Калькулятор закона Пуазейля

Закон Пуазейля описывает установившееся ламинарное течение несжимаемой ньютоновской жидкости по длинной прямой круглой трубе. Объёмный расход равен Q = π ΔP r⁴ / (8 μ L), где ΔP — перепад давления, r — внутренний радиус, μ — динамическая вязкость, L — длина трубы. Калькулятор использует единицы СИ, поэтому расход получается в кубических метрах в секунду. Средняя скорость определяется как v = Q / (π r²): объём, проходящий за секунду, делится на площадь поперечного сечения. Радиус влияет особенно сильно, поскольку входит в четвёртой степени. Его удвоение при прочих равных увеличивает прогнозируемый расход в шестнадцать раз. Расход прямо пропорционален перепаду давления и обратно пропорционален вязкости и длине. Такая чувствительность делает точное измерение внутреннего диаметра важным для капиллярных систем, лабораторных трубок, смазочных линий, медицинских моделей кровотока и микрофлюидных каналов. Небольшая ошибка радиуса может вызвать гораздо большую ошибку расхода. Закон основан на строгих допущениях. Течение должно быть полностью развитым и ламинарным, труба — намного длиннее своего диаметра, стенка — жёсткой с условием прилипания, а свойства жидкости — приблизительно постоянными. Калькулятор определяет число Рейнольдса по Re = ρvD / μ, где ρ — плотность, D — диаметр, равный удвоенному радиусу. Значения ниже примерно 2300 обычно указывают на ламинарный режим; выше начинается переход и требуются турбулентные модели. Входные эффекты, изгибы, фитинги, шероховатость, пульсации, сжимаемость и неньютоновское поведение тоже могут отклонять измеренный расход от идеального прогноза. Динамическую вязкость вводят в паскаль-секундах, а не в сантипуазах без пересчёта: один сантипуаз равен 0.001 паскаль-секунды. Перепад давления — давление на входе минус давление на выходе для указанной длины. Используйте внутренний радиус, не наружный. Результаты полезны для учёбы, предварительного проектирования, сравнения и проверки опытов, но расчёт ответственных трубопроводов должен учитывать потери в фитингах и применимые инженерные нормы. Перед использованием рассчитанного расхода всегда проверяйте, поддерживает ли число Рейнольдса допущение о ламинарном течении.