Коефициентът на вътрешно триене или вискозитет на флуида - studopediya

Вискозитет параметър е една от основните свойства на определяне на характера на движение на течности.

Вискозитет (вътрешно триене) течност - течност свойство да устои на движение на една част спрямо друг. Вискозитетът на течността се дължи главно на междумолекулна взаимодействие ограничава подвижността на молекулите.

Ако текущата течен контакт с неподвижната повърхност (например, когато течните потоци в тръбата) след това слой от течност ход с различни скорости. В резултат на това между тези слоеве срязване стрес възниква: бързо слой има тенденция да се простират в надлъжна посока и по-бавно това забавяне.

Като вискозитет води до разсейване (разсейване) на външен източник на енергия, което води до движение на течности, и преход в топлина. Fluid вискозитет без (т.нар перфектно течност) е абстракция. Всички истински вътрешен вискозитет течности.

Основният закон на вискозен поток е създадена от Нютон (1687) на формула на Нютон:

където F [N] - сила вътрешната триенето (вискозитет), което се случва между слоевете на течност в срязване един спрямо друг; з | [Па-е] - динамичен коефициент вискозитет течност характеризиращи съпротивление на флуида изместване на слоеве; DV / DZ [1 / с] - Ramp процент показва колко промени при промяна на скоростта V на единица разстояние в посока Z при преминаване от един слой към друг, или скоростта на срязване; S [m 2], - областта съседните слоеве.

Така силата на вътрешните спирачки триене бързо и ускорява слоевете бавно слоеве. Заедно с динамичен коефициент на вискозитет като се има предвид така наречената коефициент на кинематичен вискозитет

където г - течност плътност.

Течен разделен от вискозни свойства на две категории: нютонов и ненютонови.

Наречен нютонов течност, коефициентът на вискозитет, който зависи от природата и температура. За нютонови течности, вискозитетът на силата е пряко пропорционална на градиента на скоростта. За тях директно Newton формула е валидна (9.1), където параметърът вискозитет е константа, която е независима от условията на потока течност.

Това се нарича ненютонови течност, коефициентът на вискозитет, който зависи не само от естеството на веществото и температурата, но също така и от условията на потока на течности, по-специално на градиента на скоростта. Коефициент на вискозитет в този случай не е постоянна материал. Когато тази течност вискозитет характеризират условен вискозитет, който се отнася до определени условия за протичане на флуид (например, налягане, скорост). Зависимост на силите на вискозитета на градиента на скоростта става нелинейна:

където п характеризира механичните свойства при тези условия
поток.

Пример за не-нютонови течности са суспензии. Ако има течност в който твърдите частици са разпределени невзаимодействащи равномерно, след като среда може да се разглежда като хомогенни, т.е. ние се интересуваме от явления, които се характеризират с големи разстояния в сравнение с размера на частиците. Свойствата на такава среда е главно в зависимост от вискозитета на флуида. Системата като цяло ще има различен, по-висок вискозитет часа ¢ в зависимост от концентрацията на форма и частиците. За малка концентрация на частиците С отговаря на формулата:


където К - геометрична фактор - фактор в зависимост от геометрията на частиците (форма, размер).

Ако се промени структурата на частиците (например, когато променящите се условия на потока), тогава коефициентът К (9.2), и по този начин вискозитетът на тази суспензия з "също ще се променят. Тази суспензия е не-Нютонов флуид. Увеличаването на вискозитета на цялата система се дължи на факта, че работата на външна сила, когато текат суспензии изразходвани не само да се преодолее вярно (не-Нютонов) вискозитета поради междумолекулни взаимодействия в течността, но също така и за преодоляване на взаимодействието между него и структурните елементи.

Кръв - не-Нютонов флуид. За най-голяма степен се дължи на факта, че има вътрешна структура, суспензия оформени елементи в разтвор - плазмата. Plasma - почти Нютонов флуид. Тъй като 93% оформени елементи включват червени кръвни клетки, след опростения разглеждане на кръвта - суспензия от еритроцити във физиологичен разтвор.

Характерно свойство на еритроцитите е фактът, че в проценти ниски срязване на еритроцитните агрегати кръвни са оформени във вид на рула на. Тези агрегати се разпадат с увеличаване на скоростта на срязване и поради ефективното вискозитетът намалява. Добив стрес характеризира силата на непрекъсната структура по време на събирането на кръв маса. Нивото на напрежение (обикновено около 0005 N / m -2 зависи хематокрит).

Условия за агрегат са различни в големи и малки плавателни съдове. Това се дължи главно на съотношението на размерите на съдове, монтаж и еритроцитите дер характерни размери = 8 микрона dagr "10der:

1. големи съдове (аорта, артерия):

диаметър на кораба по-голям от диаметъра на устройството значително, а диаметърът на еритроцитите. След това срязване градиент скорост е малка, червените кръвни клетки се събират в агрегати под формата на рула на. В този случай, вискозитета на кръвта Н = 0,005 Pa • и на.

2. Малки плавателни съдове (малките артерии, артериоли):

диаметър на кораба-малък от диаметъра на агрегата и повече в диаметър 5-20 еритроцитите

Те градиент на срязване процент е значително увеличена и агрегати дезинтегрират в отделни червени кръвни клетки, като по този начин намаляване на вискозитета на системата. За тези съдове е по-малка от диаметъра на лумена, толкова по-ниска вискозитета на кръвта. В съдове с диаметър г от около 5 ерг вискозитета на кръвта е около 2/3 от вискозитета на кръвта в големи съдове.

диаметър на кораба по-малък от диаметъра на еритроцитите

Ин виво еритроцити съдове са лесно се деформира, преминавайки подобен на купола и тествани, без да бъдат унищожени, дори през капилярите с диаметър от 3 микрона. В резултат на това контактната повърхност на еритроцити с капилярната стена е повишена в сравнение с недеформирана червените кръвни клетки, насърчаване на обмяната на веществата.

Ако приемем, че в случаите, 1 и 2, еритроцитите не се деформира, с формула (9.2) може да се прилага за качествен описанието на системата се променя в вискозитета, които могат да вземат под внимание разликата на геометричната фактор за системата на единици (К) и за отделните червени кръвни клетки на системата (К): KF К. отговаря за разликата на вискозитета на кръвта в големите и малките кръвоносни съдове.

За да се опише процеса на микросъдове формула (9.2) не се прилага, тъй като в този случай не са изпълнени предположения на хомогенността на среда и частиците твърдост.

По този начин вътрешната структура на кръвта, и по този начин му вискозитет (9.2) е нееднороден по кръв канал в зависимост от условията на потока. Кръв е не-Нютонов флуид. Зависимост на вискозитета сили на градиента на скоростта на потока на кръвта през съдовете не се подчинява формула Нютон (9.1) и е нелинейна.

характеристика на вискозитета на притока на кръв в големи съдове: OK Н = (4,2 - 6) • T) =; анемия з = (2-3) Hb, полицитемия в з = (15-20) Hb. плазмен вискозитет HPL == 1hv. Вискозитетът на вода HB. = 0.01 поаза (1 поазов = 0.1 Pa • а).

Както при всяка течност, вискозитета на кръвта се увеличава с намаляване на температурата. Например, температурата се понижава от 37 ° до 17 ° вискозитет кръвта се увеличава с 10%.