Stroomlimitatie in collapsibele buizen
De volumestroom die per tijdseenheid door een buis (mL/s) gaat wordt bepaald door de snelheid van de deeltjes (v, cm/s) en het oppervlak van de doorlaat (A, cm²):
| volumestroom = snelheid·oppervlak = v·A |
Oppervlak: In een collapsibele buis worden de wanden naar elkaar toe gedrukt als de uitwendige druk toeneemt, en is de doorlaat dus een functie van het drukverschil over de wand en de elastische eigenschappen van die wand. Daardoor neemt de stromingsweerstand toe en wordt er voor de vernauwing een hogere druk opgebouwd. Ondanks deze hogere druk wordt de stroomsnelheid door de nauwe opening nooit groter dan de snelheid (zie hieronder) waarmee een drukgolf (zie referenties) zich door de wand van de buis kan voortplanten. Het is te vergelijken met het feit, dat luid geluid zich niet sneller voortplant dan zacht geluid. Ook als een steen met grote snelheid in water wordt gegooid plant de drukgolf die hiervan het gevolg is zich in water niet sneller voort dan als de steen met lage snelheid in water belandt. Het is ook te vergelijken met een waterval: hoe hoog ook de waterval is en hoe groot ook de stroom in het aanvoerende rivierbed, de snelheid van het vrij vallende water is dezelfde; hoe breder de waterval, des te meer water wordt verplaatst.
| Voortplanting van een drukgolf in collapsibele buizen | |
| 1 | Griffiths DJ. Hydrodynamics of male micturition. I. Theory of steady flow through elastic-walled tubes. Med Biol Eng 1971; 9: 581-588. |
| 2 | Pedersen OF, Nielsen TM. The critical transmural pressure of the airway. Acta Physiol Scand 1976; 97: 426-446. |
| 3 | Dawson SV, Elliott EA. Wave-speed limitation on expiratory flow – a unifying concept. J Appl Physiol 1977; 43: 498-515. |
Golfsnelheid in elastische buis
In een elastische, collapsibele buis wordt de golfsnelheid
bepaald door het oppervlak van de doorlaat van de buis (A), hoe deze verandert met het drukverval over de buis (dA/dP), and by gas
density (ρ):
| v = √ [A·(dA/dP)/ρ)]. |
Hierin is dA/dP een maat voor de elastische eigenschappen van de buis.