Слайд 1-11.
Как мы уже говорили, жидкость может определяться как субстанция, которая постоянно деформируется при воздействии сдвиговых или тангенсальных напряжений. Рассмотрим две параллельные плоскости в поперечном сечении А см 3.
 |
Слайд 1-11.
Тангенсальная сила Р приложена к верней плоскости , как показано на слайде. В результате она будет сдвигать эту плоскость со скоростью u (cм/с) по отношению к нижней плоскости. Слои жидкости, прилегающие к верхней плоскости , будут двигаться с той же скоростью, как и верхняя плоскость, т.к. полагаем, что жидкость не проскальзывает относительно плоскости. Аналогично жидкость, прилегающая к нижней плоскости, останется в покое.
Однако, появляется, как видно, градиент скорости. Сдвиговая сила Р, деленная на площадь А, определяется как сдвиговое напряжение (shear stress) τ.
Градиент скорости определяется как скорость сдвига (rate of shear) γ.
Т.е.γ – есть отношение u/h , где h– расстояние между двумя параллельными плоскостями.
Скорость сдвига выражается в размерности с-1 .
В пределе скорость сдвига определяется в пределе как du /dy , как показано на слайде, где y - расстояние перпидикулярное направлению сдвига.
Тангенсальное напряжение во многом аналогично силе трения, которая противодействует относительному перемещению соседних слоев жидкости.
Поэтому, когда жидкость течет над плоской поверхностью и ее более удаленные от стенки слои ,движутся быстрее, чем близлежащие, а тангенсальная составляющая напряжения, действующая между соседними слоями, стремится замедлить движение более быстрых из них и ускорить движение более медленных.
Ньютон назвал это тангенсальноенапряжение - “дефектомскольжения“. Теперь это свойство называют вязкостью.
Свойства потока всех жидкостей определяются как зависимость между напряжением сдвига и скоростью сдвига. Жидкости, в которых напряжение сдвига прямо пропорционально скорости сдвига называются Ньютоновскими жидкостями.
τ =μ γ (1-9)
где μ – коэффициент пропорциональности, определяемая как коэффициент вязкости.
Таким образом, вязкость жидкости или внутреннее трение – свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одной ее части относительно другой. В свою очередь вязкость жидкости обусловлена, в первую очередь, межмолекулярным взаимодействием (например, силами Ван-дер-Ваальса, ограничивающим подвижность молекул). Наличие вязкости приводит к диссипации энергии внешнего источника, вызывающего движение жидкости, и переходу ее в теплоту.
В определенных диапазонах напряжений и скоростей сдвига кровь является неньютоновской жидкостью, т.к. ее вязкость изменяется в определенных скоростях сдвига. В крупных сосудах кровь можно считать ньютоновской жидкостью и описание ее движения может быть упрощено. Однако в мелких сосудах, где размер элементов крови соизмерим с диаметров сосудов, подобное упрощение невозможно.
Поскольку напряжение, как и давление, равно силе на единицу поверхности, а градиент скорости – величина, обратная времени и измеряемая в с –1,то из уравнения следует, что вязкость в системе СИ измеряется в H·c·м -2 или Па· с (Па=Н· м-2)
Часто вязкость крови обозначают в Пуазах в честь Пуазейля (1 Пуаз = 0.1 Па· с) или сантиПуазах (1 сПз = 0.01 Пз).
В норме значения динамической вязкости крови лежат в пределах 3-4 сПз.
(Слайд 1-12).Зависимость, выраженная уравнением 1.9, может быть построена в виде графика напряжение сдвига – скорость сдвига
 | |||
|