Микроканалы — каналы с характерным размером порядка микрометров (1–1000 мкм). Течения в них характеризуются значительным влиянием сил вязкости, капиллярных эффектов и поверхностного натяжения.
Для микроканалов характерно низкое число Рейнольдса:
$$ Re = \frac{\rho u d}{\mu} \ll 2300 $$
где
В связи с этим в микроканалах обычно наблюдается ламинарное течение.
Из-за малых размеров в микроканалах преобладает вязкое сопротивление, скорость жидкости распределена по параболическому закону:
$$ u(r) = u_{\max} \left(1 - \frac{r^2}{R^2}\right) $$
где R — радиус канала, r — расстояние от оси.
На малых масштабах важную роль играют:
Капиллярное давление описывается формулой Лапласа:
$$ \Delta P = \sigma \left(\frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}\right) $$
где σ — поверхностное натяжение, R1, R2 — радиусы кривизны поверхности.
Микроканалы часто используются в микроохладителях и микронагревателях. При течении жидкости здесь значительно изменяется теплообмен за счёт большого отношения площади поверхности к объёму.
На микромасштабах шероховатость стенок и электростатические взаимодействия существенно влияют на характер течения, вызывая нестандартные эффекты сдвига жидкости и изменяя давление и скорость.
Кипение, конденсация и течения в микроканалах — ключевые процессы в современной физике жидкости и газа, объединяющие макроскопические явления и микро- и наноуровни, с важными применениями в промышленности и науке.