Измерване на масовия поток през правоъгълен микроканал от хидродинамичен до почти свободен молекулярен

Мустафа Хадж Начер, 1, Ирина Граур, 2 и Пиер Перие, 3

микроканал

Университет на Прованс - Ecole Polytechnique Universitaire de Marseille, Департамент по енергийна механика, UMR CNRS 6595, 5 rue Enrico Fermi, 13453 Marseille cedex 13, Франция

Дебитът на масовия поток през микроканали с правоъгълно напречно сечение се измерва за широк диапазон на числото на Кнудсен (0,0025-26,2) при изотермични стабилни условия. За измерванията се използва експерименталната техника, наречена „Метод с постоянен обем“. Този метод се състои в измерване на малките вариации на налягането в резервоарите нагоре и надолу по течението на микроканала. Измерванията на масовия дебит се извършват за три газа (хелий, азот и аргон). Вътрешните повърхности на микроканала са покрити с тънко златно покритие със средна грапавост, характеризиращо се с Ra = 0.87nm (RMS). Подходът на континуума (уравнения на Навие-Стокс), свързан с граничното условие за плъзгане на скоростта от първи ред, беше използван в режима на приплъзване (числото на Кнудсен варира от 0,0025 до 0,1). Изведени са експерименталното приплъзване на скоростта и коефициентите на акомодация въз основа на кинетичното гранично условие на Максуел. В преходния и почти свободния молекулярен режим се използва линеаризиран кинетичен BGK модел за изчисляване на числено масовия дебит. От сравнението на числените и измерените стойности на масовия дебит е получен и коефициентът на акомодация.