بررسی عددی دما و سرعت گاز در میکروحسگر همگرا تحت تاثیر خزش حرارتی

در سال های اخیر مطالعات بر روی میکرو حسگرهای اکسید فلز برای تشخیص گازها در حال توسعه می باشد. این حسگرها دارای هزینه کمتر، اندازه کوچک‌تر و مصرف توان کمتری نسبت به حسگرهای دیگر می باشند. هدف از این مقاله بررسی عددی تاثیر میکرو کانال همگرا بر روی دما و سرعت گاز ورودی تحت تاثیر خزش حرارتی می باشد. معادلات دیفرانسیلی غیرخطی حاکم بر مسئله بقای جرم، مومنتوم، انرژی و گونه ها می باشد که توسط کد تجاری حل شده اند. از آنجاییکه عدد نادسن بین 0.001 و 0.1 می باشد، از شرایط مرزی لغزش و معادلات ماکسول استفاده شده است. نتایج نشان می دهد هر چه به منبع حرارتی نزدیک می شویم سرعت و دما به بیشینه خود می رسد و در خروجی چون تاثیرات جریان معکوس وجود دارد مقدار سرعت و دما کاهش می یابد. همچنین با افزایش ارتفاع ورودی میکروکانال و همگرایی بیشتر آن سرعت درون میکروکانال ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد و دما ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابد.

Numerical Investigation of Gas Temperature and Velocity at Converging Microsensor Under the Influence of Thermal Creeping

In recent years, research on metal oxide gas microsensors has been rapidly developed. These sensors are small in size, low cost in fabrication and consume little power. The purpose of the current study is to numerically investigate converge microchannel on gas inlet temperature under the influence of thermal creeping. The governing nonlinear differential equations, mass, momentum, energy, and species, are coupled and solved by a commercial code. Since the Knudsen number is between 0.01 and 0.1, the slip boundary condition, Maxwell equation, is utilized. The result shows that flow velocity and temperature increases from the microchannel inlet to the heat source and decreases from the heat source to the microchannel outlet. Also as the inlet height and convergence increases, at the first flow velocity increases then decreases. This trend for temperature is reverse of the trend for flow velocity.