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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
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저널정보
대한기계학회 Journal of Mechanical Science and Technology Journal of Mechanical Science and Technology Vol.20 No.5
발행연도
2006.5
수록면
710 - 716 (7page)

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Micro-PIV system with a high speed CCD camera is used to measure the flow field near the advancing meniscus of a water slug in microchannels. Image shifting technique combined with meniscus detecting technique is proposed to measure the relative velocity of the liquid near the meniscus in a moving reference frame. The proposed method is applied to an advancing front of a slug in microchannels with rectangular cross section. In the case of hydrophilic channel, strong flow from the center to the side wall along the meniscus occurs, while in the case of the hydrophobic channel, the fluid flows in the opposite direction. Further, the velocity near the side wall is higher than the center region velocity, exhibiting the characteristics of a strong shear-driven flow. This phenomenon is explained to be due to the existence of small gaps between the slug and the channel wall at each capillary corner so that the gas flows through the gaps inducing high shear on the slug surface. Simulation of the shape of a static droplet inside a cubic cell obtained by using the Surface Evolver program is supportive of the existence of the gap at the rectangular capillary corners. The flow fields in the circular capillary, in which no such gap exists, are also measured. The results show that a similar flow pattern to that of the hydrophilic rectangular capillary (i.e., center-to-wall flow) is always exhibited regardless of the wettability of the channel wall, which is also indicative of the validity of the above-mentioned assertion.
#Microfluidics #Micro-PIV #Meniscus #Slug #Image Shifting Technique

목차

Abstract
1. Introduction
2. Experimental Setup
3. Result and Discussion
4. Conclusions
Acknowledgments
References

참고문헌 (14)

참고문헌 신청
Brakke, K. A., 1992, "The Surface Evolver," Experimental Mathematics, Vol.1, pp.141~165. google schola Buffone, C., Sefiane, K. and Christy, J. R. E., 2004, "Experimental Investigation of the Hydrodynamics and Stability of an Evaporating Wetting Film Placed in a Temperature Gradient," Applied Thermal Engineering, Vol.24, pp.1157~1170. google schola Buffone, C., Sefiane, K., 2004a, "IR Measurements of Interfacial Temperature during Phase Change in a Confined Environment," Experimental Thermal and Fluid Science, Vol.29, pp.65~74. google schola Buffone, C., Sefiane, K., 2004b, "Investigation of Thermocapillary Convection Patterns and Their Role in the Enhancement of Evaporation from Pores," International Journal of Multiphase Flow, Vol.30, pp.1071~1091. google schola Hohmann, C., Stephan, P. C., 2002, "Micro-scale Temperature Measurement at an Evaporating Liquid Meniscus," Experimental Thermal and Fluid Science, Vol.26, pp.157~162. google schola

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