sambungan, dan terdapat batasan tertentu cairan mengalir di dalam saluran. Pada sisi lain, gas siap untuk dicampurkan bersama. Perbedaan kedua menjadi lebih
nyata ketika persamaan Navier-Stokes dianalisa untuk sistem MEMS. Nomor Knudsen yang lebih kecil dari 0,01 mengindikasikan bahwa persamaan dari teori
rangkaian kesatuan harus menghasilkan perkiraan yang bagus, ketika nomor Knudsen muncul dalam satu kesatuan berarti bahwa gas harus diperlakukan
sebagai gabungan dari partikel daripada rangkain kesatuan. Bentuk yang berguna dari persamaan Navier-Stokes untuk sistem MEMS dijelaskan pada bagian berikut
ini.
2.6.3 Laju aliran dan tekanan
Untuk pipa dengan panjang l, dan cross section lingkaran dengan radius r, persamaan Navier Stokes dapat diselesaikan untuk steady state, fluida
inkompresibel. Aliran volumetric didapat dari hukum Hagen-Poiseuille Sumber : Colleen Spiegel, 2008:
2.1 dimana ΔP adalah penurunan tekanan melalui panjang dari pipa dan v adalah
viskositas dinamis dari cairan. Menggunakan kondisi batas tanpa slip, kecepatan
rata - rata dari fluida Sumber : Colleen Spiegel, 2008 :
2.2 Tahanan fluida adalah penurunan tekanan melalui rata - rata aliran dan
tersendiri daripada kecepatan rata - rata fluida Sumber : Colleen Spiegel, 2008 :
2.3 yang menunjukkan bawah pipa kecil mempunyai ketahanan yang sangat tinggi.
2.6.4 Gelembung - gelembung dan partikel
Universitas Sumatera Utara
Gelembung - gelembung adalah sangat penting pada sistem MEMS daripada sistem makroskopik. Karena ukuran saluran sangat kecil, gelembung kadangkala
dapat menghalangi keseluruhan saluran, menghalangi aliran, menciptakan pecahan kosong yang besar, atau menghasilkan banyak permasalahan lainnya
pada mikrosistem. Seperti gelembung, partikel di dalam sistem microfluidic
penting karena ukurannya dapat dibandingkan dengan saluran alir. Dalam hal untuk menghindari permasalahan dengan partikel pada sistem MEMS,
penyaringan secara hati - hati terhadap fluida - fluida dan gas - gas diperlukan.
2.6.5 Efek kapilar
Gaya tegangan permukaan yang membuat cairan masuk ke dalam saluran alir yang kecil atau kapilar adalah Sumber : Colleen Spiegel, 2008 :
2.4 dimana
θ adalah sudut kontak antara cairan dan permukaan. Untuk kapilar vertikal, gaya gravitasi pada kolom peningkatan cairan didapatkan Sumber :
Colleen Spiegel, 2008 :
2.5 ketika gaya - gaya ini dianggap sama, peningkatan maksimum dari fluida di dalam
kapilar dibandingkan dengan gravitasi adalah Sumber : Colleen Spiegel, 2008 :
2.6 Oleh karena itu, tinggi dari kolom fluida akan meningkat sebagaimana
ukuran dari saluran dikurangi. Gaya kapilar sangat berguna pada microfluidics karena saluran yang sant panjang dapat diisi dengan fluida menggunakan gaya ini
sendiri selama gaya kapilar tidak dilawan oleh gravitasi.
2.6.6 Penurunan tekanan tunggal dan dua fasa