Турбулентное течение крови

В некоторых случаях течение крови в сосудах становится турбулентным. Критическая скорость — скорость жидкости, при превышении которой ламинарное течение переходит в турбулентное. Турбулентное течение связано с дополнительной затратой энергии при движении жидкости, что в случае крови приводит к добавочной работе сердца.

Если же число Рейнольдса увеличивается до 2000, турбулентность возникает даже в прямых, не ветвящихся сосудах. Однако в мелких сосудах число Рейнольдса практически никогда не бывает достаточно высоким, чтобы вызвать турбулентность. Давление крови до сих пор измеряют в миллиметрах ртутного столба (mm Hg), т.к. с давних времен для измерения давления использовали ртутный манометр. В действительности давление крови — это сила, с которой кровь воздействует на единицу площади поверхности сосудистой стенки.

Когда давление крови в сосуде увеличивается, металлическая мембрана слегка выгибается; когда давление крови уменьшается, мембрана возвращается в первоначальное положение. Увеличение скорости течения вязкой жидкос­ти вследствие неоднородности давления по поперечному сечению трубы создает завихрения, и движение становится вихревым, или турбулентным.

Как видно из (7.17), характер течения жидкости или газа суще­ственно зависит от размеров трубы. В широких трубах даже при сравнительно небольших скоростях может возникнуть турбулент­ное движение. Течение крови в артериях в норме является ламинарным, не­большая турбулентность возникает вблизи клапанов сердца. При патологии, когда вязкость бывает меньше нормы, число Рей­нольдса может превышать критическое значение и движение ста­нет турбулентным.

https://youtu.be/C6nCFjUWOno

Течение воздуха в носовой полости в норме ламинарное. Гемодинамикой называют область биомеханики, в которой исследуется движение крови по сосудистой системе. Гидродинамика — раздел физики, в котором на основе законов механики изучают движение жидкостей.Гемодинамика изучает движение крови в кровеносной системе. Для описания течения жидкости необходимо рассмотреть движение небольшого ее объема.

Турбулентное течение. Число Рейнольдса

Основным показателем течения жидкости в трубке является Q – объемная скорость течения жидкости — объем жидкости (V), перемещающейся за единицу времени через поперечное сечение трубки. Обычно линейная скорость течения не одинакова в каждой точке поперечного сечения.

Ньютоновские и неньютоновские жидкости

Такое трение обуславливает возникновение различия скоростей движения частиц в потоке жидкости. Вязкость является основным показателем в определении сил, которые преодолевают жидкости при перемещении в трубках и сосудах. Вязкость крови существенно влияет на ток крови в сердечно-сосудистой системе. Если верхняя пластина перемещается, жидкость приходит в так называемое ламинарное движение. Каждый слой жидкости движется с некоторой скоростью ν. Каждый слой оказывает силовое действие на нижние пластины и испытывает действие равной силы в обратном направлении.

Величина вязкости зависит от природы жидкости и ее температуры. Вязкость жидкостей уменьшается с увеличением температуре и наоборот. Жидкости, вязкость которых может быть описана уравнением Ньютона, называются ньютоновскими.

Вязкость таких жидкостей, которые называются неньютоновскими жидкостями, зависит от скорости течения (при высоких их значениях). Длинные цепочки макромолекул в растворах могут запутываться друг с другом, и это переплетение препятствует их способности реагировать на изменения скорости течения растворителя. Течение жидкости, показанное на Рис. 1, называется ламинарным. Слой жидкости, контактирующий с подвижной металлической пластиной, имеет ту же скорость, что и эта пластина.

Читайте также:

Скорость течения в любой точке жидкости остается постоянной. Если число Рейнольдса больше некоторого критического (Re > Reкр), то движение жидкости турбулентное. Рассмотренное ранее течение жидкости является слоистым, или ламинарным. Шум, возникающий при турбулентном течении крови, может быть использован для диагностирования заболеваний.

Другие посетители сайта сейчас читают:

Comments are closed.