§3 流体、血液的流动.ppt

1、1,第三章 流体 血液的流动,医学物理学,2,目 录,3,1.1 流体与我们周围的世界,包括气体和液体,流体,一、 Fluids,在我们的生活中起着极为重要的作用。,1.2 流体是什么？,4,1.3 Density 流速计;虹吸管;喷雾器,22,例 1-6 面积为A的飞机机翼上方空气的流速为vt，机翼下侧空气的流速是vd。在这种简单情形下，证明伯努利方程所预言的对机翼的向上的升力为,23,流体图片,流体中的圆柱绕流现象,太平洋风暴云,协和式飞机着陆时的流场,24,早期的箱型车,现代的流线型车,运动员进行风洞实验,动物与流线型,25,26,由于黏性，在管道中流动的流体出现了分层流动。与血管壁接触

2、的血液层基本是静止的，液层越靠近管轴流动得越快。,三、血液的流动,3.1 粘性流体的层流,27,层流与湍流,在循环系统中有几个地方出现湍流。例如，血液急速地通过心脏瓣膜时，该处就出现湍流。,层流的一个重要特点是无声。听诊器所听到的声音是由湍流引起的。,如果用减小管半径的方法，使血液流速逐渐增加，就会达到速度的临界值Vc ，这时层流就转变为湍流。如果管内有障碍物或液流受到限制时，则临界速度会降低。1883年Reynold研究了这些性质，并确定确定临界速度与液体的黏滞性成正比而与液体密度和管半径成反比，即,28,式中比例常数Re 称为雷诺数。,成年人的主动脉半径约为1cm，其临界速度：,主动脉血流

3、速度约在00.5m/s之间，因此在心缩的一部分时间，血液是湍流。剧烈运动时。心脏搏血量增加4至5倍，血流在心缩的一段较长时间内都超过临界速度，作剧烈运动的人的心音与休息者不同。,29,黏度与黏性力,其中：,F 流体内部相邻两流体层之间的黏力, 黏度, 速度梯度, 两层之间的接触面积,牛顿黏滞定律,30,速度梯度,单位 s-1,定义,在垂直于流动方向上,每增加单位距离流体速率的增加量.,较小,较大,31,3.2 人的血液流得多快？,血液流速：主动脉静脉毛细血管,总截面面积：主动脉静脉毛细血管,32,3. 3 心脏做功,正常成年人心肌每收缩一次就迫使80ml的血液从右心室通过肺。也使同样多的血液从

4、左心室进入体循环系统。心脏在这一过程中作了功。,33,根据泊肃叶定律，血液在流到小动脉及毛细血管之前，压强只有少许损失。差不多所有的压降都产生在循环系统中的小动脉与毛细血管上。,因为重力的缘故，循环系统的压强各处不同。图示体位对血压的影响。,34,心脏每分功,心脏做功（每秒）,在恒压 P下工作的泵，所作的功 WPV,35,黏性流体的伯努利方程,对于理想流体,对于黏性流体,黏力所做的功,根据功能原理,36,P1舒张压1/3(收缩压舒张压)13.33kPa,体循环：,v10.3m/s; p20; v20; h1h2,肺循环：,37,心脏每搏功、每分功,心脏做功（每单位体积血液）,38,3.4 泊肃叶定律 Poiseuilles Law,上式可改写成：,流阻,流阻的大小反映了血液在血管中流动时所受阻力的大小。血管半径的微小变化会引起流阻的显著变化。,为了找到循环系统中支配血流的规律，泊肃叶在19世纪研究了