, Osvaldo
Silveira, Zilda de Castro
Title in Portuguese
Magnetohidrodinâmica aplicada a um veículo de densidade relativa unitária
Abstract in Portuguese
O projeto destinou-se à pesquisa e produção experimental de um modelo de veículo aquático movido a propulsão eletromagnética, vinculando o projeto, portanto, à magnetohidrodinâmica (MHD). O veículo enquadrou-se na categoria de um ROV (remotely operated vehicle), ou veículo operado remotamente, pois suas instruções de propulsão, fornecidas pela fonte de tensão variável (0 V – 80 V), encontraram-se fora do ambiente de atuação do veículo. Os propulsores foram conectados a eletrodos de cobre com dimensões de 0,15 cm por 0,40 cm, por onde se faz passar uma corrente contínua que interagiu com um campo magnético uniforme de 0,4 T, produzindo forças eletromagnéticas ou forças de Lorentz, que impulsionam o fluido em volta e consequentemente o veículo. O movimento almejado foi o deslocamento vertical, uma vez que tal comportamento não foi encontrado em literatura. Juntamente com seu movimento, dados de velocidade e força propulsiva foram obtidos, chegando-se a valores de 1 m/s e 0,4 N respectivamente. Analisando os propulsores, obteve-se resultados interessantes quanto ao desempenho, tensão de trabalho, potência produzida pela fonte e potência consumida pelos propulsores indicando que os mesmos perdem eficiência para tensões muito altas.
Title in English
Magnetohydrodynamics applied to a vehicle of unitary relative density
Keywords in English
Electromagnetic propulsion
Lorentz forces
Magnetohydrodynamic
MHD
ROV
Abstract in English
The Project was intended for research and experimentation of a watercraft model powered by electromagnetic propulsion, linking the project, therefore, to the magnetohydrodynamics (MHD). The vehicle falls into the category of Remotely operated vehicle (ROV) since the provided voltage source; a variable direct current DC 0V – 80V) is outside the vehicle's operating environment. The thruster was connected to the copper electrodes with dimensions of 0,15 cm and 0,40 cm, where a direct current interacted with the 0,4 T uniform magnetic field, creating electromagnetic forces or Lorentz forces, moving the fluid and the vehicle. The desired movement was vertical, since such behavior was not found in the literature. Within the movement, velocity and propulsion data were collected, 1 m/s and 0,4 N respectively. Analyzing the thrusters, interesting results were obtained with relation to efficiency, working voltage, output voltage source power and thruster's power comsuption showing loss efficiencies for high voltages.
 
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Publishing Date
2017-04-20
 
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