A koefficiens a belső súrlódás, vagy a folyadék viszkozitásának - studopediya

Viszkozitás paraméter egyik alapvető tulajdonságait jellegének meghatározására folyadék mozgás.

Viszkozitás (belső súrlódás) a folyadék - folyadék tulajdonság ellenállni mozgását egy rész a másikhoz képest. A folyadék viszkozitása okozza elsősorban a intermolekuláris kölcsönhatás, ami korlátozza a mobilitás a molekulák.

Ha az aktuális folyadék érintkezik a rögzített felületen (például amikor a folyadék áramlik a cső), majd egy réteg a folyadék különböző sebességgel mozognak. Ennek eredményeként, ezek között a rétegek nyírófeszültség keletkezik: gyorsabb réteg hajlamos nyúlik a hosszanti irányban, és a lassabb késlelteti azt.

Viszkozitású vezet disszipáció (disszipáció) a külső energiaforrás, ami a folyadék mozgását, és az átmeneti azt hővé. Folyadék viszkozitását nélkül (az úgynevezett tökéletes folyadék) egy absztrakció. Minden igazi rejlő viszkozitású folyadékokat.

A alaptörvénye viszkózus áramlás jött létre Newton (1687) a képlet a Newton:

ahol a képletben F [N] - kényszeríteni a belső súrlódás (viszkozitás) fordul elő, hogy a rétegek között a folyadék nyírási egymáshoz képest; h | [Pa-s] - töltet dinamikus viszkozitási együtthatót jellemző a folyadék elmozdulása ellenállását a rétegei; dV / dz [1 / c] - változási sebességgel mutatja, hogy sokkal változnak, ha változik a sebesség V egységnyi távolságra eső a Z irányban, amikor elhaladnak egyik rétegből a másik, vagy a sebessége nyírási; S [m 2], - a terület szomszédos rétegek.

Így az erő a belső súrlódás fékek gyorsabb, és felgyorsítja a rétegeket lassabb rétegek. Együtt a dinamikus viszkozitási együttható tekintve úgynevezett koefficiens kinematikai viszkozitás

ahol r - sűrűségű folyadék.

Folyékony osztva a viszkózus tulajdonságok két kategóriába sorolhatók: newtoni vagy nem newtoni.

Úgynevezett newtoni folyadék, a viszkozitási együtthatót, amely függ a jellegét és a hőmérséklet. A newtoni folyadékok viszkozitása az erő egyenesen arányos a sebesség gradienst. A közvetlenül Newton képlet érvényes (9,1), ahol a viszkozitást a paraméter egy konstans, amely független a folyadék áramlási viszonyok.

Ez az úgynevezett nem-newtoni folyadék, a viszkozitási együtthatót, amely nem csak attól függ a az anyag jellegétől és a hőmérséklet, hanem a folyadék áramlási viszonyok, különösen a sebességgradiens. viszkozitási együtthatót ebben az esetben nem állandó anyag. Amikor ez a folyadék viszkozitása jellemzésére feltételes viszkozitása, amely kapcsolódik a bizonyos közegáramlási feltételek (például nyomás, sebesség). Mutat a viszkozitás erők a sebességgradiens válik a nem-lineáris:

ahol n jellemzi a mechanikai tulajdonságok ilyen körülmények között
folyni.

Egy példa a nem-newtoni folyadékok szuszpenziók. Ha van olyan folyadék, amelyben a szilárd részecskék vannak eloszlatva, kölcsönhatásba nem lépő egyenletesen, akkor az ilyen környezet lehet tekinteni, mint homogén, azaz mi érdekli jelenségek, amelyek jellemzik távolságok nagy, mint a szemcseméret. A tulajdonságok ilyen tápközeg elsősorban függ a folyadék viszkozitását. A rendszer egésze lesz más, magasabb viszkozitású h ¢ alakjától függően és a részecske koncentráció. A kis részecskék koncentrációja C megfelel a képlet:

ahol K - a geometriai tényezőt - faktor függően a részecske geometria (alak, méret).

Ha a részecske szerkezete megváltozik (például, amikor a változó áramlási feltételek), akkor a K együttható (9.2), és így a viszkozitás ez a szuszpenzió h „is meg fog változni. Ilyen szuszpenzió nem-newtoni folyadék. Növelése a viszkozitás a teljes rendszer annak a ténynek köszönhető, hogy a munka egy külső erő, amikor áramló szuszpenzió fordított nem csak legyőzni a valódi (nem-Newtoni) viszkozitás miatt intermolekuláris kölcsönhatások a folyékony, hanem legyőzni közötti kölcsönhatás, és a szerkezeti elemek.

Blood - nem-newtoni folyadék. Ahhoz, hogy a legnagyobb mértékben annak a ténynek köszönhető, hogy van egy belső szerkezete, hogy egy szuszpenzió képződik elemek oldatban - a plazmában. Plazma - szinte newtoni folyadék. Mivel 93% alakos elemek tartalmaznak vörösvérsejteket, majd az egyszerűsített venni a vér - eritrocitaszuszpenzióval sóoldatban.

Egy jellemző tulajdonsága eritrociták az a tény, hogy a kis nyírási sebességnél a vörös-vértest-aggregátumok képződnek a formában rouleaux. Ezek az aggregátumok szétesnek növekvő nyírási sebesség, és ezért a hatékony viszkozitás csökken. Hozam stressz jellemzi az erejét egy folytonos szerkezetet az aggregáció vér tömegének. A feszültségszint (tipikusan körülbelül 0,005 N / m-2 függ hematokrit).

Feltételek aggregált különböző kis és nagy hajók. Ennek oka elsősorban, hogy az arány a méretei a hajó, szerelés és eritrocita der jellemző méreteket = 8 mikron dagr „10der:

1. nagy hajók (aorta, artéria):

A hajó átmérője nagyobb, mint az átmérője a berendezés jelentősen és az átmérője egy vörösvértest. Ezen a nyírási sebesség gradienst kicsi, a vörös vérsejtek gyűjtünk aggregátumok formájában rouleaux. Ebben az esetben a vér viszkozitását h = 0005 Pa • s.

2. Kis hajó (kis artériák, arteriolák):

A hajó átmérője kisebb, mint az átmérője, és a készülék több átmérőjű eritrocita 5-20

Ezek gradienst nyírási sebesség jelentősen megnövekedett, és aggregátumok szétesnek külön vörösvérsejtek, így csökkentve a rendszer viszkozitását. Ezen hajók kisebb, mint az átmérője a lumen, annál kisebb a viszkozitása a vérben. A hajók d átmérője körülbelül 5 joule vér viszkozitás körülbelül 2/3 a vér viszkozitása a nagy erekben.

A hajó átmérője kisebb, mint az átmérője a vörösvértest

In vivo edényben eritrociták könnyen deformálódik, egyre hasonló a kupola, és a tesztelt, anélkül, hogy tönkremenne, még át a kapillárisok átmérője 3 mikron. Ennek eredményeként, az érintkezési felület az eritrociták a kapilláris falán viszonyítva megnövelt a nem deformált vörösvértestek, elősegítve anyagcserét.

Feltételezve, hogy az 1. és 2. esetben, az eritrociták nem deformálódott, a (9.2) képletű lehet alkalmazni, hogy a minőségi leírását a rendszer megváltozik a viszkozitás, ami figyelembe veszi a különbséget a geometriai tényezőt a rendszer egységek (K), és az egyes vörös vérsejtek a rendszer (K): KF K. felelős a különbség a vér viszkozitását, a kis és nagy ereket.

Ahhoz, hogy írja le a folyamatot mikroerek képletű (9,2) nem alkalmazható, mivel ebben az esetben nem teljesülnek feltételezések homogenitásának a közeg és a részecske keménységű.

Így a belső szerkezete a vér, és így annak viszkozitása (9,2) nem egységes végig a vér csatorna függően áramlási körülmények között. A vér nem-newtoni folyadék. Függése viszkozitás erők a sebességgel gradiens a vér áramlását a hajók nem engedelmeskedik Newton képletű (9.1) és a nemlineáris.

A viszkozitási jellemzőit a vér áramlását a nagy erekben: OK h = (4,2 - 6) • T) =; anaemia h = (2 - 3) Hb, polycythaemia a h = (15-20) Hb. plazmaviszkozitás hpl == 1hv. A víz viszkozitását HB. = 0,01 poise (1 poise = 0,1 Pa • s).

Mint minden olyan folyadék, vér viszkozitását hőmérséklet csökkenésével növekszik. Például, a hőmérsékletet csökkentjük, a 37 ° és 17 ° vér viszkozitása 10% -kal nőtt.