Ньютоновские и неньютоновские жидкости

Вязкость жидкости. Уравнение Ньютона.

Биореология.

БИОРЕОЛОГИЯ - учение о деформациях и текучести жидких сред организма.

Основной причиной, передвижения реальной жидкости по сосудам является разностью давлений в начале и в конце сосудов. В кровеносной системе эту разность давлений обеспечивает работа сердца.

Течение крови зависит как от свойств крови, так и от свойств кровеносных сосудов. Механические свойства кровеносных сосудов определяются главным образом свойствами коллагена, эластина и гладких мышечных волокон.

Деформация кровеносного сосуда как результат действия давления изнутри на упругий сосуд определяется уравнением Ламе:

d = pr/h, где d - механическое напряжение, p - давление, r - радиус внутренней части сосуда, h - толщина сосуда. Считая, что при растяжении сосуда объем его стенки не изменяется (площадь стенки возрастает, а толщина убывает), можно записать, что:

d = pr/h = prr/rh = pr ² / b, где rh = b - площадь сечения стенки сосуда.

При течении реальной жидкости (которой является и кровь) отдельные ее слои воздействуют друг на друга с силами, касательными к слоям. Это явление называется внутренним трением или вязкостью (h).

Сила внутреннего трения (F_тр) пропорциональна площади S взаимодействующих слоев и тем больше, чем больше скорость их относительного движения. Так как разделение на слои условно, то принято выражать силу в зависимости от изменения скорости, отнесенного к длине в направлении, перпендикулярном скорости, т.е. dv/dx

F_тр = h S dv/dx -Это уравнение Ньютона.

Ньютоновскими называют жидкости, вязкость которых зависит только от ее природы и температуры и не зависит от градиента скорости. Такие жидкости подчиняются уравнению Ньютона, поэтому их называют Ньютоновскими.

Неньютоновскими называют жидкости, вязкость которых зависит не только от ее природы и температуры, но и от градиента скорости. Они не подчиняются уравнению Ньютона. Иногда вязкость ньютоновских жидкостей называют нормальной, а неньютоновских – аномальной.

Жидкости, состоящие из сложных и крупных молекул, например, растворы полимеров, и образующие благодаря сцеплению молекул или частиц пространственные структуры, являются неньютоновскими. Их вязкость при прочих равных условиях много больше, чем у простых жидкостей. Увеличение вязкости происходит потому, что при течении этих жидкостей работа внешней силы затрачивается не только на преодоление истинной, ньютоновской вязкости, но и на разрушение структуры.

Дата добавления: 2014-01-06