قانون هاجن-بوازوي

قانون هاجن-بوازوي (بالإنجليزية: Hagen–Poiseuille law) هو قانون للعالمين "جوتهيلف هاجن" الألماني 1797–1884 و "جين بوازوي " الفرنسي 1797–1869) ، يصف حركة جريان مائع (مثل الماء) في أنبوب.[1][2][3] يعرف ما يسمى "حجم الجريان " ( أي الحجم V المتحرك في الثانية) في حالة جريان صفائحي لمائع نيوتن في أنبوب نصف قطره r وطولها l .

a) انبوب يجري فيه مائع جريان صفائحي. b) مقطع في الأنبوب يوضح توزيع سرعات الطبقلت المختلفة للمائع . طبقات المائع المجاورة للسطح الداخلي للأنبوب تكون سرعتها منخفضة عن تلك التي تجري في وسط الأنبوب . أطوال الأسهم تعطي مقادير السرعة.

القانون

صيغة القانون كالآتي:

حيث:

المتغير معناه بوحدات SI
حجم الجريان
نصف القطر الداخلي للأنبوبm
طول الأنبوبm
اللزوجة الحركية للمائع الجاريPa·s
فرق الضغط بين أول الأنبوب و آخرهPa
zاتجاه الجريان

حيث وحدات SI (النظام الدولي للوحدات) ، ومن ضمنها هنا متر ، و ثانية , باسكال (وحدة) .

نشأة اضطرابات (دوامات) أثناء جريان صفائحي لمائع

يصف هذا القانون توزيع السرعات لطبقات الماء الاسطوانية داخل الأنبوب على أساس معادلات نافير-ستوكس ، أو يمكن استنتاجها أيضا من اللزوجة . هذا التوزيع يتبع شكل قطع مكافيء كما هو موضح في الشكل ، حيث يعطي طول السهم سرعة طبقة المائع.

والخاصية الملفتة للنظهر هنا أن " حجم الجريان " يعمد على القوة 4 لنصف قطر الأنبوب . بالتالي تعتمد مقاومة الجريان في الأنبوب على نصف قطر الأنبوب ، بمعنى أنه بتقليل نصف قطر الأنبوب إلى النصف يزيد مقاومة الجريان 16 مرة .

تطبيقات

في مجال انطباق القانون (جريان صفائحي غير مضطرب) في انبوب ذو مقطع دائري ، فبتصغير نصف القطر بنسبة 10% تعمل على خفص انسياب المائع بنسبة . وفي حالة رغبتنا في زيادة جريان المائع إلى المقدار السابق قبل تصغير نصف قطر الأنبوب ، فهذا يستلزم رفع فرق الضغط بنسبة 52%.

كما يستخدم قانون هاجن-بوازوي لاستنباط معادلات لنماذج تخص جريان مواد سائبة ، مثل الماء و الدقيق و الرمل و الخرسانة وغيرها .

أقرأ أيضاً

مراجع

  1. "معلومات عن قانون هاجن-بوازوي على موقع enciclopedia.cat". enciclopedia.cat. مؤرشف من الأصل في 20 سبتمبر 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  2. "معلومات عن قانون هاجن-بوازوي على موقع britannica.com". britannica.com. مؤرشف من الأصل في 3 سبتمبر 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  3. "معلومات عن قانون هاجن-بوازوي على موقع academic.microsoft.com". academic.microsoft.com. مؤرشف من الأصل في 26 أكتوبر 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
    • بوابة الفيزياء
    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.