Mesures locales de pertes de charge dans des microcanaux à l’aide de transducteurs micro-usinés

Local pressure drop measurements in microchannels by micromachined strain gauges

Résumé

Cet article conclut la démarche expérimentale entreprise il y a deux ans destinée à mesurer les pertes de charge d’un liquide circulant dans un microcanal. La réalisation de microcanaux silicium-Pyrex équipés de jauges de contraintes micro – usinées pour la mesure locale de pertes de charges amène au constat suivant : les lois classiques d’écoulement pour de l’eau de différentes conductivités (de 0,1 µS/cm à 70 µS/cm ) sont vérifiées dans des microcanaux à parois lisses de hauteur comprise entre 7 µm et 21 µm et sur une plage de nombre de Reynolds comprise entre 0,3 et 200. Pour les configurations à parois rugueuses, l’incertitude expérimentale sur la profondeur du canal augmente la marge d’erreur des résultats qui restent cependant cohérents

Abstract

This research program was devoted to determining liquid flow friction coefficients in silicon – Pyrex rectangular microchannels. The pressure losses were measured locally with integrated micromachined Cu-Ni strain gauges. The local pressure drop measurements reveal that in smooth microchannels from 7 µm to 21 µm in height, the classical laminar theory is valid. This result holds for water of three different electrical conductivities (0.1 µS.cm-1, 7 µS.cm-1, 70 µS.cm-1) and for Reynolds number ranging from 0.3 to 200. We found a constant Poiseuille number value with a rough microchannel but with a high error bar level as a consequence of the uncertainty about the height of such a channel