环隙型微通道内单液相的流动特性研究

摘要

设计并加工水平放置的环隙型流动通道,环隙尺寸分别为0.5mm,1.0mm,1.5mm,2.0mm,2.5mm;以水为工作介质,研究了常温条件下,水在水平环隙型微通道内的流动特性.参照经典的管道流动雷诺试验,采用高速摄像机观察并记录了水中黑色示踪剂呈现的流线变化情况,进而得到水的流动状态信息.通过实验观察和理论计算发现,环隙微通道内水的流动状态从层流转变为湍流的临界雷诺数小于普通圆管内流体从层流转变为湍流的临界雷诺数值.同时研究结果表明,环隙大小对微通道内的水流状态的转换有着重要影响,随着环隙的减小,流体从层流转变为湍流的临界雷诺数值越小,过渡区的范围也逐渐减小,直至不能被明显的观察到.