9 / 15
В.В. Рыжков, А.В. Зверев, И.А. Родионов
78
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 5
Рис. 6.
Сравнение безразмерных чувствительностей схем, полученных
анемометрическим (
1
), калориметрическим (
2
) и гибридными (
3
) методами
Оптимальным решением является использование одновременно двух описан-
ных методов, так как они полностью совместимы. В этом случае предложенный
гибридный метод объединяет преимущества калориметрического и анемометриче-
ского метода. С одной стороны, за счет калориметрического метода, он имеет вы-
сокую чувствительность к малым потокам, с другой, за счет анемометрического
метода — сохраняет чувствительность при больших потоках (см. рис. 6).
Следовательно, установлено, что в исследованной конструкции МТДП для
малых скоростей потока (
0…4 см/с) необходимо располагать температурные
сенсоры на расстоянии 150…200 мкм от нагревателя и использовать калори-
метрический метод. При скоростях потока более 5 см/с необходимо изменить
метод
получения данных на анемометрический, поскольку калориметрический непри-
годен для работы с высокими скоростями потока. При использовании предло-
женного гибридного метода измерений возможно объединение преимуществ
перечисленных методов и расширение диапазона измерений более чем в 3 раза.
Заключение.
С помощью численного моделирования проведено исследова-
ние процессов тепломассопереноса в МТДП. На основе результатов моделиро-
вания решена задача оптимизации конструкции МТДП и предложен инноваци-
онный гибридный метод проведения измерений, позволяющий расширить ра-
бочий диапазон калориметрических датчиков более чем в 3 раза. Кроме того,
согласно результатам моделирования, МТДП, основанные на гибридном мето-
де, обладают максимальной чувствительностью на всем указанном диапазоне
скоростей, при этом не требуется существенного усложнения конструкции и
электрической схемы датчика.
ЛИТЕРАТУРА
1.
George M. Whitesides.
The origins and the future of microfluidics // Nature. 2006. Vol. 442.
P. 368–373. DOI: 10.1038/nature05058