微尺度流動(dòng)與換熱研究進(jìn)展-文庫(kù)吧資料
2025-05-19 00:08本頁(yè)面
【正文】 ) 3~81 Roughness： ~ Kn: ~ Choi et al. (1991) Fluids: N2, H2, Ar Trapezoid Channel Dh (?m) ： ~ Roughness ~ Kn Wu （吳沛宜 ) and Little(1983) 我們的實(shí)驗(yàn)與分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壁面相現(xiàn)對(duì)粗糙都小于 1％時(shí)，層流的理論解 f=64/Re 一直到直徑為 20微米的通道仍然適用；但是當(dāng)相對(duì)粗糙度大于 1％時(shí)，側(cè)高于常規(guī)通道。 （ 3）對(duì)液體，由于面體比的變化使固體表面的界面效應(yīng)明顯： 雙電層（ Electric Double Layer），電粘性，電滲，電泳 。 氣體的稀薄性用無(wú)量綱數(shù) Kn（ Knudsen）數(shù)表示： 為氣體分子平均自由程； L 為通道特征尺度。 盡管通道進(jìn)口當(dāng)?shù)?Ma數(shù)很小，但是出口處 ，但出口 Ma可以很大 。 圖 4 PEMFC的電化學(xué)反應(yīng)示意圖 8 燃料電池流場(chǎng)板內(nèi)的流場(chǎng)板照片 圖 5 燃料電池計(jì)算模型 9 （ 3）電子器件冷卻 微尺度流動(dòng)與換熱基本特點(diǎn) （ 1）面積與體積之比大大增加 常規(guī)尺度的物體，例如 1米立方的體積，其表面積為 6米平方，面積 /體積之比， A/V＝ 6m1 1810 將該物體分為尺度為 1微米的 小立方體， 側(cè)面積與體積之比為 A/V＝ 6 m1 610? 在微尺度系統(tǒng)中作用在流體上的體積力與表面 力的相對(duì)重要性發(fā)生了巨大的變化：表面力的地位 上升： 隨著尺度減小，粘性力相對(duì)作用增強(qiáng)，慣性力作用變小，越靠近壁面這種規(guī)律越明顯。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（單位質(zhì)量推進(jìn)劑所產(chǎn)生的沖量稱為比沖量） 。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)噴管噴出，產(chǎn)生推力。 μm 微尺度流動(dòng)與換熱舉例 （ 1）微噴管內(nèi)的流動(dòng) 157121070176。 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。 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。
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