Уравнение неразрывности струи. Число Рейнольдса. Ламинарное и турбулентное течение.

Ламинарное и турбулентное течение – это два крайних режима течения, установленных опытным путём английским физиком О. Рейнольдсом в конце 19 века.

Ламинарное течение – это такое течение, при котором условные слои жидкости в потоке не перемешиваются друг с другом. При этом в трубке тока постоянного сечения линии тока остаются параллельными друг другу. 

                                                                             

                     

                                                                                                                            

Турбулентное течение – это такое течение, при котором условные слои жидкости в потоке перемешиваются и образуют завихрения (турбулентности). При этом линии тока в трубке тока постоянного сечения не будут параллельными. Завихрения вызваны поперечными смещениями условных слоёв жидкости.

                                                                                                                                                                                                           

 

 

Уравнение неразрывности струи характеризует взаимоотношения сечений и линейных скоростей течения жидкости в трубке потока. Экспериментально установлено, что стационарный поток жидкости в трубке тока с разными сечениями S₁ и S₂ характеризуется равенством объёмных расходов Q₁ и Q₂ в этих сечениях. Если графически изобразить трубку тока с сечениями S₁ и S₂ и площадями сечений, соответственно равными площадям круга, то на основе формулы объёмного расхода и равенства расходов в сечениях можно написать:                                                           V₂

                                                                                                                        Q₁ = Q₂

                           V₁                                                                                                                 V₁/t = V₂/t

                                                                                                         (S₁l₁)/t = (S₂l₂)/t

              S₁                                         S₂

 

                            Q₁

 

                                                                                         Q₂

 

Представляя объёмные расходы через объёмы жидкостей (V), протекающие через сечения за время (t), и представляя сами объёмы через произведения сечений (S) на длину (l), занимаемую объёмом в данном сечении можно:

S₁l₁     =  S₂l₂

t              t

В этом соотношении длина l₁ и  l₂ представляет расстояние, которое проходят частицы жидкости за время «t» в данном сечении. Пройденное расстояние «l» за время «t» является линейной скоростью «U», с которой частицы жидкости в объёме «V» перемещаются в сечении «S». Заменяя отношение l:t линейными скоростями U получим формулу уравнения неразрывности струи:

                                                          S₁U₁ = S₂U₂ 

Из формулы следует, что в стационарном потоке линейные скорости течения обратно пропорциональны площадям сечения трубки тока. Это означает, что скорость течения жидкости будет больше там, где сечение меньше.

Число Рейнольдса (R_е).

Это безразмерный комплекс (показатель), который в условиях ламинарного течения характеризует взаимоотношения диаметра трубки тока (D), плотности (r) и коэффициента абсолютной (динамической) вязкости жидкости (h), а также линейной скорости её течения (U). Число Рейнольдса можно подсчитать по формуле:

UDS

R_е =          h

Из формулы следует, что число Рейнольдса возрастает с увеличением скорости течения жидкости, её плотности и диаметра трубки тока, и уменьшается с увеличением коэффициента абсолютной вязкости жидкости.

Практическое значение числа Рейнольдса:

Практическое значение числа Рейнольдса состоит в том, что оно определяет для данной жидкости режим её течения. То значение числа, при котором ламинарное течение переходит в турбулентное называется критическим значением числа Рейнольдса и обозначается символом «R_{e кр}».

При R_e  < R_{e кр} течение жидкости будет ламинарным.

При R_e  > R_{e кр} течение жидкости будет турбулентным.

При R_e  = R_{e кр} течение жидкости будет неустойчивым, переходным.

Практически также важно, что при ламинарном течении силы сопротивления сопротивлению частиц жидкости пропорциональны первой степени линейной скорости течения, а при турбулентном режиме – более высоким степеням (обычно от 1,75 до 2,00).

 

Кровь как физическая система. Вязкость крови. Физические основы клинического метода измерения давления крови. Гидравлическое сопротивление.

Кровь как физическая система

Кровь - жидкая тканевая среда. Она является суспензией, состоящей из дисперсной среды плазмы и дисперсной фазы форменных элементов. Их процентное содержание называется гематокритом. (Ht) Ht=45%-50%/. Коэффициент относительной вязкости крови равен 2,5-3,5. Реологически кровь – неньютоновская жидкость псевдопластического типа. Неньютоновские свойства крови связаны с наличием форменных элементов. Эти свойства проявляются при течении крови по сосудам малого диаметра, при небольших скоростях. Предел текучести 2-5мПа. С увеличением гематокрита линейно возрастает. Re=970+ 80. Течение крови подчиняется закону Гагена - Пуазейля только при малой разности давления на концах сосуда.

---

Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 609; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!