Нютонов и не-Нютонов флуид - studopediya
Нютонови течности - в тези течности вискозитет е независим от градиента на скоростта. Те се подчиняват на Нютон уравнение (вода, водни разтвори, нискомолекулни органични съединения # 8209; етилов алкохол, ацетон).
Не-Нютонов флуид - течност за което вискозитетът зависи от режима на потока и градиента на скоростта. Това високо молекулно тегло органично съединение, суспензии, емулсии. Тези течности се състоят от големи и комплексни молекули, които могат да образуват триизмерни структури. Този тип вискозитет е много по-голям от този на нютонови течности. Тук работата се изразходва не само за преодоляване на силите на триене между слоевете, но и унищожаване на структурни образувания.
Цялата кръв (суспензия елементи в разтвора на протеин - плазма) е не-Нютонов флуид. Нейната вискозитет е по-висока, толкова по-бавно тече. Това се дължи главно на агрегацията на червените кръвни клетки (Фиг. 24). Фиксираните червените кръвни клетки образуват така наречената "рула". С бързото притока на кръв еритроцитни агрегати разпадат и вискозитетът намалява.
а) ламинарен поток. притока на кръв в артериите на нормално е ламинарен, т.е. наредено.
Да разгледаме ламинарен поток на нютонови течности в епруветка с радиус R и дължина L (фиг. 25).
За да се поддържа постоянен режим необходимо диференциално налягане (Р1 -P2). Изолират цилиндричен слой с радиус R. поток флуид в него се инхибира чрез сила на триене пропорционална на вискозитета и областта на страничната повърхност. както и градиента на скоростта; (Cm. 18.1). сила на триене може да се намери от диференциалното налягане:
Ние приравняваме десните страни на изразите за Ftr и разделяне на променливите:
Интегриране на този израз
Обмен на границите на интеграция за.
Ние се получи следния израз за скоростта:
Този израз показва, че скоростта на централната линия на стената на тръбата варира parabolically (фиг. 26).
Фиг. 26. Размерът на флуидни слоеве чрез тръбичката разпределени
парабола. Частиците на силата F,
което го избутва към центъра на тръбата
Ниска скорост близо до стената означава, че налягането е високо в съответствие с уравнението на Бернули, в центъра на тръбата е минимална. В това отношение на частиците (например, кръвни клетки) ще изпитат сила ги натискане към центъра на тръбата. По същата причина, кръвните клетки се натрупват по оста на потока, и плазмата (нисък вискозитет) - по неговата периферия. Плазмените дебелина 0,004-0,04 mm. Еритроцити в този слой на практика не попадат. Плазмата действа като лубрикант, при което съпротивлението на движение на еритроцитите се намалява. В разредител кораба, по-ясно изразено намаляване на съпротивлението.
б) турбулентен поток - хаотично, много неравномерен, безредно поток. флуидни елементи правят движение труден път, който води до смесване. В размирни еритроцити потоци, които обикновено са ориентирани с дългия си ос по посока на потока, се преориентира и произволно подредени. В такова движение, промяна на местната налягане причинява колебателно движение на течността, което е придружено от шум. Турбулентно движение води до допълнителна работа на сърцето. Сътресенията на шума може да се използва за диагностициране на заболяването. Шум се чува, например, брахиалната артерия при измерването на кръвното налягане.