Gesetz von Hagen-Poiseuille
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Der Volumenstrom , d.h. das geflossene Volumen V pro Zeiteinheit, bei einer laminaren Strömung einer homogene viskosen Flüssigkeit durch ein Rohr (Kapillare) mit dem Radius r und der Länge l wird mit dem Gesetz von Hagen-Poiseuille (nach Gotthilf Heinrich Ludwig Hagen, 1797-1884; Jean Louis Marie Poiseuille, 1797-1869) beschrieben. Es lautet
mit
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Variable Bedeutung SI-Einheit Volumenstrom durch das Rohr r Innenradius des Rohres m l Länge des Rohres m η dynamische Viskosität der strömenden Flüssigkeit Pa·s Δp Druckdifferenz zwischen Anfang und Ende des Rohres Pa z Flussrichtung m
Dieses Gesetz folgt direkt aus dem stationären, parabolischen Strömungsprofil durch ein Rohr, das aus den Navier-Stokes-Gleichungen hergeleitet werden kann. Bemerkenswert ist die Abhängigkeit des Volumendurchflusses von der vierten Potenz des Radius des Rohres. Dadurch ist der Widerstand zu großen Teilen vom Radius des Rohres abhängig.
In der Praxis hat das Gesetz von Hagen-Poiseuille zum Beispiel Auswirkungen auf den Durchsatz des Blutes durch Blutgefäße bei Ablagerungen an der Gefäßwand. So bewirkt die Verengung einer Kapillare um 10% (also 0,001 bis max. 0,02 mm) einen Durchsatzrückgang um ! Um also die Nährstoffversorgung zu gewährleisten, muss die Druckdifferenz, der Blutdruck, um 34% steigen, die Folge ist Bluthochdruck.