ЯГМА

Медицинская физика

Лечебный факультет

1 курс

1 семестр

1 поток

Лекция №7.

«Реология»

Составил: Бабенко Н.И.

2010 г.

1. РЕОЛОГИЯ.

Реология( реос- поток, логос – учение ) – это раздел физики о течении и деформации жидких, твердых и газообразных сред и их механическом поведении под воздействием внешних сил. Термин реология ввел американский ученый Бингам, что официально утверждено в 1929 году.

Основные понятия реологии:

1. Деформация – явление смещения условных частиц (микрообъемов) среды, под действием внешних сил без нарушения целостности среды. Деформации подразделяют на:

• упругие, при которых форма восстанавливается после снятия действия силы;

• пластические, при которых форма не восстанавливается после снятия действия силы;

• остаточные, при которых форма восстанавливается частично.

2. Течение – вид деформации, которые продолжающиеся непрерывно с определенной скоростью под действием внешней силы.

3. Пластичность – способность деформироваться, как при быстром так и при медленном действии силы.

4. Ползучесть – способность деформироваться при медленном действии силы.

5. Вязкость – способность среды оказывать сопротивление при перемещении условных частиц среды относительно друг друга.

6. Напряжение сдвига – это отношение силы сопротивления, возникающей при сдвиге слоев, к площади слоев.

F/S

м²=Па (-тау)

7.Градиент скорости ( скорость сдвига ) - это отношение разности скоростей соприкасающихся слоёв к расстоянию между осями слоёв.

 ∆∆х

[м/с·м=1с=с¹ ] (-гамма пунктум)

С= Q  m·T Джкг·К

2. Жидкости, их виды и свойства.

Жидкость – это одно из агрегатных состояний вещества. Свойства:

а) Молекулы жидкости находятся на расстояниях для которых характерны силы межмолекулярного взаимодействия.

б) Жидкость принимает форму сосуда, занимая ее нижнюю часть.

в) Жидкость не сохраняет форму, но сохраняет объем в условиях действия силы гравитации.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЖИДКОСТЕЙ:

1. По постоянству физических характеристик в разных направлениях:

• изотропные (характеристики одинаковы во всех направлениях) – вода, лимфа.

• анизотропные (характеристики различны во всех направлениях) – жидкое масло.

2. По отношению к законам течения Ньютона:

• ньютоновские – подчиняются закону Ньютона (вода, неоганические растворы, низкомолекулярные органические жидкости)

• неньютоновские – не подчиняются закону Ньютона (цельная кровь, как суспензия форменных элементов в плазме).

3. По электропроводности:

• проводящие (кровь, раствор поваренной соли);

• непроводящие (жидкое масло).

4. По наличию поверхности фазового раздела:

• истинные жидкости, где отсутствует поверхность раздела между составными частями жидкости. Они прозрачны, молекулы двух разных веществ полностью перемешиваются между собой

• квазижидкости, где есть граница раздела между составными частями (пена, эмульсии, суспензии).

В жидкости разделяют дисперсную среду и дисперсную фазу.

Пена - смесь жидкости с газом.

Дисперсная среда – это жидкость, а дисперсная фаза – это газ.

Эмульсия – несмешивающаяся жидкость (сметана или сыворотка). Нет дисперсной фазы и дисперсной среды.

Суспензия – смесь жидкости с твердым веществом

Дисперсная среда – это жидкость, дисперсная фаза – это твердое тело (цельная кровь)

ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЖИДКОСТИ.

1. Объем “V” [м ³]

2. Масса “m” [кг]

3. Плотность “r “ [кг/м³]

4. Вязкость - способность жидких сред оказывать сопротивление при перемещении их условных частиц относительно друг друга.

5. Удельная теплоемкость – величина, численно равная количеству теплоты, необходимой для нагревания одного килограмма массы вещества на один градус Кельвина.

3. Течение жидкости, ее количественная оценка.

Течением называется перемещение условных частиц или микрообъемов жидкости относительно друг друга и тела отсчета.

Основное условие течения жидкости:

Жидкость течет при наличии сил, вызывающих разность давлений.

Текущая жидкость называется потоком, а линии, вдоль которых перемещается частица – линиями тока.

-линии тока

Стационарный поток - это поток, в котором скорость, давления и направления течения не изменяется со временем.

Нестационарный поток – это поток, в котором хотя бы один из параметров изменяется со временем.

КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОТОКА.

1. Сечение S – площадка, перпендикулярная к направлению течения жидкости, [м²] .

2.Объемный расход Q = V/t – отношение объема, протекающего через площадь сечения, ко времени ее протекания ,м³с .

3.Массовый расход M = m/t – отношение массы жидкости, протекающей через сечение, ко времени ee протекания, [кг/с] .

Поток называется непрерывным, если через любое сечение трубы в единицу времени протекает одинаковый объем жидкости.

S1<S2

Q1=Q2

V1/t=V2/t

l/t=v

Т.к.V = S·l ; S1·l1/t=S2·l2/t ; S1·1 = S2·2

S1/S2=21

Уравнение неразрывности струи:

Скорости потоков обратно пропорциональны сечению потоков.