梯形微通道内充分发展层流摩擦阻力特性的数值研究

基于Navier-Stokes方程,利用SIMPLER算法并辅以区域扩充法,对梯形微通道内水的充分发展层流摩擦阻力特性进行数值研究。选取25个不同纵横比的梯形尺寸进行计算,并将计算的摩擦常数与H.Y.Wu和P.Cheng的实验值进行了比较。结果表明:计算值与实验值符合较好;阻力系数随纵横比(Wb/Wt)的增大而增大。同时,计算表明,Navier-Stokes方程即使在水力当量直径小到25.9μm的微通道内依然适应。

几何参数对矩形微通道内流体流动特性的影响

以试验手段对8根不同水力直径矩形微通道内蒸馏水的流动特性进行研究,测量得到了矩形微通道内流体流动时摩擦阻力系数f和摩擦常数Po随Re数的变化规律,分析了矩形微通道水力直径、深宽比及长径比等几何参数对其内流体流动特性的影响规律和方式.结果表明:对于深宽比相同的微矩形通道,水力直径或长径比的减小都将引起内流体流动的f值和Po值的增大;而对于长径比相近而深宽比不同的矩形微通道而言,随着深宽比的减小,微通道内的f值和Po值也将增大;文中研究范围内,深宽比对矩形微通道内流体流动特性的影响更大;矩形微通道内流体流动的摩擦阻力系数是水力直径、深宽比及长径比等几何参数的复杂函数.

微槽道内气体流动特性的实验研究

搭建了微槽道的单相实验台,分析了氮气在不同深/宽比、长径比及水力直径的微槽道中流动特性。层流区的摩擦常数与理论预测值吻合较好(除L=20mm工况),层流到湍流的转捩均有不同程度的提前(转捩Re数在1000左右);在湍流区,槽道的长径比变小、相对粗糙度的增大(或水力直径的减小)及长度的减小可使流动阻力增大;拟合出了湍流区微槽道的几何参数与摩擦常数的关联式。