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低圧下で膜の狭いナノ孔における気体輸送は、分子の平均自由行程が孔の寸法よりはるかに長い条件下の気体の流れが支配的です。
マイクロチャネルでは、クヌーセン領域の流れが連続体予測と比較して熱伝達を大きく変えることがあります。
平均自由行程と開口径の比が約0.1を超えると、開口を通る気体の流れは壁との分子衝突が支配する希薄流動領域へと移行します。
クヌーセン領域の気体は、平均自由行程が系の特徴的な寸法と同程度になると連続体ではない挙動を示す。
微小電気機械システムを設計する際、エンジニアは気体の流れの挙動を正確に予測するために、分子平均自由行程と代表長さの比を表す無次元量(クヌーセン数)の値を考慮しなければならない。
液滴の蒸発をモデル化する際には、気体の挙動が表面との相互作用によって支配される表面近傍の薄い蒸気層(クヌーセン層)を考慮する必要があり、これが質量や熱の移動に大きな影響を与える。
実験により、加熱された表面付近にクヌーセン層が形成され、気体の流れの挙動が変化することが明らかになった。
マイクロチャネルの実験では、流れは平均自由行程が容器の直径を超える希薄な気体のように振る舞い、分子は互いに衝突するよりも壁に衝突することがはるかに多かった。
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