О ТЕЧЕНИИ ВЯЗКОГО ГАЗА В ПРЯМОМ МИКРОКАНАЛЕ

Приводятся результаты исследований на основе уравнений Навье–Стокса изотермических течений вязких газов в прямых микроканалах. Показано, что строго одномерные изотермические потоки вязких газов в таких каналах не могут быть реализованы при любых связях между коэффициентами объемной и сдвиговой вязкости. Указаны условия, при которых потоки газов в прямых микроканалах можно рассматривать как одномерные. Эти условия включают ограничения на поперечные размеры микроканалов, на перепады квадратов давлений газа на входе в микроканал и на выходе из него, на величины температуры газа, а также на его термодинамические параметры. Изложен метод расчета таких одномерных потоков газа, основанный на линеаризации уравнений движения газа в микроканалах, приводящей к разделению переменных, аналогичному случаям течений несжимаемых жидкостей в прямых трубах произвольного сечения. Представлены формулы для определения расходов газа через микроканалы правильных треугольных, прямоугольных, эллиптических и полуэллиптических сечений. Изложен общий метод расчета потоков вязкого газа в микроканалах произвольной формы сечения.