بررسی جریان لغزشی گازی بواسطه خزش حرارتی درون میکروکانال

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب

2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی

چکیده

امروزه کاهش مصرف انرژی اهمیت روزافزونی پیدا کرده است و همسو با تلاش در جهت افزایش کارایی سیستم‌ها و کاهش قیمت تولید، تقاضا برای ساخت تجهیزات در ابعاد کوچک‌تر، رو به گسترش می‌باشد. در این میان میکروکانال‌ها که در طیف وسیعی از تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرند از این قاعده مستثنی نبوده و تحقیقات گسترده‌ای در این راستا صورت پذیرفته است. این تحقیقات در زمینه میکروکانال‌ها به بررسی نحوه عبور سیال و معادلات حاکم بر جریان می‌پردازد. در جداره‌های کانال با ابعاد میکرون، اغلب با پدیده‌های پرش حرارتی و لغزش سرعت مواجه می‌شویم. در نتیجه وجود این پدیده‌ها در نواحی نزدیک به دیواره کانال، دیگر قادر به استفاده از معادلات ناویر-استوکس و انرژی که در ابعاد ماکرو به کار می‌روند نخواهیم بود و نیاز است تا شرایط مرزی جدیدی در راستای تحلیل صحیح جریان بکار برده شود. در این مقاله سعی بر آن است تا پارامترهای موثر و معادلات حاکم بر رژیم‌های گوناگون معرفی گردند، همچنین به معرفی عدد نادسن که در تقسیم‌بندی رژیم‌های مختلف جریان نقش بسزایی ایفا می‌کند پرداخته و از این میان به بسط و توصیف رژیم جریان لغزشی، یکی از پرکاربردترین رژیم‌های حاکم بر میکروکانال‌ها خواهیم پرداخت و در نهایت معادلات حاکم بر این رژیم به همراه شرایط مرزی موجود همچون لغزش سرعت و پرش حرارتی معرفی خواهند شد. در پایان نیز به معرفی پدیده خزش حرارتی پرداخته و نشان داده خواهد شد که چگونه بدون داشتن اختلاف فشار، تنها با بهره از گرادیان دمایی قادر به برقراری جریان در طول کانال خواهیم بود.

کلیدواژه‌ها