၎င်းကို ကွယ်လွန်သူ Jean Louis Marie Poiseuille (1799-1869) မှ ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သောကြောင့် Poiseuille ညီမျှခြင်းဟုခေါ်သည်။ ရှင်းပြထားသည့်အတိုင်း အရည်တိုင်းကို စံပြအရည်အဖြစ် သတ်မှတ်နိုင်သည်။ စံပြအရည်များတွင် viscosity မရှိပါ။ ပိုက်တစ်ခုအတွင်း စီးဆင်းနေသော စံပြအရည်တစ်ခုကို ကျွန်ုပ်တို့ မြင်ယောင်ကြည့်ပါက အရည်၏ အစိတ်အပိုင်းတိုင်းသည် တူညီသောအမြန်နှုန်း (v) ဖြင့် ရွေ့လျားသည်။ စံပြအရည်များနှင့်မတူဘဲ၊ အစစ်အမှန်အရည်များ သို့မဟုတ် နေ့စဉ်ဘဝတွင် ကျွန်ုပ်တို့ကြုံတွေ့ရသော အရည်များတွင် viscosity ရှိသည်။ ၎င်းတို့တွင် viscosity ရှိသောကြောင့် ပိုက်တစ်ခုအတွင်း စီးဆင်းသောအခါ၊ ဥပမာအားဖြင့်၊ အရည်၏ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုစီ၏ အမြန်နှုန်းသည် ကွဲပြားသည်။ အလယ်ရှိ အရည်အလွှာသည် ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ ရွေ့လျားသည် (v သည် ကြီးမားသည်)၊ ပိုက်နှင့် ကပ်နေသော အရည်အလွှာသည် မရွေ့လျားပါ (v = 0)။ ထို့ကြောင့်၊ အလယ်ဗဟိုမှ ပိုက်၏အနားအထိ အရည်၏ အစိတ်အပိုင်းတိုင်းသည် မတူညီသောအမြန်နှုန်းများဖြင့် ရွေ့လျားသည်။ သင်နားလည်ရလွယ်ကူစေရန်အတွက် အောက်ပါပုံကို ကြည့်ပါ...
သတင်းအချက်အလက် :
R = ပိုက်/ပြွန်၏ အချင်းဝက်
v1 = ပြွန်၏အလယ်ဗဟို/ဝင်ရိုးတွင် အရည်စီးဆင်းမှုနှုန်း
v2 = အကွာအဝေး r တွင် အရည်စီးဆင်းမှုနှုန်း2 ပိုက်ရဲ့အနားကနေ
v3 = အကွာအဝေး r တွင် အရည်စီးဆင်းမှုနှုန်း3 ပိုက်ရဲ့အနားကနေ
v4 = အကွာအဝေး r တွင် အရည်စီးဆင်းမှုနှုန်း4 ပိုက်ရဲ့အနားကနေ
r = အကွာအဝေး
အရည်တစ်ခုစီ၏ စီးဆင်းမှုနှုန်းတူညီကြောင်းသေချာစေရန်အတွက် အရည်စီးဆင်းသည့် မည်သည့်ပိုက် သို့မဟုတ် ပြွန်၏ အစွန်းနှစ်ဖက်စလုံးတွင် ဖိအားကွာခြားချက်ရှိရမည်။ ဤနေရာတွင် အရည်ဟုဆိုရာတွင် ပိုက်မှတစ်ဆင့်စီးဆင်းသော ရေ သို့မဟုတ် ဆီ၊ သွေးကြောများမှတစ်ဆင့်စီးဆင်းသော သွေးစသည့် အစစ်အမှန်အရည်များကို ဆိုလိုသည်။ အစစ်အမှန်အရည်ကို ချောမွေ့စွာစီးဆင်းစေရန် ကူညီပေးခြင်းအပြင် ဖိအားကွာခြားချက်များသည် အရည်များကို မတူညီသောအမြင့်များတွင် ပိုက်များအတွင်း စီးဆင်းနိုင်စေပါသည်။
လူ့သွေးလည်ပတ်မှု၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာရှုထောင့်များကို စိတ်ဝင်စားသော ပြင်သစ်သိပ္ပံပညာရှင်ဟောင်း Jean Louis Marie Poiseuille သည် ဖိအားကွာခြားချက်များ၊ ပြွန်တစ်ခု၏ ဖြတ်ပိုင်းဧရိယာနှင့် ပြွန်၏အရွယ်အစားကဲ့သို့သော အချက်များသည် အရည်အစစ်၏အလျင်ကို မည်သို့အကျိုးသက်ရောက်သည်ကို စုံစမ်းစစ်ဆေးရန် သုတေသနပြုလုပ်ခဲ့သည်။ Jean Louis Marie Poiseuille မှရရှိသောရလဒ်များကို Poiseuille ညီမျှခြင်းဟုလူသိများသည်။
Poiseuille ညီမျှခြင်းကို ယခင်က ရရှိခဲ့သော viscosity coefficient ညီမျှခြင်းကို အသုံးပြု၍ ရရှိနိုင်မည်ဖြစ်သည်။ ကျွန်ုပ်တို့သည် viscosity ညီမျှခြင်းကို အသုံးပြုပါသည်၊ သို့သော် အခြေအနေမှာ တစ်ထပ်တည်းမကျပါ။ viscosity coefficient ညီမျှခြင်းကို ရရှိနိုင်သည့်အခါ၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် parallel plates နှစ်ခုကြားရှိ အရည်အလွှာတစ်ခု၏ စီးဆင်းမှုကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားပြီး အရည်သည် tensile force (F) ကြောင့် ရွေ့လျားနိုင်သည်။ ကွာခြားချက်မှာ ကျွန်ုပ်တို့ ရရှိမည့် Poiseuille ညီမျှခြင်းသည် ပိုက်/ပြွန်တစ်ခုအတွင်းရှိ အရည်အစစ်၏ စီးဆင်းမှုကို လွှမ်းမိုးသောအချက်များနှင့် ဖိအားကွာခြားချက်များကြောင့် အရည်စီးဆင်းမှုကို ဖော်ပြထားခြင်းဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် viscosity coefficient ညီမျှခြင်းကို ထပ်မံချိန်ညှိရန် လိုအပ်ပါသည်။
ဖိအားကွာခြားမှုကြောင့် (ဖိအားများသောနေရာမှ ဖိအားနည်းသောနေရာသို့ အရည်များစီးဆင်းသည်) အရည်များစီးဆင်းနိုင်သည်၊ ထို့ကြောင့် F ကို p ဖြင့် အစားထိုးပါသည်။1 - စ2 (p1 > ပီ2).
viscosity coefficient အတွက် ညီမျှခြင်းကို ရယူသောအခါ၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် parallel plates နှစ်ခုကြားရှိ အရည်အလွှာတစ်ခု၏ စီးဆင်းမှုကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားပါသည်။ အရည်၏ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုစီသည် အကွာအဝေး l ဖြင့် အလျင်ပြောင်းလဲမှုကို ပုံမှန်ကြုံတွေ့ရသည်။ ဤကိစ္စတွင်၊ အရည်စီးဆင်းမှုနှုန်းသည် ပြွန်၏ဝင်ရိုးမှ ပြွန်၏အနားသို့ ပုံမှန်ပြောင်းလဲသည်။ ပြွန်၏ဝင်ရိုးရှိ အရည်သည် ပိုမိုမြန်ဆန်သောအမြန်နှုန်း (v) ဖြင့် စီးဆင်းသည်။ အစွန်းသို့ ဝေးလေ၊ အရည်အမြန်နှုန်း လျော့ကျလေဖြစ်သည်။ ပြွန်၏အချင်းဝက် = ပြွန်၏ဝင်ရိုးနှင့် ပြွန်၏အနားကြားအကွာအဝေး = R။ အရည်၏ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုစီနှင့် ပြွန်၏အနားကြားအကွာအဝေး = r။ အရည်၏ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုစီ၏ အရေအတွက်သည် အလွန်များပြားပြီး ပြွန်၏အနားမှ ၎င်းတို့၏အကွာအဝေးလည်း ကွဲပြားသောကြောင့်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် ၎င်းကို ဤသို့ရိုးရှင်းစွာ ရေးသားပါသည်။
v1 = ပြွန်၏အစွန်းမှ r1 အကွာအဝေးရှိ အရည်၏အလျင် (r1 = R)
v2 = ပြွန်၏အစွန်းမှ r2 အကွာအဝေးရှိ အရည်၏အလျင် (r2 < r1)
v3 = ပြွန်၏အစွန်းမှ r3 အကွာအဝေးရှိ အရည်၏အလျင် (r3 < r2 < r1)
v4 = ပြွန်၏အစွန်းမှ r4 အကွာအဝေးရှိ အရည်၏အလျင် (r4 < r3 < r2 < r1)
………………………………… ..
vn = ပြွန်၏အစွန်းမှ rn အကွာအဝေးရှိ အရည်အလျင် (rn < …… < r4 < r3 < r2 < r1 )
အရည်၏ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုစီ၏ အရေအတွက်သည် အလွန်များပြားပြီး ၎င်း၏ အမှန်တကယ် မည်မျှရှိသည်ကို ကျွန်ုပ်တို့ အတိအကျ မသိရှိသောကြောင့် n သင်္ကေတဖြင့် ရေးသားရုံဖြင့် လုံလောက်ပါသည်။ အရည်၏ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုစီသည် ပြွန်၏ ဝင်ရိုး (r1 = R) မှ ပြွန်၏ အစွန်း (rn) အထိ နှုန်း (v) ပြောင်းလဲမှု ပုံမှန်ကြုံတွေ့ရသည်။ ပြွန်၏ ဝင်ရိုး (r1 = R) မှ ပြွန်၏ အစွန်း (rn) အထိ အရည်၏ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုစီ၏ နှုန်းသည် သေးငယ်လာသည် (v1 > v2 > v3 > v4 > …. > vn)။
အထက်ပါရှင်းလင်းချက်မှ R မှ rn သို့ အရည်စီးဆင်းမှုနှုန်း လျော့ကျသွားကြောင်း သိရှိနိုင်ပါသည်။ ပိုက်၏အရှည် = L။ ရရှိလာသောညီမျှခြင်းသည်-
ကျွန်ုပ်တို့ စဉ်းစားနေတာက အရည်စီးဆင်းမှုနှုန်း (v) ဖြစ်တဲ့အတွက်၊ ညီမျှခြင်း ၂ က အောက်ပါအတိုင်း ဖြစ်လာပါတယ်-
ဤသည်မှာ R အချင်းဝက်ရှိသော ပိုက်မှ r အကွာအဝေးတွင် အရည်စီးဆင်းမှုနှုန်းအတွက် ညီမျှခြင်းဖြစ်သည်။ အထက်ပါပုံကိုကြည့်နေစဉ် ဇဝေဇဝါဖြစ်နေပါက... အရည်သည် ပိုက် သို့မဟုတ် ပြွန်အတွင်း စီးဆင်းကြောင်း ကျေးဇူးပြု၍ သတိပြုပါ၊ ထို့ကြောင့် အရည်၏ ပမာဏစီးဆင်းမှုနှုန်းကို ပြန်လည်သုံးသပ်ရန် လိုအပ်ပါသည်။
ပြွန်အတွင်းတွင် အရည်တစ်ခုရှိသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် အရည်ကို အလွန်သေးငယ်သော အပိုင်းအစများအဖြစ် ပိုင်းခြားထားပြီး အပိုင်းအစတစ်ခုစီတွင် ယူနစ်ဧရိယာ dA ရှိပြီး ပြွန်၏ဝင်ရိုးမှ အကွာအဝေးတွင် ရှိပြီး စီးဆင်းမှုနှုန်း v ရှိသည်။ သင်္ချာနည်းအရ ၎င်းကို အောက်ပါအတိုင်း ရေးသားနိုင်သည်။
dA1 = အရည်အပိုင်း ၁၊ ၎င်းသည် ပြွန်ဝင်ရိုးမှ ၁ အကွာတွင်ရှိသည်။
dA2 = အရည်အပိုင်း ၁၊ ၎င်းသည် ပြွန်ဝင်ရိုးမှ ၁ အကွာတွင်ရှိသည်။
dA3 = အရည်အပိုင်း ၁၊ ၎င်းသည် ပြွန်ဝင်ရိုးမှ ၁ အကွာတွင်ရှိသည်။
……………………………
dA n = အရည်အပိုင်း n၊ ၎င်းသည် ပြွန်ဝင်ရိုးမှ အကွာအဝေး dA n ဖြစ်သည်။
အရည်အပိုင်းအစတွေ အရမ်းများလွန်းလို့ n သင်္ကေတနဲ့ ရေးလိုက်ရုံနဲ့ အဆင်ပြေပါတယ်။ အရည်အပိုင်းအစတစ်ခုစီရဲ့ ထုထည်စီးဆင်းမှုနှုန်းကို အောက်ပါအတိုင်း သင်္ချာနည်းအရ ရေးသားနိုင်ပါတယ်။
အရည်တစ်ခုစီသည် r = 0 မှ r = R (R = ပြွန်၏အချင်းဝက်) အကွာအဝေးတွင်ရှိသည်။ တစ်နည်းအားဖြင့် ပြွန်၏ဝင်ရိုးမှတိုင်းတာသောအခါ အရည်တစ်ခုစီ၏အကွာအဝေးကွဲပြားသည်။ ကဲကုလပ်စ် (ပေါင်းစပ်မှု) ကို ပြုပြင်ပါက ပြွန်အတွင်းရှိ အရည်၏ ထုထည်စီးဆင်းမှုနှုန်းအတွက် ညီမျှခြင်းကို ရရှိမည်ဖြစ်သည်။
သတင်းအချက်အလက် :
Q = ဒက်ဘစ်
R = ပိုက် သို့မဟုတ် ပြွန်၏ အတွင်းပိုင်းအချင်းဝက်
η = စေးကပ်မှုကိန်း
P1 - စ2 = ပိုက်၏ အစွန်းနှစ်ဖက်ကြားရှိ ဖိအားကွာခြားချက်
L = ပိုက်အရှည်
p1-p2/L = ဖိအား gradient (အရည်စီးဆင်းမှုသည် ဖိအားလျော့ကျသည့် ဦးတည်ချက်အတိုင်း အမြဲသွားသည်)
အထက်ဖော်ပြပါ Poiseuille ညီမျှခြင်းအပေါ် အခြေခံ၍ အရည်၏ ထုထည်စီးဆင်းမှုနှုန်း၊ တစ်နည်းအားဖြင့် စွန့်ထုတ်မှု (Q) သည် ပြွန်၏ အချင်းဝက် (R) ၏ စတုတ္ထပါဝါနှင့် အချိုးကျသည်ဟု ထင်ရသည်။4), ဖိအားပြောင်းလဲမှု (p)2 - စ1 /L) ဖြစ်ပြီး viscosity နှင့် ပြောင်းပြန်အချိုးကျသည်။ ပြွန်၏ အချင်းဝက် တိုးလာပါက (viscosity coefficient နှင့် pressure gradient သည် ကိန်းသေရှိနေမည်)၊ အရည်စီးဆင်းမှုနှုန်းသည် 16 ဆ တိုးလာသည်။
ပိုက်များ၊ ဆေးထိုးအပ်များ စသည်တို့ကို ဒီဇိုင်းဆွဲခြင်း၏ အခြေခံသဘောတရားသည် ဤညီမျှခြင်းကို အသုံးပြုသည်။ အရည်ထွက်ရှိမှုသည် R နှင့် အချိုးကျသည်။4 (R = ပြွန်၏အချင်းဝက်)။ ဆေးထိုးအပ်၏အချင်းဝက် သို့မဟုတ် ပိုက်၏အချင်းဝက်ကို ဂရုတစိုက်တွက်ချက်ရန် လိုအပ်ပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ဆေးထိုးအပ်၏အချင်းဝက်ကို နှစ်ဆတိုးပါက (r x 2)၊ ဖြန်းသော အရည်ထွက်ရှိမှု = သည် လက်မ၏ဖိအားကို ၁၆ ဆတိုးစေသည်။
Poiseuille ရဲ့ ညီမျှခြင်းက အချင်းဝက်ရဲ့ စတုတ္ထထပ်ကိန်း (r) ကိုလည်း ပြသပါတယ်။4) သည် ပိုက်၏ အစွန်းနှစ်ဖက်ကြားရှိ ဖိအားကွာခြားချက်နှင့် ပြောင်းပြန်အချိုးကျသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ အစပိုင်းတွင် သွေးသည် အတွင်းပိုင်းအချင်းဝက် r ရှိသော သွေးကြောတစ်ခုတွင် စီးဆင်းသည်။ သွေးကြောကျဉ်းသွားပါက (ဥပမာ၊ r/2 = သွေးကြော၏ အတွင်းပိုင်းအချင်းဝက် ၂ ဆ လျော့ကျသွားပါက)၊ သွေးစီးဆင်းမှုကို ယခင်အတိုင်းဖြစ်စေရန် (သွေးထွက်ခြင်း သို့မဟုတ် သွေးပမာဏစီးဆင်းမှုနှုန်း တည်ငြိမ်နေစေရန်) ဖိအားကွာခြားချက် ၁၆ ဆ လိုအပ်ပါသည်။
