جریانجابجایی طبیعی در ریزمجراهای دما ثابت و تحت شار یکنواخت

یک اثر مهم همراه با جریان گاز در ریز مجرا ها اثر رقت است که با عدد نودسن، نسبت مسیر متوسط آزاد مولکولی به طول مشخصه جریان، اندازه گیری می شود. برای نودسن در رنج ????^(-?)? kn ? ?/? که به رژیم لغزشی معروف است، معادلات ناویر استوکس همراه با شرایط لغزش سرعت و پرش دما می تواند مشخصه های جریان را بخوبی پیش بینی کند.یک روش حجم محدود بر پایه روش سیمپل برای مطالعه جریان توسعه یابنده یا توسعه یافته جابجایی آزاد در ریز مجرا ها مورد استفاده قرار گرفته است. سیال مورد مطالعه غیر قابل تراکم و نیوتونی، هوا، با خصوصیاتثابت و متغیر است. تاثیرات چندین شرط مرزی شامل شرایط لغزش مرتبه بالا، خزش گرمایی و شرایط مرزی مرتبه دوم روی مشخصه های کلیدی جریان بررسی شده است. محدوده ای از عدد ریلی کم ?×????^(-?)? ra ? ?×????^(-?) که مشخص کننده جریان در ریز مجرا ها است مورد استفاده قرار گرفته است. اثرات رقت روی مشخصه های جریان در مناطق توسعه یافته و یابنده مورد بررسی قرار گرفته است.پارامتر های کلیدی جریان نظیر ضریب اصطکاک و ضریب انتقال حرارت به تفصیل مورد بحث قرار گرفته است. اثرات رقت با افزایش عدد نودسن به طور قابل ملاحظه ای نرخ جریان و انتقال حرارت را افزایش می دهد، در حالی که ضریب اصطکاک و دمای ماکزیمم سیال را کاهش می دهد. این کاهش در ضریب اصطکاک در عدد ریلی پایین بیشتر است. همچنین افزایش در عدد ریلی باعث افزایش نرخ جریان و انتقال حرارت و کاهش دمای ماکزیمم گاز می شود.اثرات شرایط مرزی مرتبه بالا در جهت کاهش سرعت لغزشی و پرش دمایی تشخیص داده شد در حالی که اثرات خزش گرمایی به طور قابل ملاحظه ای سرعت لغزشی را افزایش می دهد.این مسأله نیز تشخیص داده شد که تغییرات دمای لایه گاز کنار دیوار در مدل کردن خزش گرمایی بسیار مهم است و نادیده گرفتن آن که روندی رایج در مقالات است، منجر به توزیع غیر فیزیکی سرعت و دما می شود.