تقليل الاحتكاك الفائق الكاره للماء المستدام عند ضغط سائل عالي وجريان كبير

تقدم هذه المقالة وتستكشف تجريبياً طريقة جديدة ذاتية التنظيم لتقليل خسائر الاحتكاك في القنوات الدقيقة الكبيرة عند ضغوط سائلة عالية وتيارات سائلة كبيرة، متجاوزة القيود السابقة المتعلقة بالضغط السائل المستدام على السطح الفائق الكراهية للماء. يقوم تصميم القناة الفائقة الكراهية للماء لدينا بضبط ضغط الغاز تلقائياً في طبقة الهواء المزلقة بما يتناسب مع الضغط السائل المحلي في القناة. ويتم ذلك عن طريق توصيل السائل في القناة الدقيقة بالجيوب الغازية المحصورة عند جدار القناة عبر قناة تغذية الضغط. عندما يدخل السائل إلى قناة التغذية، فإنه يضغط الهواء ويزيد الضغط في الجيب الغازي. وهذا يقلل من انخفاض الضغط على واجهة الغاز والسائل ويزيد من الحد الأقصى للضغط السائل المستدام. نقوم بتعريف رقم بعدي كمؤشر لجريان السوائل الفائقة الكره للماء، W(F) = P(L)D/γ cos(θ(c))، والذي يعبر عن قدرة نقل الطاقة السائلة لقناة دقيقة فائقة الكراهية للماء. نحن نتحقق تجريبياً من أن هندستنا يمكن أن تتحمل ضغط سائل أعلى بثلاث مرات قبل الانهيار، وقمنا بقياس خصائص تقليل الاحتكاك بشكل أفضل عند قيم W(F) أعلى مما في الأعمال السابقة. يكون التصميم محدوداً في النهاية بمرور الوقت عبر تبادل الغاز على واجهة الغاز والسائل عند الضغوط التي تتجاوز ضغط لابلاس. يمكن أن تكون هذه الطريقة قابلة للتطبيق لتقليل الاحتكاك اللزج بالقرب من الجدار في كل من التدفقات على مستوى الدقة والكبيرة.