Bilkent Üniversitesi
Makine Mühendisliği Bölümü
Başlangıç Tarihi: 1 Ocak 2010
Günümüzün üretim tesisi ile, mikrometre sırasına göre büyüklükteki kanalların üretimi bir sorun teşkil etmemektedir (hatta mikro metre / nanometre çaplarında mikrotüplerin imalatı mümkün olmuştur). Bu tür küçük kanallar kolayca mikro-ısı eşanjörlerinin, mikro-ısı alıcılarının, mikro sensörlerin ve mikro güç üretim sistemlerinin elemanları olabilir. Mikroakışkan sistemlerinin etkili ve ekonomik bir tasarımı için, mikro ölçekte akışkanın akışkan ve ısı transfer özelliklerinin iyi anlaşılması gerekir. Mikro ölçekte sıvı akışı ve ısı transferi gerçekleştiği için, makro ölçekte ihmal edilebilecek enderfasksiyon, elektro-viskoz etkiler, viskoz dağılım ve eksenel iletkenlik gibi birçok ek etkinin dikkate alınması gerekir. Seyreltme sıvının ortalama serbest yoluna kıyasla (atmosfer koşullarında 5 um'den az) küçük boyutlar için önemlidir ve mikrokanallardaki gaz akışları için yaygındır. Elektro-viskoz etkiler, akışkandaki iyonların iletken olmayan kanal duvarının yakınında bulunan elektriksel çift tabaka (EDL) ile etkileşimi nedeniyle meydana gelir ve deiyonize su için 5 lm'den daha küçük olan mikrokanallardaki sıvı akışı için önemlidir. Viskoz dağılım, viskoz kuvvetlere karşı yapılan iş nedeniyle sıvının ısıtılmasıdır. Viskoz dağılımının etkisi, mikrokanallar için Reynolds sayısı (Re) 100'den büyük olan akışlarda önemli olabilir. Ayrıca, konveksiyon ve iletme için karakteristik zaman mikro ölçekte karşılaştırılabilir hale gelir ve konveksiyon terimi artık iletkenlik uzunlamasına yönünde baskın olmaz. Bu, Peclet sayısının (Pe) çok büyük olmadığı akışla tanımlanır. Bu şartlar altında sıvıda eksenel iletkenlik, makrokanal akışta olduğu gibi ihmal edilemez. Eksenel iletimin akışkan içindeki etkisi Pe azaldıkça daha belirgin hale gelir. Kanal içeren geleneksel uygulamalarda, kanal çeper kalınlığı, kanalın hidrolik çapına kıyasla çok küçüktür; bu nedenle, duvardaki iletkenlikle transfer edilen ısı, birçok makro-akışlı akıştaki konvektif ısı transferine kıyasla ihmal edilebilir. Bununla birlikte, mikrokanallarda, kanal duvarının kalınlığı, genellikle kanalın hidrolik çapından daha büyüktür veya daha büyüktür. Bu nedenle, duvarda iletim yoluyla iletilen ısı, bir mikro kanalda konvektif sıvı akışı durumunda ihmal edilemez ve ısı transfer mekanizması eşlenik hale gelir. Bu nedenle, bu parametrelerin sıvı akışı ve ısı transferi üzerindeki rolünün araştırılması, daha iyi bir temel anlayış için önemlidir ve mikro ölçekli ısı transfer cihazlarının analiz ve tasarımında faydalıdır.