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1、2.5 泊肃叶定律 斯托克斯定律,一、泊肃叶定律,(描述水平管道中牛顿流体的流速随半径 r 的分布规律),流层所受 的内摩擦力的合力为,流层所受的净压力为,长为l,流速为v 的与管同轴的薄圆筒状流层。,稳定流动时,有,圆管中实际流体的流速随半径的分布规律。,由此得,积分,得,令 ,得 。,于是,得,积分,得,当 ,有 ,,于是,得,通过管道的总流量,泊肃叶定律,令,得,达西定理,测量流体粘滞系数的实验方法,如毛细管粘度计,Q 与 成反比;,Q 与 (单位长度上的压强差)成正比;,Q 与R 4成正比,R对Q 的影响非常大;,奥氏粘度计.,牛顿流体中作低速运动的小球所受阻力的大小:,式中 为牛顿流
2、体的黏滞系数, 为小球半径, 为小球相对于流体的速度。,二、斯托克斯定律,(牛顿流体中的小球作低速运动的规律),测定流体的粘滞系数、进行沉降分离和离心分离。,沉降分离,三力平衡时有,收尾速度,黏滞系数,颗粒半径,离心分离,因生物大分子半径很小,收尾速度vT 太小,无法实现沉降分离。必须通过增大力场的办法使其的收尾速度达到要求。,以离心场替代重力场,所以 g 应由 2 x取代,得出颗粒的收尾速度为,离心加速度经常用重力加速度的倍数来表示,以此表明离心机离心能力的大小。,IS制中单位为秒(s).常用斯威德伯(S).,沉降系数,S是单位离心加速度引起的沉积速度。,1 S = 10-13 s,A,O,C,B,如果土壤颗粒匀速下沉的距离 s = 0.150 m ,所用时间 t = 67 s , 80时土壤颗粒的密度= 2.65103 kgm -3 ,水的密度0= 9.982102 kgm -3 , 粘滞系数 = 1.00510
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