Течение жидкости по горизонтальной трубе переменного сечения

Средняя скорость течения зависит от радиуса трубы . Поэтому на участках трубы различного сечения скорости различны. По правилу Бернулли статическое давление невязкой жидкости при течении по горизонтальной трубе увеличивается там, где скорость её уменьшается, и наоборот. Кроме того, в местах изменения сечения трубы течение становится турбулентным, что вызывает потери энергии. Кроме того, поскольку количество жидкости, протекающее через поперечное сечение, не меняется, то меняется градиент давлений: при переходе от меньшего сечения к большему давление падает меньше, а при переходе от большего сечения к меньшему давление падает больше.

Течение жидкости по разветвленной трубе

В разветвленной трубе градиент давлений зависит:

1. от общего сечения разветвленной части, т.к. от этого зависит средняя скорость течения жидкости, и, следовательно, общие потери энергии.

2. от числа труб в разветвленной части, т.к. в разветвленной части площадь пристеночных слоев велика, то и потери энергии большие.

Чем больше трубок, тем больше потери энергии, тем больше падает давление.

Течение жидкости по трубе с эластичными стенками

Если жидкость течет по эластичной трубе, то упругие свойства материала стенок влияют на характер течения жидкости. При поступлении жидкости в трубу труба растягивается, а затем, сжимаясь, проталкивает жидкость силой обратной деформации.

Контрольные вопросы

•Основные понятия: свойства и особенности молекулярного строения жидкостей. Идеальная жидкость. Стационарное течение, линии тока, трубка тока. •Уравнение неразрывности струи. Уравнение Бернулли. •Практические следствия из уравнения Бернулли. •Внутреннее трение. Формула Ньютона. Смысл градиента скорости. Коэффициент внутреннего трения. Относительная и кинематическая вязкости. •Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Число Рейнольдса. •Течение жидкости по горизонтальной трубе постоянного сечения. Закон Гагена-Пуазейля. •Течение жидкости по горизонтальной трубе переменного сечения, по разветвленной и по трубе с эластичными стенками.

Тема 6. Биореология.

Биореология - раздел физики, изучающий течение биологических жидкостей, обладающих вязкостью и пластичных.

У некоторых жидкостей, преимущественно высокомолекулярных, коэффициент вязкости зависит не только от температуры и природы жидкости, но и от режима течения, градиента скорости, давления и др. факторов. Такие жидкости называются неньютоновскими к которым относится и кровь. В качестве примера неньютоновских жидкостей кровь. В биореологии формула Ньютона записывается в форме:

,

где - напряжение сдвига, - скорость сдвига.

Кривые течения – графики зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига.

Рис. 6.1.

На рис. 6.1. кривая 1 соответствует ньютоновской жидкости. Кривая 2 соответствует неньютоновской жидкости, т.е. вязко-пластичной жидкости. Здесь жидкость начинает течь только при , где предел текучести.