泊肃叶定律的真正问题
写出泊肃叶方程,并根据该方程简述测量液体粘度的方法和原理。如下所示:
1.泊肃叶流动
Poiseuille流最初是为了描述血管中的血液流动而提出的,在生物力学中起着重要的作用。与之相关的是泊肃叶定律,它支配着粘性流体在圆管中的流动规律。
Poiseuille流是一种压力驱动流,具有给定的压力边界,属于Neumann型。
下面介绍压力梯度和速度分布的表达式,它们在下面的数值实现中起着重要的作用:压力梯度用于确定压力边界条件;速度分布用于数值验证。
2.模型设置
模型和晶格BGK单弛豫模型,D2Q9晶格。计算区域内沿流向和高度方向分别有3个和9个网格点。由于侧重于流体速度沿高度方向的分布,因此在方向上排列了更多的格点。
在一定温度下,当液体在完全润湿管壁的垂直毛细管中流动时,其运动粘度与流动时间成正比。测量时,通过测量已知运动粘度的液体流出毛细管粘度计的时间,然后测量样品流出同一粘度计的时间,可以计算出样品的粘度。常用的仪器是乌氏粘度计。