Ламинарное течение- это слоистое течение. Слои жидкости движутся параллельно, не смешиваясь между собой Турбулентное течение – это вихревое течение жидкости сопровождающееся перемешиванием слоев, обусловленным образованием вихрей. Скорость частиц непрерывно меняется.
Скорость течения крови значительно различается в разных отделах кровеносной системы. Она определяется уравнением неразрывности потока. S·v = const Через каждый уровень поперечного сечения, обозначенный вертикальными линиями, протекает одинаковый объем крови Площадь поперечного сечения аорты в 600 раз меньше, чем капилляров. Поэтому в капиллярах скорость кровотока низкая. V аорт. =0,5 м / с V капил. = 0,5 мм / с Уравнение неразрывности потока
Связь между поперечным сечением и скоростью кровотока
Закон Бернулли является следствием закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной несжимаемой жидкости: ρ — плотность жидкости, ϑ - скорость потока, h - высота, p – давление, g - ускорение свободного падения Для горизонтальной трубы уравнение Бернулли принимает вид: Из закона Бернулли следует, что при уменьшении сечения потока, из-за возрастания скорости (динамического давления) статическое давление падает. Даниил БЕРНУЛЛИ (1700–1782)
Закупорка Расширение S·v = const
Вязкость (внутреннее трение) – это свойство текучих тел оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой Основной закон вязкого течения был установлен Ньютоном (1713) Формулировка : сила внутреннего трения F между слоями движущейся жидкости прямо пропорциональна скорости сдвига и площади поверхности соприкасающихся слоев S. Коэффициентом пропорциональности является коэффициент вязкости η.
Ньютоновские и неньютоновские жидкости σ = η ∙ grad ν η не зависит от grad υ η зависит от grad υ Ньютоновская жидкость Неньютоновская жидкость η = const η grad υ η ≠ const η grad υ Пример : однородная жидкость, вода, ртуть, глицерин, лимфа, плазма крови, сыворотка Пример : неоднородные жидкости, суспензии, кровь, эмульсии
Формула Пуазейля Жан Мари Пуазейль (1799-1869) Французский врач, физик, физиолог, преподавал медицинскую физику Формулировка : Объём жидкости Q, протекающей по горизонтальной трубе небольшого сечения за единицу времени, прямо пропорционален радиусу трубы R в четвёртой степени, разности давлений ∆ P на концах трубы, обратно пропорционален коэффициенту вязкости η и длине трубы. Коэффициентом пропорциональности является π /8 (получен эмпирически ).
Характер течения жидкости определяется числом Рейнольдса РЕЙНОЛЬДС, ОСБОРН (1842–1912), английский инженер и физик В 1883 Рейнольдс установил, что ламинарное течение переходит в турбулентное, когда введенное им число Рейнольдса превышает критическое значение. Если Re < Re кр = > Ламинарное течение Если Re > Re кр = > Турбулентное течение Величина безразмерная
Кровь относится к неньютоновским жидкостям. Ее вязкость зависит от режима течения. η grad υ В капиллярах grad v ↓ η ↑ η = 800 мПа•с В артериях grad v ↑ η ↓ η = 4-5 мПа•с Зависимость вязкости крови от режима течения Факторы, влияющие на вязкость крови Температура Гематокрит Скорость сдвига ( grad ν ) Организация эритроцитов в потоке крови Эритроциты образуют «монетные столбики» - клеточные агрегаты.
