Subsonic gas flow in a straight and uniform microchannel

微通道 机械 马赫数 层流 打滑(空气动力学) 努森数 材料科学 压缩性 等温流动 边值问题 可压缩流 物理 流量(数学) 热力学 明渠流量 量子力学
作者
Yitshak Zohar,Sylvanus Yuk Kwan Lee,Wing Yin Lee,Linan Jiang,Penger Tong
出处
期刊:Journal of Fluid Mechanics [Cambridge University Press]
卷期号:472: 125-151 被引量:131
标识
DOI:10.1017/s0022112002002203
摘要

A nonlinear equation based on the hydrodynamic equations is solved analytically using perturbation expansions to calculate the flow field of a steady isothermal, compressible and laminar gas flow in either a circular or a planar microchannel. The solution takes into account slip-flow effects explicitly by utilizing the classical velocity-slip boundary condition, assuming the gas properties are known. Consistent expansions provide not only the cross-stream but also the streamwise evolution of the various flow parameters of interest, such as pressure, density and Mach number. The slip-flow effect enters the solution explicitly as a zero-order correction comparable to, though smaller than, the compressible effect. The theoretical calculations are verified in an experimental study of pressure-driven gas flow in a long microchannel of sub-micron height. Standard micromachining techniques were utilized to fabricate the microchannel, with integral pressure microsensors based on the piezoresistivity principle of operation. The integrated microsystem allows accurate measurements of mass flow rates and pressure distributions along the microchannel. Nitrogen, helium and argon were used as the working fluids forced through the microchannel. The experimental results support the theoretical calculations in finding that acceleration and non-parabolic velocity profile effects were found to be negligible. A detailed error analysis is also carried out in an attempt to expose the challenges in conducting accurate measurements in microsystems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
唠叨的秋完成签到,获得积分10
1秒前
Source完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
杨一发布了新的文献求助10
2秒前
充电宝应助xxx采纳,获得10
2秒前
调研昵称发布了新的文献求助10
2秒前
222发布了新的文献求助10
2秒前
嗯哼应助YYY采纳,获得10
2秒前
田様应助木棉采纳,获得10
2秒前
骄傲的乌龟完成签到,获得积分20
3秒前
打打应助威武爆米花采纳,获得30
3秒前
大力的镜子完成签到,获得积分10
3秒前
fff发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
小太阳发布了新的文献求助10
5秒前
烂漫的雅容完成签到,获得积分10
5秒前
dxh发布了新的文献求助10
6秒前
Bazinga完成签到,获得积分10
6秒前
fdhineodobh花开富贵完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Mao完成签到,获得积分10
7秒前
还好完成签到,获得积分10
7秒前
TRTHHRTZ完成签到,获得积分10
7秒前
Qiuqiu完成签到,获得积分10
7秒前
思明发布了新的文献求助10
7秒前
llsis完成签到 ,获得积分10
7秒前
魔法披风发布了新的文献求助10
7秒前
幽默雨完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
10秒前
Nuyoah发布了新的文献求助10
10秒前
焱焱完成签到,获得积分10
11秒前
ZZ完成签到,获得积分10
12秒前
Mountain_Y完成签到,获得积分10
12秒前
好事发生666完成签到,获得积分10
12秒前
Souliko发布了新的文献求助10
13秒前
科目三应助研友_Z1eelZ采纳,获得10
13秒前
ECKART完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
Lire en communiste 1000
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 800
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 700
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Evolution 3rd edition 500
Die Gottesanbeterin: Mantis religiosa: 656 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3172033
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2822748
关于积分的说明 7942297
捐赠科研通 2483834
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1323186
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 633893
版权声明 602647