微尺度流動(dòng)與換熱研究進(jìn)展(已修改)
2025-05-25 00:08 本頁(yè)面
【正文】 微尺度流動(dòng)與換熱研究進(jìn)展 Recent advances in the study on micro fluid flow and heat transfer processes 何雅玲，陶文銓 西安交通大學(xué) 微型換熱器 20221028 上海 目 錄 一、 什么叫微尺度流動(dòng)及其例子 微尺度流動(dòng)與換熱一般概念 微尺度流動(dòng)與換熱舉例 微尺度流動(dòng)與換熱基本特點(diǎn) 二、氣體的微尺度流動(dòng)與換熱 三、液體的微尺度流動(dòng)與換熱 四、微尺度相變換熱 五、結(jié)論 1 一、 什么叫微尺度流動(dòng)及其例子 微尺度流動(dòng)與換熱的一般概念 2 圖 1 多尺度的客觀世界 大千世界的物體尺度變化跨三十余個(gè)數(shù)量級(jí)，近10余年來(lái)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要方向之一是微型化。 2 愛(ài)因斯坦曾經(jīng)預(yù)言 : “未來(lái)科學(xué)的發(fā)展無(wú)非是繼續(xù)向宏觀世界和微觀世界進(jìn)軍 ” ； 1959，美國(guó)物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德 弗曼在美國(guó)西海岸會(huì)議上宣讀了一篇經(jīng)典論文“ There is plenty of room at bottom”,首次提出納米技術(shù)的預(yù)言。 1962年，第一個(gè)硅微型壓力傳感器問(wèn)世，其后 開(kāi)發(fā)出尺寸為 50－ 500mm的齒輪、齒輪泵、氣動(dòng)渦 輪及聯(lián)結(jié)件等微機(jī)械 （里程碑 ）。 1989年，在美國(guó)鹽湖城會(huì)議上，首次提出MEMS概念： MicroElectroMechanical Systems，這是指特征尺度在 1mm－ 1 之間集電子、機(jī)械于一身的器件。在這樣的器件中有氣體或者液體作為工作介質(zhì)，其內(nèi)內(nèi)的流動(dòng)與換熱就是一般的微尺度流動(dòng)與換熱。 μm 微尺度流動(dòng)與換熱舉例 （ 1）微噴管內(nèi)的流動(dòng) 157121070176。12基座工質(zhì)隔板噴嘴加熱器圖 2 微噴管系 統(tǒng)示例 微噴管 圖 2 微噴嘴加熱系統(tǒng) 5 微噴管： 縫寬 19微米， 深 308微米 圖 3 微噴管 6 微噴管用于自由分子微電阻加熱推力器中，可為微型航天器姿態(tài)控制提供動(dòng)力。其工作原理是采用薄膜電阻做加熱器，通過(guò)推進(jìn)劑分子（水蒸氣或氬氣）與加熱器壁面的碰撞，將能量傳遞給推進(jìn)劑，再經(jīng)過(guò)噴管?chē)姵?，產(chǎn)生推力。推力器尺寸很?。ㄍǖ缹挾?～ 100μm）。它要求加熱元件與出口縫隙之間的空間等于氣體的平均自由程，從而減少分子之間的碰撞，保證噴出氣體的分子動(dòng)能等于加熱器的溫度（系統(tǒng)內(nèi)最高溫度），提高總效率，從而獲得最高的比沖（
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