Основы гидродинамики Гемодинамика Гидродинамика изучает движение жидкостей

Основы гидродинамики Гемодинамика

Гидродинамика изучает движение жидкостей и газов и их взаимодействие с твердыми телами Гемодинамика это раздел биомеханики, в котором исследуется движение крови по

Различают два режима движения жидкости: • Ламинарный • Турбулентный

Жидкость движется слоями без перемешивания, нет пульсации скорости и давления Ламинарный режим Турбулентный режим Слоистость нарушается, появляются пульсации скорости и давления

D- диаметр сосуда скорость потока плотность жидкости вязкость жидкости Критерий для определения режима движения безразмерное число Рейнольдса Re если для данного потока Re>Re крит режим турбулентный; если Re

Характеристика режима течения Ламинарный: Турбулентный : 1. стационарное, послойное движение жидкости, каждый слой движется со своей постоянной скоростью, скорость осевого слоя max , пристеночного min 2. S - площадь соприкосновения соседних слоев жидкости const 1. нестационарное, вихревое движение, скорость частиц в каждом месте беспрерывно и хаотично меняется 3. бесшумное течение 3. течение сопровождается шумами 4. Re < Reкр 4. Re > Reкр 2. S ≠ const

Рассмотрим поток жидкости, скорость течения в котором различна в разных местах. В жидкости будут происходить процессы, стремящиеся выровнять скорость течения. Эти процессы называют внутренним трением или вязкостью

оказывать внутреннее сопротивление тем внешним силам, которые привели их в движение называется вязкость.

Уравнение Ньютона коэффициент динамической вязкости, [Па с] S площадь соприкосновения слоев, [м 2 ] градиент скорости, иначе скорость сдвига, [c-1]

Коэффициент динамической вязкости Коэффициент кинематической вязкости Стокс = 10 -4 м 2/c

Различают ньютоновские и неньютоновские жидкости Ньютоновские вязкость не зависит от скорости сдвига Неньютоновские вязкость зависит от скорости сдвига

От чего зависит вязкость крови? 1. Главнейший фактор - объемная концентрация эритроцитов. При её увеличении вязкость крови возрастает. 2. При увеличении концентрации белков, особенно фибриногена, который необходим для агрегации эритроцитов, вязкость крови возрастает.

3. Вязкость крови зависит от скорости сдвига. При низких скоростях сдвига происходит слипание эритроцитов и образование скоплений, которые называют «монетными столбиками» . 4. Вязкость быстро движущейся крови начинает уменьшаться тем больше, чем выше скорость кровотока. 4. Повышение температуры уменьшает вязкость крови.

5. В сосудах диаметром менее 1 мм, вязкость уменьшается прямо пропорционально уменьшению диаметра сосуда этот эффект связан с образованием у стенки сосуда слоя крови с пониженной концентрацией эритроцитов

Уравнение неразрывности Q = υ · S =const Q – объемная скорость потока υ – линейная скорость потока S – площадь поперечного сечения

Линейная скорость потока υ – это путь проходимый частицами жидкости за единицу времени, [м/c] Объемная скорость потока Q -это объем жидкости V, протекающий через поперечное сечение сосуда за единицу времени, [м 3/c] Q=υ·S

линейная скорость кровотока υ в соответствующих сосудах 1 – аорта 2 – артерии 3 - артериолы 4 – капилляры 5 - вены

Формула Пуазейля позволяет рассчитать количество жидкости, протекающее через данный сосуд в единицу времени

Гидравлическое сопротивление прямо пропорционально вязкости жидкости η, длине сосуда l и обратно пропорционально радиусу r сосудов в четвертой степени

При последовательном соединении сосудов X общ = X 1+X 2+…+X n X 2 X 1 X 2 X 3 X 4 при параллельном соединении

Вискозиметры - приборы для определения вязкости жидкости -метод Стокса -капиллярный метод -ротационный метод

Определение вязкости методом падающего шарика основано на формуле Стокса

Капиллярные вискозиметры • Вискозиметр Оствальда Вискозиметр Гесса § 7. 4, стр. 119 -121, Медицинская и биологическая физика, А. Н. Ремизов, 2007

Вискозиметр крови АНТАРЕС ВКА-0801 помогает определить роль реологических нарушений при различных заболеваниях и дает возможность выполнять исследования в режиме лабораторного мониторинга. ВКА-0801 является полностью оригинальной отечественной разработкой. В приборе есть USB-порт, с помощью компьютера можно не только управлять работой вискозиметра, но и напрямую получать в базу данных результаты исследований.

основные гемодинамические показатели, характеризующие кровообращение • Скорость кровотока • Давление

Давление Р и линейная скорость кровотока υ в соответствующих сосудах

вопросы к лекции : 1. Режимы течения жидкости. Число Рейнольдса. 2. Вязкость жидкости. Уравнение Ньютона 3. Вязкость крови. 4. Линейный и объемный ток крови. Уравнение неразрывности. 5. Уравнение Пуазейля. Гидравлическое сопротивление. 6. Гемодинамические показатели тока крови.