第三章血液的流动.ppt

例4、虹吸管原理。 解：（1）对A、D两点列伯努利方程得到 如图用一根跨过水坝的粗细均匀的虹吸管,从水库里取水, 已知虹吸管的最高点C比水库水面高2.50 m,管口出水处D比水库水面低4.50 m,设水在虹吸管内作定常流动(1)若虹吸管的内径为3.00×10-2m,求从虹吸管流出水的体积流量.(2)求虹吸管内B、C两处的压强。 用灌满液体的曲管将液体经过高出液面的地方引向低处。 (2)对于A、B两点,应用伯努利方程有 根据连续性方程,vB=vD. B点压强小于大气压,水能够进入虹吸管. 对C、D两点应用伯努利方程和连续性方程 虹吸管最高处C点的压强比入口处B点的压强低,正是因为这一原因,水库的水才能上升到最高处,从而被引出来. 作业:P49 1 .5. 6 . 8 .11 §3.2 血液的层流 粘滞性(内摩擦力）不能忽略的流体。 2、层流和湍流. 一 基本概念 1、粘性流体 1)层流 （1）粘性流体流速不大时,分层流动。 甘油缓慢流动 （2）层流特点： ①分层流动,各层流速不同; 轴线处流速最大； 管壁处流速最小(为零)。 ②流速方向与层面相切; ③各流层之间无质量交换. 2）湍流 （1)当粘性流体流速比较大时, 流动杂乱而不稳定,出现各流层相互混淆，甚至出现涡旋的流动现象. （2）湍流特点 *耗能比层流大。 *能发出声音。 3）过渡流：介于层流和湍流之间的不稳定流动状态. （3）医学上的应用. 医生根据湍流有声的特点通过听诊器来检查呼吸和血流是否正常，来诊断肺部疾病和心血管疾患。 测量血压时通过听诊器来判断舒张压和收缩压。 3、雷诺数 英国科学家雷诺，1883年提出了一个判断圆管中流体作层流还是湍流的无量纲的数。? 　　 1）雷诺数 r-流体的密度，r-流管的半径， ?-流体的平均流速，?-流体的粘度，Re-雷诺数。 2）层流与湍流的判断： Re 1000 层流 1000 Re 1500 过渡流动 Re 1500 湍流 层流转变为湍流 （3）说明 实验表明,在管道弯曲、分支或管半径骤变，以及流体被迫流经小孔、绕过障碍物时，较小的雷诺数也能发生湍流。 所以人的心脏、主动脉以及支气管中的某些部位，容易产生湍流。 例：血液的粘度? = 4.0?10?3 Pa?s，密度? = 1?103 kg?m?3，主动脉半径r=1?10?2 m，求血液层流的最大速度。 解： 3)单位: s-1 2)速率梯度: 1)平均速率梯度:在垂直于流动方向上,每增加单位距离流体速率的增加量. Δr Δ? 4速率梯度 4)粘性越大速率梯度越大 理想流体 粘性小 粘性大 二、牛顿粘滞定律(Newton’s law of viscosity) 2牛顿粘滞定律:粘滞力F的大小与两流层的接触面积S以及接触处的速度梯度dυ/dχ成正比， 3数学表达式 1粘滞力（内摩擦力） 粘性流体作层流时，相邻两层间存在的切向作用力。 F — 粘滞力. — 粘度. S — 两层之间的接触面积. — 速率梯度. 3）单位:Pa·s(帕秒) 常用单位P(泊) 1P=0.1Pa·s。 1)意义:流体粘性大小的量度。 (1）气体粘度小于液体粘度。 (2）液体粘度随温度升高而减小。 (3)气体粘度随温度升高而增大。 2)说明 4、粘度 粘度大小由流体本身的性质和温度决定。 切应力 5、牛顿粘性定律的另一种表达式 切变率。 6、牛顿流体和非牛顿流体 1）牛顿流体 2）非牛顿流体： 非牛顿流体 如水、酒精、血浆等。 如血液、胶体溶液等. （1）定义：遵循牛顿粘滞定律的流体。 （2）特点：粘度在一定温度下是常数. （1）定义：不遵循牛顿粘滞定律的流体。 （2）特点：粘度在一定温度下不是常数. 牛顿流体 例.牛顿粘滞定律的适用条件是：［ ］ (A)牛顿流体作层流； (B)牛顿流体作湍流； (C)理想流体作定常流动； (D)非牛顿流体作层流。 A 三、粘性流体的伯努利方程 *心脏做功 2、粘性流体的伯努利方程。（能量守恒） w — 单位体积的粘性流体从截面S1流到截面S2时,克服粘滞力所做的功(粘性损耗). 1、理想流体的伯努利方程. 如何得到？ 功能原理 3、讨论 (1)等粗水平管中作定常流动 必须有压强差，才能使粘性流体在等粗水平管中作定常流动。 理想流体 pA= pB = pC = pD 粘性流体 pA〉 pB 〉 pC 〉 pD (2)开放的等粗管中作定常流动 2 1 必须有高度差，才能使粘性流体在开放的等粗管中作定常流动。 五 泊肃叶定律　外周阻力 1、 泊肃叶定律 法国生理学家泊肃叶通过实验得到:粘性流体在水平圆管中做定常流动时,流量与单位长度上的压力降和管径