Методи визначення коефіцієнта в'язкості.

Методи вимірювання в'язкості називають віскозиметрією. Формулу Пуазейля використо­вують для визначення в'язкості.

На рис. зображено прилад для визначення в'язкості — віскозиметр Освальда.

Рідину наливають у порожнину (3), потім перекачують у лівий резервуар (1) так, щоб верхній рівень рідини був дещо вищим від позначки а. Припинивши відкачування, дають змогу рідині витікати через капіляр (2), вимірюючи час її стікання до позначки б. Для двох рідин (стандартної та досліджуваної) цей час буде різним. Різною буде також різниця тисків, під дією якої рідини стікають у резервуар (3): нехай для однієї рідини вона рівна pgh , для іншої — p₀gh.

Застосуємо формулу Пуазейля для визначення об'ємної швидкості руху обох рідин: ,

де t і t₀ - час витікання рівних об'ємів досліджуваної рідини і стандартної (води). Поділивши одне рівняння на друге і взявши до уваги, що Q = Q₀, (V = V₀) отримаємо:

В'язкість виявляється також внаслідок руху тіл у рідинах та газах. Для тіл сферичної форми залежність сили опору від швидкості руху та розмірів тіла виражається формулою Стокса:

Під час падіння кульки у в'язкому середовищі на неї діють три сили

а) сила тяжіння – ;

б) архімедова сила — ;

в) F_mp — сила тертя, що визначається за формулою Стокса.

Сила опору падаючій кульці буде змінюватись до тих пір, доки рух не стане рівномірним. Тоді або , де V— швидкість кульки під час рівномірного руху. Розв'язавши це рівняння, отримаємо вираз для визначення коефіцієнта в'язкості:

Основне навантаження у транспортуванні поживних речовин та кисню в організмі припадає на еритроцити. Це круглі або овальні дископодібні тільця, діаметром - 8 мікрон. В організмі людини еритроцитів - 25 трильйонів. Вони рухаються в плазмі крові завдяки своїй формі та осідають у в'язкій рідині. Швидкість осідання можна визначити методом Стокса-Панченкова (швидкість осідання еритроцитів — ШОЕ).

За ШОЕ можна судити про наявність запальних процесів в організмі людини. У нормі швидкість осідання еритроцитів у жінок становить 7...12 мм/год, у чоловіків — 3...9 мм/год. Метод Стокса використовують у гігієні, цим методом визначають швидкість осідання пороху, диму та інших відходів виробництва.

Основи гемодинаміки.

Вміти:

• пояснити структуру системи кровообігу та її функції;

• довести умову неперервності струмини та рівняння Бернуллі;

• пояснити можливість використання рівнянь Бернуллі та Пуазейля для характеристики особливостей руху крові в судинній системі;

• назвати й охарактеризувати основні гемодинамічні показники;

• пояснити особливості переміщення крові в судинній системі;

• описати механізм утворення пульсової хвилі та пояснити залежність швидкості її поширення від параметрів судин;

• пояснити значення еластичності судин для переміщення крові в системі кровообігу;

• розрахувати роботу і потужність серця;

• пояснити можливості використання методу моделювання для вивчення кровообігу;

• описати біофізичні особливості вимірювання кров'яного тиску і швидкості кровоплину.

Вступ

Гемодинаміка — це розділ біомеханіки, який вивчає рух крові в судинній системі. Рух крові в судинах, зміну тиску судинного русла, а також енергію рухомої крові з ним наближенням можна описати рівняннями динаміки (Бернуллі, Гагена-Пуазейля) і використати як діагностичні тести.