功能化微通道中的稀薄气体流动
流体动力学
2023-01-31 v1
摘要
稀薄气体与功能化表面的相互作用在气体分离膜和催化等技术应用中具有重要意义。为研究功能化与稀薄化对确定几何中气体流率的影响，开展了以氦气和二氧化碳为工质、通过未修饰与烷基功能化微通道的压力驱动气体流动实验。实验涵盖克努森数从0.01到200，因此包含从滑移流区到自由分子流区。为最小化微流动实验中普遍存在的实验不确定性，开发了一种充分利用测量数据的方法。将结果与预测直通道内稀薄气体流动的分析模型以及S模型与BGK方程的数值模拟进行比较。实验数据显示未修饰通道与功能化通道之间无显著差异。这与先前在更小几何中的测量结果相反，表明表面体积比似乎过小以至于功能化未能产生影响，并凸显了几何尺度对表面效应的重要性。这些结果也揭示了由TMAC所描述的分子反射特性。
引用
@article{arxiv.2301.12575,
title = {Rarefied gas flow in functionalized microchannels},
author = {Simon Kunze and Pierre Perrier and Rodion Groll and Benjamin Besser and Stylianos Varoutis and Andreas Lüttge and Irina Graur and Jorg Thöming},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.12575},
year = {2023}
}