19.9
Rozważ stały, nieściśliwy przepływ przez prostą cylindryczną rurę o stałym promieniu R, znany jako przepływ Hagena-Poiseuille'a.
Geometria cylindryczna umożliwia użycie współrzędnych r, θ i z do pomiarów promieniowych, kątowych i osiowych.
Płyn płynący równolegle do osi rurki ma czysto osiową składową prędkości i zmienia się tylko wraz z odległością promieniową.
Warunki te upraszczają równania Naviera-Stokesa, ujawniając paraboliczny profil prędkości pokazujący, że prędkość jest największa w środku i maleje w kierunku ścian, osiągając zero na granicy.
Pokazuje to przepływ laminarny, w którym cząstki płynu poruszają się płynnie w zorganizowanych warstwach.
Zintegrowanie tego profilu z przekrojem poprzecznym rury daje prawo Poiseuille'a, które wyraża natężenie przepływu Q jako zależne od czwartej potęgi promienia rury, lepkości płynu i gradientu ciśnienia.
Średnia prędkość V, obliczona z Q, jest połową maksymalnej prędkości obserwowanej w środku rury.
Ten rozkład prędkości potwierdza, że przepływ jest najwyższy w środku i spada parabolicznie do zera przy ścianie.
Przepływ Hagena-Poiseuille'a opisuje stały, nieściśliwy przepływ lepkiej cieczy przez cylindryczną rurę o stałym promieniu R. Profil tego przepływu je…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.