微管道中压力驱动液体流动的边界速度滑移

摘要

微通道中气体流动的速度滑移现象已经获得普遍共识.对于宏观流道中压力驱动的液体流动,常常忽略其中的速度滑移.但当流道的截面尺度减小时,速度滑移对流动和传热的影响越来越显著.基于Hamaker均质材料的假设,建立了液体微团与固体壁面作用力的计算方法.由近壁面流体微团的受力分析可知,粗糙壁面对近壁面流体微团的作用力可以抵抗来自上层微团的剪切力,从而保持近壁面液体微团的静止,进而提出了液体微团速度滑移的判定准则.根据发生滑移的液体微团上的受力平衡关系,可以确定液体微团所受的壁面摩擦力,再根据推导得到的壁面处液体摩擦系数的计算方法,可确定液体微团的滑移速度量.研究表明,微管道中的压力梯度较大时,壁面边界处速度滑移可能发生,若忽略滑移速度则会给管内流量的计算造成误差.