第三章-血液的流動課件

（4）黏度牛頓黏滯定律其中：

F流體內(nèi)部相鄰兩流體層之間 的黏力.黏度.速度梯度.S

—兩層之間的接觸面積.黏度

η

（黏滯系數(shù)）②物理意義:1泊(P)＝０.１Pa·s③單位

是流體黏性大小的量度,由流體本身的性質(zhì)決定.Pa·s④η的特點:不同流體具有不同黏度;同種流體在不同溫度下黏度不同.①定義:氣體的黏度隨著溫度的升高而增大液體的黏度隨著溫度的升高而減小P40.表3-1

幾種流體的粘度

(

單位：Pa·s)空氣200

C1.8×１０-５水200

C1.0×１０-３血液370

C2.0-4.0×１０-３血漿370

C1.0-1.4×

１０-３甘油200

C8.3×１０-１前沿進展超流體是超低溫下具有奇特性質(zhì)的理想流體，即流

體內(nèi)部完全沒有粘性。超流體所需的溫度比超導體還低，它們都是超低溫現(xiàn)象。氦4在4.2K時變成液體，再降低溫度至2.17K，它突然變成沒有粘性的超流體。這是1938年蘇聯(lián)的卡皮察與美國的阿倫和邁斯納兩個研究組同時發(fā)現(xiàn)的。他們因此獲得1978年諾貝爾物理學獎。目前，由2001年諾貝爾物理學獎得主沃爾夫?qū)た颂乩罩鞒值拿绹槭±砉W院研究小組首次制備出了高溫費米子(自旋為半整數(shù)的粒子)超流體，并實際觀察到了超流體的運動。牛頓黏滯定律也可寫為其中：為切應力,表示作用在流層單位面積上的內(nèi)摩擦力.為切變率,即切應變對時間的變化率.牛頓流體和非牛頓流體牛頓流體非牛頓流體滿足牛頓黏滯定律的流體稱為牛頓流體(如水和血漿等小分子組成的均勻液體),否則稱為非牛頓流體(如血液等高分子懸浮液體).連續(xù)性方程3.2.2

連續(xù)性方程 人體內(nèi)血流速度分布人體血流速度分布黏性流體的伯努利方程對于理想流體對于黏性流體,黏力所做的功根據(jù)功能原理3.2.3

伯努利方程心臟做功ω

—單位體積的流體塊從截面S1流到截面S2黏力所做的功,稱為黏性損耗.此式為黏性流體的伯努利方程如果黏性流體沿著粗細均勻的水平管道做定常流動因為此時黏性流體的伯努利方程為此式說明即使在水平管中,也必須有一定的壓強差才能使黏性流體做定常流動.h1叫壓強高度或靜壓強,它表示維持液體沿水平管做定常流動時,克服內(nèi)摩擦力所需消耗的壓強.h2叫速度高度或動壓強,它表示維持液體在管中流動的速度所需的壓強.例1

如圖,水通過直徑為20cm的管從水塔底部流出,水塔內(nèi)水面比出水管口高出25m.如果維持水塔內(nèi)水位不變,并已知黏性損耗為24.5mH2O.試求每小時由管口排出的水量為多少立方米.A?B?解：選A、B為參考點將w=24.5mH2O帶入上式每小時從出水口排出的水量為心臟作功根據(jù)伯努利方程：左心室做功（體循環(huán)：左心室右心房）心臟做功等于左、右心室作功之和因為所以右心室做功（肺循環(huán)：右心室左心房）所以整個心臟做功一般正常人泊肅葉定律1842年法國醫(yī)學家泊肅葉得出結(jié)果：實際流體在圓管中做定常流動時,流量為其中：為圓管半徑（m）為圓管長度（m）為圓管兩端壓強差（Pa）為流體的黏度（Pa·s）為流量（m3/s）3.2.4

泊肅葉定律外周阻力當黏性流體在圓管中做定常流動時,所取流體元兩端所受靜壓力和流體元側(cè)面上的黏性阻力相平衡（1）流速分布管軸（r

=0）處流速最大.（2）流量此式為泊肅葉定律平均流速黏性流體在等粗水平圓管中做定常流動時,單位體積的黏性損耗為泊肅葉定律可寫為其中稱為流阻流阻的大小反映了血液在血管中流動時所受阻力的大小.外周阻力---從心臟左心室到右心房整個體循環(huán)過程中的流阻之和.Rf

=舒張壓

+

（收縮壓

–舒張壓）每搏血量×心率當球形固體以不大的速率在廣延的黏性流體中運動時,小球受到的黏力大小為F=6

ηrv此式為斯托克斯黏性公式其中：F—

斯托克斯阻力（N）—

流體黏度（Pa·s）r

—小球的半徑（m）v—

小球下降速度（m/s）3.2.5

斯托克斯黏性公式 血沉浮力阻力重力F浮＋F

阻＝

G血沉是紅細胞在血漿中的整體下降速度（臨床檢測中經(jīng)常用mm·h-1的單位）本

章

小

結(jié)一.概念：理想流體 定常流動 流線 流管流量 層流牛頓流體湍流 速率梯度黏度二.公式：伯努利方程Sν

=常數(shù)連續(xù)性方程連續(xù)性方程雷諾數(shù)牛頓粘性定律黏度切應力切變率黏性流體的伯努利方程泊肅葉定律斯托克斯粘性公式教學要求：重