Fluxul de gaz într-un microcanal este o formulă care poate fi utilizată de la viteză continuă la viteză moleculară

Jean-Claude Lengrand 1 și Tatiana G. Elizarova 2

microcanal

1 CNRS/ICARE, 1C avenue de la recherche scientifique, 45071 Orléans Cedex 2, Franța
2 Institutul de Modelare Matematică, Academia Rusă. de Științe, Miusskaya sq. 4a, 125047 Moscova, Rusia

Autor corespondență: [email protected]

Se consideră fluxul unui gaz printr-un microcanal 2D sau aximetric. Obiectivul este de a găsi o expresie a debitului masic în funcție de presiunile la ambele capete ale canalului, proprietățile gazului și interacțiunea gaz-suprafață. Se amintesc expresiile anterioare care iau în considerare efectele rarefacției prin termeni de ordinul 1 și 2 în numărul Knudsen, adăugați la formula Poiseuille. Lucrarea pune accentul pe evaluarea corectă a termenilor suplimentari, în ceea ce privește legea vâscozității, acomodarea pereților, definirea căii libere medii și interpretarea fizică a alunecării vitezei. Apoi este prezentată expresia debitului în regim molecular liber, pe baza unei simulări numerice la nivel molecular. Diferențele calitative cu abordarea anterioară sunt evidențiate: debitul este proporțional cu diferența presiunilor finale, mai degrabă decât cu diferența presiunilor pătrate. În cele din urmă, se propune o formulă de interpolare pentru regimul intermediar (de tranziție). Se potrivește cu ambele abordări anterioare și nu necesită nicio ajustare suplimentară.