Вопрос 12
Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Факторы, определяющие характер течения. Число Рейнольдса. Увеличение скорости течения вязкой жидкости вследствие неоднородности давления по поперечному сечению трубы создаёт завихрения, и движение становится турбулентным(вихревым). При турбулентном течении скорость частиц в каждом месте непрерывно и хаотично изменяется, движение является нестационарным. Характер жидкости по трубе зависит от свойств жидкости, скорости её течения, размеров трубы и определяется числом Рейнольдса:
Re
=
;
-плотность
жидкости,
D-диаметр трубы,
ʋ-средняя по сечению трубы скорость течения.
Если число Рейнольдса больше некоторого критического, то движение жидкости турбулентное. ЧР зависит от вязкости и плотности, их отношение называется кинематической вязкостью:
ν = ŋ/ .
Число Рейнольдса можно выразить в виде
Re
=
.
Течение крови в артериях норме
является ламинарным,
небольшая турбулентность возникает
вблизи клапанов сердца. Тур. теч. связано
с дополнительной затратой энергии при
движении жидкости, что в случае крови
приводит к добавочной работе
сердца.
Ламина́рное
тече́ние —
течение, при котором жидкость или газ перемещается
слоями без перемешивания и пульсаций
(то есть беспорядочных быстрых изменений
скорости и давления).
Ламинарное течение возможно только до
некоторого критического значения числа
Рейнольдса,
после которого оно переходит в
турбулентное.
Критическое значение числа Рейнольдса
зависит от конкретного вида течения
(течение в круглой трубе, обтекание шара
и т. п.). Например, для течения в
круглой трубе {\displaystyle
Re_{kp}\simeq 2300}.
Вопрос 13
Условия неразрывности струи. Скорость кровотока в разных участках сосудистого русла. Уравнение Бернулли.
Условие неразрывности струи: при стационарном течении несжимаемой жидкости через любые сечения трубки тока каждую секунду протекают одинаковые объемы жидкости, равные произведению площади сечения на среднюю скорость движения ее частиц.
Уравнение (7.1) выражает условие неразрывности струи. Оно устанавливает соотношение между скоростями течения жидкости в различных сечениях трубки тока:
|
Уравнение Бернулли
Уравнение Бернулли формулируется следующим образом: При стационарном течении идеальной жидкости полное давление, равное сумме статического, динамического и гидростатического давлений, одинаково во всех поперечных сечениях трубки тока
Вопрос 14
Модели кровообращения ( механическая, электрическая) Ограничения представленных моделей. Работа и мощность сердца. Общая энергия массы движущей силы
В
качестве механической
модели
можно рассматривать замкнутую систему
из множества разветвленных горизонтальных
трубок с эластичными стенками, движение
жидкости в которых происходит под
действием ритмически работающего поршня
насоса.
Электрической
моделью
сердца может быть представленная на
рисунке электрическая схема. Генератор
электрического напряжения (ГЕН) служит
аналогом мышечного источника энергии
сердца. Диод (Д) — выпрямитель — аналог
аортального клапана. Конденсатор (С)
накапливает заряд, а затем разряжается
на сопротивление R(x).
Роль конденсатора играет аорта, aR(x)
периферическая сосудистая система, ее
гидравлическое сопротивление X,
L
характеризует инерционные свойства
электрической цепи, что является аналогом
массы ударного объема крови.
РАБОТА
И МОЩНОСТЬ СЕРДЦА, ЭНЕРГИЯ МАССЫ
ДВИЖУЩЕЙСЯ КРОВИ
Работа,
совершаемая сердцем, затрачивается на
преодоление сил давления и сообщение
крови кинетической энергии.
Цикл
работы сердца
Здоровое
сердце ритмично и без перерывов сжимается
и разжимается. В
одном цикле работы сердца различают
три фазы:
Наполненные
кровью предсердия сокращаются. При этом
кровь через открытые клапаны нагнетается
в желудочки сердца (они в это время
остаются в состоянии расслабления).
Сокращение предсердий начинается с
места впадения в него вен, поэтому устья
их сжаты и попасть назад в вены кровь
не может.
Происходит
сокращение желудочков с одновременным
расслаблением предсердий. Трёхстворчатые
и двустворчатые клапаны, отделяющие
предсердия от желудочков, поднимаются,
захлопываются и препятствуют возврату
крови в предсердия, а аортальный и
лёгочный клапаны открываются. Сокращение
желудочков нагнетает кровь в аорту и
лёгочную артерию.
Пауза
(диастола) короткий период отдыха этого
органа. Во время паузы из вен кровь
попадает в предсердия и частично стекает
в желудочки. Когда начнётся новый цикл,
оставшаяся в предсердиях кровь будет
вытолкнута в желудочки — цикл
повторится.
Один
цикл работы сердца длится около 0,85 сек.,
из которых на время сокращения предсердий
приходится только 0,11 сек., на время
сокращения желудочков 0,32 сек., и самый
длинный — период отдыха, продолжающийся
0,4 сек. Сердце взрослого человека,
находящегося в покое, работает в системе
около 70 циклов в минуту.
Автоматизм
сердца
Автоматизм —
способность сердца возбуждаться под
влиянием импульсов, возникающих
в кардиомиоцитах без
внешних раздражителей. В физиологических
условиях наивысшим автоматизмом в
сердце обладает САУ,
поэтому его называют автоматическим
центром первого порядка.
Регуляция
работы сердца
Работа
сердца регулируется при помощи миогенных,
нервных и гуморальных механизмов.
Нервная
система регулирует частоту и силу
сердечных сокращений: (симпатическая
нервная система обуславливает
усиление сокращений, парасимпатическая —
ослабляет).