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마이크로관의 열유동(2)

전문가 제언: □ 최근 기기의 미세화에 따라 미세관로(마이크로관)에서의 열유동의 응용과 연구가 추진되고 있다. 미세관로는 각종 전자기기, 분석기기, 반도체칩, LSD 등의 작동, 제어에 필요한 동력공급, 가열, 냉각 등에 널리 사용되고 있으며, 이들의 보다 정확한 성능의 설계를 위해 미세관로에서의 열유동 연구가 필요하게 되었다.

□ 보통 크기의 관로에 대한 열유동의 이론과 실제는 잘 연구되어 있어 이를 설계에 사용되고 있으나, 내경이 1 mm 이하의 특이한 미세관로에서의 열유동은 잘 알려져 있지 않으며, 이직 연구의 여지가 많다. 그래서 압축성 유체, 비압축성 유체 및 상변화를 수반하는 2상유동에 대한 미세관로에서의 유체역학 및 열전달의 연구가 최근 활발히 진행되고 있다.

□ 미세관로에서 앞으로 규명되어야 할 문제는 열전달특성, 마찰계수의 계산식의 도출, 천이유동의 조기화(早期化)현상의 규명, 계면 전동효과(電動效果)의 규명, 상변화를 수반하는 기액 2상류의 특성 등이다.

□ 이러한 연구결과는 마이크로 머신, 전자기기의 설계 등의 설계, 반도체, LSD, DNA조직, 화학분석, 원자로, 히트파이프, 냉동기 등의 가열, 또는 냉각 설계, 그리고 비기계적 펌핑에 활용될 것이다.

□ 여기(마이크로관의 열유동(2))에서의 앞으로의 과제는

○ Brinkman수, Nahame수에 초점을 둔 고정밀도의 실험이 필요하다.
○ 유체 종류에 따른 슬립 크기의 계산이 필요하다.
○ 전기침투류현상은 마이크로 펌프 등 비기계적 펌핑에 응용할 수 있는 등 매력적인 현상이나 실험적 검증이 부족하다.

저자: Yutaka Miyake, Takahiro Fujii
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