## Stroming in nauwe kanaaltjes

Vloeistof gedraagt zich in nauwe kanaaltjes anders dan je verwacht.
Het eerste dat opvalt is capillaire werking. Als vloeistof aan de wand hecht (adhesie) kruipt de vloeistof een dun kanaaltje (ook capillair genoemd) binnen. Hoe dunner de capillair, hoe verder de vloeistof er in trekt. Planten hebben dunne kanaaltjes in hun stengels om water te vervoeren. Dit gebeurt mede door capillaire werking. Hoe dunner het kanaaltje is, hoe groter het effect van het plakken aan de wand is. Daardoor is het moeilijk om de vloeistof door het kanaal heen te duwen. De weerstand neemt toe.
Een tweede verschijnsel is de laminaire stroming. Vloeistof plakt een beetje aan de wand en glijdt er langs. Daardoor onstaan laagjes in de vloeistof (lamina betekent laagje; je kent dat van laminaat). In de vloeistof schuiven de laagjes naast elkaar door het kanaaltje. Ook als je in een dun kanaaltje twee verschillende vloeistoffen bij elkaar laat komen, blijven ze in laagjes naast elkaar stromen. In buisjes tot ongeveer 10 mm doorsnede zal bij lage snelheden de stroming laminair zijn. In kanaaltjes van minder dan 1 mm doorsnede blijft de stoming ook bij hogere snelheden laminair. In nog dunnere kanalen is het vrijwel onmogelijk om turbulentie te krijgen. Dat betekent dat het mengen van vloeistoffen bij Lab on a chips een lastige opgave is.
In het filmpje laten we een chip zien waarin laminaire stroming mooi te zien is. Je kunt deze chip zelf maken en uitproberen (www.labochip.nl), zie pagina 107.
Als vloeistof met hoge snelheid door een buis gaat zal er op enig moment werveling (turbulentie) optreden. Er ontstaan kleine draaikolkjes, waardoor de vloeistof zich gaat mengen. Tegelijk wordt het moeilijker om de vloeistof door de buis te duwen. De weerstand neemt toe.
Neem een injectiespuit en bevestig daaraan een dunne naald. Vul de spuit me water. Spuit het water er uit met een lage druk, en verhoog de kracht. Wat merk je als je steeds harder op de spuit duwt?
Stroming van vloeistof en het ontstaan van wervelingen wordt weergegeven met het getal van Reijnolds (een getal zonder eenheid). Bij een Reijnoldsgetal onder de 2000 stroomt vloeistof laminair, tussen 2000 en 3000 een overgangsfase en boven 3000 turbulent. Hoe dat precies in elkaar zit wordt in de module Lab on a chip vanaf pagina 49 verder uitgelegd.