19.9
Hagen-Poiseuille 흐름으로 알려진 일정한 반경 R의 직선 원통형 튜브를 통한 안정적이고 압축되지 않는 흐름을 고려하십시오.
원통형 형상을 사용하면 좌표 r, θ 및 z를 방사형, 각도 및 축 방향 측정에 사용할 수 있습니다.
튜브의 축과 평행하게 흐르는 유체는 순전히 축 방향 속도 성분을 가지며 반경 방향 거리에 따라서만 변합니다.
이러한 조건은 Navier-Stokes 방정식을 단순화하여 속도가 중심에서 가장 높고 벽으로 갈수록 감소하여 경계에서 0에 도달함을 보여주는 포물선 속도 프로파일을 나타냅니다.
이것은 유체 입자가 조직화된 층에서 부드럽게 움직이는 층류를 보여줍니다.
이 프로파일을 튜브의 단면에 적분하면 유속 Q를 튜브 반경의 4제곱, 유체 점도 및 압력 구배에 의존하는 것으로 표현하는 Poiseuille의 법칙이 제공됩니다.
Q에서 계산된 평균 속도 V는 튜브 중심에서 관측된 최대 속도의 절반입니다.
이 속도 분포는 흐름이 중심에서 가장 높고 벽에서 포물선으로 0으로 감소한다는 것을 확인합니다.
하겐-푸아수이유 흐름은 일정한 반경 R을 가진 원통형 관을 통과하는 점성 유체의 정상적이고 압축 불가능한 흐름을 설명합니다. 이 흐름 프로파일은 모세관과 같은 좁은 채널에서 유체 이동을 이해하는 데 자주 적용됩니다. 이는 층류의 기초적인 예입니다. 이 모델에서 원통형…