医学物理学-医学201302详解.ppt

医学物理学 叶继伦 2014-09 第2讲 流体的运动 核心内容 基本概念 理想流体、流线、稳定流动、层流、湍流。 研究复杂问题的方法 液体质点经过空间某一定点速度不随时间改变的流动-稳定流动。 水、血液等实际流体近似理想流体，并做稳定流动。 第2讲 流体的运动 流线和流管 流线――液体作稳定流动时，质点的运动轨迹。 流管――流线围成的管子 第2讲 流体的运动 连续性方程 对于理想流体的稳定流动，在其中的任意一流管中存在： 实质是质量守恒一种表述 第2讲 流体的运动 体积流量又可简称为流量，用Q来表示，则 第2讲 流体的运动 血管的血流速度分布 血液在循环系统中可近似作为不可压缩的液体在血管中作稳定流动。 S V S毛细管≈800S主动脉, v毛细管≈1／800v主动脉 第2讲 流体的运动 核心内容 伯努利方程 对于理想流体在做稳定流动时，对于任意一流管中的压强、流速和高度存在： 第2讲 流体的运动 伯努利方程 推导 当液面X 移到X时， 外力做功： 第2讲 流体的运动 第2讲 流体的运动 核心内容 对于在同一水平面上理想流体的稳定流动中任意流管，则变成： 外力做功等于系统机械能的增加（功能原理）一种表述。 第2讲 流体的运动 核心内容 伯努利方程的应用 空吸作用 喷雾器 第2讲 流体的运动 流量计 汾丘里管 第2讲 流体的运动 原理与计算 第2讲 流体的运动 皮托管是一种测流体流速的装置 c、d两处的压强可得: 第2讲 流体的运动 流速计 第2讲 流体的运动 体位对人体血压的影响 流速近似相等，此时，体位对血压的影响较大。 第2讲 流体的运动 粘滞流体 层流 指流体的分层流动状态 湍流 当流体流动的速度超过一定数值时，在垂直于管轴的方向上将产生分速度，流体将可能向各个方向运动，各流层将混淆起来，并有可能形成旋涡，整个流动就显得杂乱而不稳定，这样的流动形态称为湍流。 第2讲 流体的运动 层流、湍流判断依据 雷诺数（Reynold’number） 层流 湍流 过渡流 第2讲 流体的运动 牛顿黏滞定律 作稳定层流 第2讲 流体的运动 粘滞流体的柏努利方程 由于有阻力而产生能量损耗 如果是水平细管上稳定运动，需要P1 P2 在开放的粗细均匀的管道稳定流动，则 第2讲 流体的运动 泊肃叶公式 速度分布 园拄流体运动 推力 阻力 合力为零 第2讲 流体的运动 速度 流量Q 第2讲 流体的运动 流量 在 其中 称为流阻 第2讲 流体的运动 斯托克斯定律 圆形物体在黏性流体中作匀速运动时，所受的阻力为： 应用 沉降速度与粘滞系数测量 设在粘性液体内有一半径为R的小球，它受重力作用而下沉。小球所受合力的大小为 第2讲 流体的运动 离心机 利用沉降细胞分离技术 利用离心方法实现 第2讲 流体的运动 流体压力、压差和流量测量 压力测量 气路直接连接（相对大气压） 压差与流量测量 压差与流量存在一个关系 第2讲 流体的运动 流量与压差的定量关系 第2讲 流体的运动 测量传感器与电路实现 压差传感器 压力传感器 气路连接 第2讲 流体的运动 测量传感器与电路实现 电路连接 第2讲 流体的运动 应用 粘滞系数测量 三力平衡，匀速运功，则V为 血压的测量 直接血压计算 由于重力的影响，因此 第2讲 流体的运动 应用 呼吸功能的测量 Flow，流量，1秒的呼气量，单位L/S Air way Pessure，气路压力，单位mmHg。 计算参数 Vt AwRR 小结 流体的模型与应用 伯努利方程 粘滞流体 压力 流量与压差 小结 思考题 血液动力学中的测量方法及应用 * BME-03 邮件地址：yejilun@126.com 办公地点：503室 电话： 座机电话号码 辅导时间：周四，下午4：00~6：00 BME 　ｍ１＝ｍ２ ρ１Ｓ１υ１Δｔ１＝ ρ２Ｓ２υ２Δｔ２ 对于不可压缩的流体来说，不仅质量流量守恒，体积流量也是守恒的。 Q S V Q —— 指单位时间内通过流管中任一截面的流体体积，其单位为（m3·s-1）。 BME 核心内容 推导 BME 原理：SB ? ? VB ? ? PB? 当PB P0 时，产生空吸现象。 流量 单位：N S m-2 流体运中的欧姆定律 v 气路 收缩压 舒张压 *