聚氧乙烯水溶液中表面沟槽走向对减阻效果的影响

摘要

为研究表面条纹走向对减阻效果的影响,在微摩擦试验机(UMT)上进行了销盘润滑实验.实验中采用聚氧乙烯(PEO)水溶液作为润滑剂,并在硅片的表面刻蚀了纵向和横向两种沟槽以形成不同的表面形貌.实验表明,与光滑表面相比,当剪切速率处于PEO溶液的牛顿流动区时,沟槽具有一定的减阻效果;而当剪切速率处于剪切稀化区时,沟槽表面的阻力上升;并且横向沟槽表面的阻力总是大于纵向沟槽表面的阻力.流体数值计算的结果表明,横向沟槽侧壁的压差阻力和纵向沟槽侧壁的粘性阻力无法完全补偿沟槽底面上的阻力损失,因而产生了减阻效果.然而在剪切稀化区,这种阻力损失相对减小,形成增阻现象。