《医学物理学》课件--流体的运动.ppt

例3-2 设主动脉的内半经为0.01m，血液的流速、粘度、密度分别为0.25m·s-1、3.0×10-3Pa·s、1.05×103kg·m-3，求雷诺数并判断血液以何种状态流动. 血液在主动脉中流动为层流. 解：雷诺数为: 　 液体在粗细均匀的水平管中作层流时，沿液流方向，液体的压强是逐渐降低的： 原因：内摩擦力作功引起能量损耗. 结论：粘性流体在均匀水平管中流动需要一定的压强差来维持. １ ２ 特例： 2.2.4 粘性流体的流动规律 一、 粘性流体的伯努利方程 P1 P2 稳定流动时： R r ΔF f 二、泊肃叶定律 (Poiseuille,s law) 流体在圆管中层流时的速度分布： 内摩擦力： 压力差： v(r) Q--体积流量；η--流体的粘度；L--管的长度；R-管的内半径；ΔP=P1-P2 管两端的压强差； R L P1 P2 Q 流体在水平均匀圆管中层流时的流量： 流阻(flow resistance) : 泊肃叶定律另一表式: 例３-３（Ｐ38） 成年人主动脉的半径约为1.3×10－2m，问在一段0.2m 距离内的流阻和压强降落ΔＰ为多少？设血流量为1.00×10－４m3·s－１　，η＝3.0×10－3pa·s. ΔＰ=Rf Q＝5.97×1.04×1.0×10－4= 5.97(Ｐa) 可见在主动脉中,血压的降落微不足道. 解: R r-球体的半径；v-球体相对流体的速度；η-流体的粘度. v f 斯托克司定律： 　　相对流体运动的球体，其表面附着的一层流体与周围流体间存在着摩擦力,即为球体受到的粘性阻力: 三、斯托克司定律（stokes′law） r F G ? f ?’ ? 重力： 浮力： 阻力： 平衡时 即 (或称沉降速度) 球体在粘性流体中下落时的收尾速度： （分层沉淀） 影响收尾速度的因数： 粒子 0 离心分离-----从悬浮液中快速分离微粒的原理. 用 代替 应用：离心机 加快离心机的转速可以使χ?2大于g几十万倍。离心加速度经常用重力加速度的倍数来表示，以此表明离心机离心能力的大小，超速离心机的加速度可达5×105g. 2.3 血液的流动 血液由血浆和血细胞组成， 血细胞包括：红细胞、白细胞 血液是粘性液体, 具有屈服应力、粘弹性、触变等性质. 2.3.1 血液的组成及特性 血液循环: 体循环/大循环 肺循环/小循环 心血管系统 指血液流向外周血管所遇到的阻力. 2.3.2 血流速度分布 血管中流速与截面之间的关系 cm2 cm/s 左心室 右心房 毛细血管网 动脉 静脉 2.3.3 血流过程中的血压分布 血压单位: mmHg，kPa （1kPa=7.5mmHg）. 正常人收缩压：100～120mmHg,即13.3～16.0kPa 舒张压：60～80mmHg 即8.0～10.7kPa. 收缩压与舒张压之差称为脉压. 　传统血压计有一条可以缠绕在手臂、且能充气的气袖袋，气袖袋一端接到打气橡皮球上，另一端接到水银测压器或其他测压装置上.测压时，将气袖袋缠绕缚于上臂，然后挤压橡皮球将空气充入气袖袋，压力升高到一定程度时，肱动脉被压扁，造成血液停止. 血压计测血压的原理 然后使橡皮球再慢慢放气，当气袖袋压力低于心脏收缩泵出血液时产生的动脉压，血流开始恢复，听诊器刚刚听到血流声(柯氏音)时，此时水银柱显示出来的压力即为收缩压. 当气袖袋压力继续减少到心脏舒张，不能阻碍血液畅通，柯氏音刚消失时,此时显示出的压力即为舒张压.收缩压和舒张压是医生用来判断循环系统疾病的依据. 第二章 作业 P39-40： 5、6、9、10、11、12 前页 后页 返回 The Motion of Fluid 第二章 流体的运动 教学内容 2.1 理想流体的流动 2.2 粘性流体的流动 2.3 血流的流动 1.掌握理想流体和稳定流动等概念, 掌握连续性方程、伯努利方程， 掌握泊肃叶定律及其应用. 2.理解层流、湍流、雷诺数等概念， 理解斯托克司定律及应用. 3.了解血流速度及血压的分布. 重点内容：连续性方程、伯努利方程、 泊肃叶定律 学习本章的目的和要求: * 流体静力学(hydrostatics)： * 流体（fluid）： 气体和液体都具有流动性，统称为流体. 研究静止流体规律. * 流体动力学(dynamics) ： 人体中的流体运动现象：血液流动，呼吸气体运动等. 研究流体的运动规律. 一、概念 1. 理想流体(ideal fluid) 2. 流线 3. 稳定流动 (steady flow) 4 . 流管 连续性方程 二 、方程 2.1 理想流体的流动 流体运动的研究方法 两种研究方