04 // مجموعه تعاملی فرمول‌های علمی // مکانیک سیالات، مقاومت مصالح، انتقال حرارت و سیگنال‌هاQ = (π · R⁴ · ΔP) / (8 · μ · L)
قانون هاگن-پوازوی برای جریان آرام درون لوله
جواب تحلیلی دقیق معادلات ناویه-استوکس برای دبی حجمی جریان آرام و پایا در یک لوله استوانه‌ای.
مرجع فرمول
فرمول اصلی
Q = (π · R⁴ · ΔP) / (8 · μ · L)
فرم‌های بازآرایی‌شده
ΔP = (8 · μ · L · Q) / (π · R⁴)
R_hyd = 8μL / (πR⁴)
متغیرها و واحدها
| Symbol | Name | Unit |
|---|---|---|
| Q | Volumetric Flow Rate | m³/s |
| R | Tube Inner Radius | m |
| dP | Pressure Drop ΔP | Pa |
| mu | Dynamic Viscosity | Pa·s |
| L | Tube Length | m |
ورودی‌ها و پارامترها
[m]
[Pa]
[Pa·s]
[m]
نتیجه محاسبه (Volumetric Flow Rate)
Q =3.59039e-5m³/s
توضیحات و پیشینه فرمول
- Integrating viscous shear balance (1/r)d/dr(r μ dv/dr) = −ΔP/L with no-slip wall boundary v(R)=0 gives a parabolic velocity profile v(r) = (ΔP/(4μL))(R² − r²).
- Integrating 2πr·v(r)dr from 0 to R yields Q = πR⁴ΔP/(8μL).
مثال‌های حل‌شده گام‌به‌گام
#1: Microfluidic capillary (R = 2 mm, L = 0.25 m) carrying blood-mimicking fluid (μ = 0.0035 Pa·s) under ΔP = 5,000 Pa.
R = 0.002 mΔP = 5,000 Paμ = 0.0035 Pa·sL = 0.25 m
Q = π × (1.6×10⁻¹¹) × 5000 / (8 × 0.0035 × 0.25) = 2.513×10⁻⁷ / 0.007
→ Q = 3.59 × 10⁻⁵ m³/s (35.9 mL/s)
#2: Effect of a 20% arterial radius narrowing (R drops to 0.8R) at constant pressure drop.
R₂ / R₁ = 0.80
Q₂ / Q₁ = (0.80)⁴ = 0.4096
→ Flow rate drops by 59.0% (to 41.0% of baseline)
آیا این ابزار برای شما مفید بود؟
پرسش‌های متداول (FAQ)
ابزار آنلاین قانون هاگن-پوازوی برای جریان آرام درون لوله چگونه کار می‌کند؟+
مقادیر معلوم را وارد کنید یا لغزنده‌ها را تغییر دهید تا قانون هاگن-پوازوی برای جریان آرام درون لوله بر اساس رابطه Q = (π · R⁴ · ΔP) / (8 · μ · L) به‌صورت درجا در مرورگر شما محاسبه و ترسیم شود. جواب تحلیلی دقیق معادلات ناویه-استوکس برای دبی حجمی جریان آرام و پایا در یک لوله استوانه‌ای.
آیا می‌توانم نتایج و نمودارهای قانون هاگن-پوازوی برای جریان آرام درون لوله را دانلود یا چاپ کنم؟+
بله، می‌توانید به‌راحتی خروجی SVG، PNG، CSV دریافت کنید یا کاربرگ را چاپ نمایید.
آیا می‌توانم داده‌های نمونه را در قانون هاگن-پوازوی برای جریان آرام درون لوله پاک کنم و از صفحه خالی شروع کنم؟+
بله، با کلیک روی دکمه پاک‌سازی در بالای ابزار می‌توانید تمام ورودی‌ها را خالی کنید یا هر زمان دوباره داده‌های نمونه را بارگذاری نمایید.