Chropowatość powierzchni makro- i mikroelementów

• Autorzy: Kmiotek Małgorzata , Żyłka Wojciech , Iwan Tomasz

Warianty tytułu

EN

Roughness of macro- and microelements surfaces

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Miniaturyzacja urządzeń i wdrażanie nowych technologii stwarzają konieczność stosowania małych przekrojów przewodów, stąd też rosną wymagania i zapotrzebowanie związane ze stosowaniem mini- i mikrokanałów. Modele przepływowe oraz dotyczące wymiany ciepła opracowane i sprawdzone dla makrokanałów nie uwzględniają zjawisk istotnych w mikrokanałach, a różnica zwiększa się wraz ze zmniejszaniem się wymiaru charakteryzującego przepływ i metodą obróbki powierzchni. W artykule przedstawiono przykłady mikrourządzeń i wpływ chropowatości powierzchni makro- i mikroelementów na parametry pracy urząd.

EN

Miniaturization of devices and implementation of new technologies create the necessity of application of small cross-section conduits, hence requirements and demand associated with the use of microchannels is growing. Flow and heat transfer models developed and validated for macrochannels do not account for phenomena relevant in microchannels, and the difference increases with decreasing dimensions characterizing the flow and methods of surfaces machining. In this paper examples of microdevices and the effect of macro and microelement surface roughness on devices performances were presented.

Słowa kluczowe

PL

mikroelement; mikrotunel; chropowatość powierzchni

EN

microelement; microchannel; surface roughness

• Wydawca: AWART MEDIA
• Czasopismo: Obróbka Metalu
• Rocznik: 2021
• Tom: nr 1
• Strony: 22--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., rys.

Twórcy

autor

Kmiotek Małgorzata

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa

autor

Żyłka Wojciech

• Uniwersytet Rzeszowski, Kolegium Nauk Przyrodniczych, Centrum Dydaktyczne Nauk Techniczno-Przyrodnicych
• PWSZ w Tarnowie, Wydział Politechniczny

autor

Iwan Tomasz

Bibliografia

• 1. Billat S. i in.: Monolithic integration of micro-channel on disposable flow sensors for medical applications. Sensors and Actuators, 145–146, 2007 s. 66-74.
• 2. Błoński S.: Analiza przepływu turbulentnego w mikrokanale. Rozprawa doktorska, IPPT PAN, Warszawa 2009.
• 3. Boryczko A.: Metoda analizy częstotliwościowej nierówności powierzchni toczonych w diagnozowaniu układu obróbkowego. Monografie Nr 42, Politechnika Gdańska, Gdańsk 2003.
• 4. Cengel Y.A.: Fluid Mechanics Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Education, New York 2014.
• 5. Chu W.S. i in.: Hybrid micro-machining processes. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing – Green Technology, 1 (1) (2014), s. 75-92.
• 6. Cotta R. M., Knupp, D., Naveira-Cotta, C.: Analytical Heat and Fluid Flow in Microchannels and Microsystems. Springer, 2016.
• 7. Dai B. i in.: Effect of surface roughness on liquid friction and transition characteristics in micro- and mini-channels, Aslied Thermal Engineering, 47, 2014, s. 283-293.
• 8. Dul-Korzyńska B.: Obróbka skrawaniem i narzędzia. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2005.
• 9. Fan Y. i in.: Recent Applications of Advances in Microchannel Heat Exchangers and Multi-Scale Design Optimization. Heat Transfer Engineering, 29, 2008, s. 461-474.
• 10. Gad-el-Hak M.: The Fluid Mechanics of Microdevices. Journal of Fluids Engineering, 121, 1999, s. 5-33.
• 11. Guo L. i in.: Influence of wall roughness models on fluid flow and heat transfer in microchannels. Applied Thermal Engineering, 84, 2015, s. 399-408.
• 12. Hebda M., Wachal A.: Trybologia. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1980.
• 13. Kandlikar S.G.: Roughness effects at microscale – reassessing Nikuradse' experiments on liquid flow in rough tubes. Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences, 53 (4)(2005), s. 343-349.
• 14. Kandlikar S. G.: Heat Transfer and Fluid Flow in Minichannels and Microchannels. Elsevier, 2014.
• 15. Khadem M. i in.: Numerical simulation of roughness effects on flow and heat transfer in microchannels at slipflow regime. International Communictions in Heat and Mass Transfer, 36, 2008, s. 69-77.
• 16. Kowalski M.: Metodyka wyboru parametrów chropowatości do opisu topografii powierzchni. Rozprawa doktorska, Politechnika Wrocławska, Wrocław 2005.
• 17. Krawczyk M.: Metrologia i kontrola jakości, wydanie VIII, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1998.
• 18. Lai L.J., Zhou H., Zhu L.M.: Fabrication of microlens array on silicon surface using electrochemical wet stamping technique. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 364, 2016, s. 442-445.
• 19. Lalegani F., Effects of different roughness elements on friction and pressure drop of laminar flow in microchannels. International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow, 7 (28) 2018, s. 1664-1683.
• 20. Lu H., M. Xu M., Gong L., Duan X., Chai J.C.:, Effects of surface roughness in microchannel with passive heat transfer enhancement structures. International Journal of Heat and Mass Transfer, 148 (2020).
• 21. Mala G. M., Li. D.: Flow characteristics of water in microtubes. International Journal of Heat and Fluid Flow, 2 (20) 1999, s. 142-148.
• 22. Norma ISO 11562: 1996: Geometrical product specifications (GPS) – Surface texture: Profile method – Metrological characteristics of phase correct filters —Technical Corrigendum 1.
• 23. Nowicki. B.: Struktura geometryczna. Chropowatość i falistość powierzchni. WNT, Warszawa 1991.
• 24. Oczoś K., Liubimov V.: Struktura geometryczna powierzchni. Podstawy klasyfikacji z atlasem charakterystycznych powierzchni kształtowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2003.
• 25. Ohadi M., Choo. K., Dessiatoun S., Cetegen E.: Next Generation Microchannel Heat Exchangers. Springer, 2013.
• 26. Pawlus P.: Topografia powierzchni, pomiar, analiza, oddziaływanie. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2005.
• 27. Radebaugh R.: Development of the Pulse Tube Refrigerator as an Efficient and Reliable Cryocooler. Proc. Institute of Refrigeration, 96, 2000, s. 11-29.
• 28. Richard J., Demellayer R., Micro-EDMmilling Development of new machining technology for micro-machining. Proceedings of the CIRP, 6 (2013), s. 292-296.
• 29. Wang Y-H. i in.: MEMS-based gas flow sensors. Microfluid Nanofluid, 6, 2008, s. 333-346.
• 30. Wieczorowski M., Cellary A., Chajda J.: Nowe kierunki w pomiarach chropowatości powierzchni. Prace naukowe Instytutu Technologii Maszyn i Automatyzacji Politechniki Wrocławskiej z. 24, 1999. Zagadnienia inżynierii powierzchni w obróbce skrawaniem, s. 213-220.
• 31. Wodołażski A.: Modelowanie syntezy metanolu w mikroreaktorze płytowym. Przegląd Elektrotechniczny, 40, 2014, s. 76-79.
• 32. www.fuelcellstore.com/blogsection/considerations-micro-electromechanical-system-fuel-cells [data dostępu: 17.02.2021].
• 33. www.wim2.utp.edu.pl/dok/Instrukcje-wyklady/W8.pdf [data dostępu: 17.02.2021].
• 34. Xu B. i in.: Experimental investigation of fluid friction for liquid in microchannels. Int. Comm. Heat Mass Transfer, 27, 2000, s. 1165-1176.
• 35. Zhang G. M., Chen Y., Shi M.: Effects of roughness elements on laminar flow and heat transfer in microchannels. Chemical Engineering and Processing, 49, 2010 s. 1188-1192.
• 36. Zhang S.J., To S., Wang S.J., Zhu Z.W.: A review of surface roughness generation in ultra-precision machining. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 91, 2015, s. 76

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).