Головна

слайд 1-19

  1.  IV. Схема взаємозв'язку слайдів презентації
  2.  VII. Підведення підсумків та результатів роботи на уроці (Слайди 30, 32) - 4 хвилини
  3.  звукові слайди
  4.  Зміна кольору фону і способу заливки слайда
  5.  позитивні слайди
  6.  Застосування фону до певного слайда в презентації Power Point -
  7.  слайд 1

Турбулентний плин виникає при гладкому перебігу, коли ламінарний потік руйнується. У серцево-судинній системі це відбувається в області звужень серцевих клапанів або артеріальні русла, в місцях розгалуження судин, а також в аорті при різкому збільшенні кровотоку під час фізичних вправ. Рейнольдс опублікував результати експериментів в 1883р. Він вимірював градієнт тиску уздовж трубки і побачив, що градієнт тиску при низьких швидкостях пропорційний витраті (що і слід очікувати з закону Пуазейля), А при більш високих пропорційний квадрату витрати. Початок турбулентного течії може бути передбачене, обчислюючи число Reynolds (Rе), Яке, як ми бачили, так само:

Re = rUd / m (1-22)

повтор: Що таке числоRe = інерційні сили ?U 2 / В'язкі сили ? (U / d) = Ud / ?

Звернути увагу наm в знаменнику, т. е ніж менш в'язка середовище, тим вищеRe.

Як ми вже говорили, є поняття критичного числа Re , При перевищенні якого ламінарний потік руйнується і починається турбулентний плин.

Тому, коли швидкість крові збільшується в судинах або через клапани, немає поступового збільшення в турбулізації, коли число Рейнольдса збільшується. Замість цього, як тільки ламінарний потік досягає критичного числа Рейнольдса, з цієї точки і розвивається турбулізація потоку. За ідеальних умов (т. Е довгі, прямі і гладкі судини) критичне число відносно високо і може досягати 10000 . Однак у місць розгалуження судин або в судинах з атеросклеротичними відкладеннями критичне Re набагато нижче і турбулізація може виникнути вже при нормальних фізіологічних швидкостях вже при числах Re = 1000 -1200.

Під час періоду вигнання крові з серця в проксимальних відділах аорти і легеневого стовбура число Рейнольдса набагато перевищує це критичне значення, і тому потік в даних областях судинного русла може стати турбулентним. При зростанні швидкості кровотоку (наприклад, при м'язовій роботі) або зниженні в'язкості крові (наприклад, при різко вираженій анемії) протягом може стати турбулентним у всіх великих артеріях.

Важливо звернути увагу, що зменшення діаметра призводить до непропорційного збільшення середньої швидкості, а саме, як ми пам'ятаємо, обернено пропорційна квадрату радіусу (по Пуазейль)

Наприклад, якщо артеріальний стеноз зменшує діаметр судини на 50%, середня швидкість збільшиться в 4 рази, значно наближаючи Re до критичної величини (см. Слайд зліва). Крім збільшення Re, збільшення швидкості призводить до збільшення кінетичної енергії, яка, в свою чергу, може вести до зменшення в потенційної енергії (ефект Бернуллі), навіть до негативного тиску, що може привести до колапсу судини і при певних обставинах до коливань (пульсацій) в посудині. А це в ще більшому ступені буде сприяти турбулізації потоку !!.

слайд 1-19. Потік крові в місцях звуження (стеноз артерії)

Турбулізація відзначається характеристичними шумами в момент викиду крові, які можна почути звичайним стетоскопом. Навіть просто саме по собі збільшення серцевого викиду навіть через анатомічно нормальний клапан може викликати ці шуми через турбулізації потоку. Іноді подібний шум можна чути у вагітних жінок при збільшенні серцевого викиду внаслідок анемії. Для турбулентного течії характерна наявність завихрень, в яких частинки рідини переміщаються не тільки паралельно осі судини, а й перпендикулярно їй. Ці завихрення істотно збільшують внутрішнє тертя рідини, і профіль течії ущільнюється !! Турбулізація також викликає збільшення втрати енергії і більш високому падіння тиску в порівнянні з пуазейлевскім плином. Тому, як показано на слайді, якщо кровотік збільшується в 2 рази через стенозірованной посудину, падіння тиску в цій ділянці може збільшитися в 3-4 рази в порівнянні з дворазовим збільшенням падіння тиску при ламінарному пуазейлевскім потоці. Тут показано в порівнянні падіння тиску в місцях звуження артерій при ламінарному і турбулентному плині. . Як видно, для створення даного потоку потрібно більший тиск. Як наслідок цього, навантаження на серце при турбулентному кровотоці значно збільшується !!.

Таким чином, турбулізація змінює відносини між потоком і тиском так, що воно стає нелінійним, а не пропорційним як в разі ламінарного потоку.

Якщо візуалізувати турбулентний потік за допомогою введення в нього цівки барвника, можна спостерігати, що на вході в трубку профіль швидкості буде плоский, а всі елементи рідини рухаються з однаковою швидкістю. На невеликій відстані від входу під дією в'язких сил відбувається деяка зміна профілю, але турбулентність ще осутствіе. Потім нижче за течією безперервність потоку раптово порушується, і потік стає турбулентним. Причому першими руйнуються струмки, що проходять по краю прикордонного шару, А через невелику відстань руйнуються цівки всередині прикордонного шару і в ядрі потоку.

При цьому ядро ??потоку має набагато більш плоский профіль в порівнянні з ламінарним потоком. Максимальна швидкість, яка спостерігається у осі приблизно в 1.2 рази вище середньої за течією швидкості. (При параболическом ламинарном профілі швидкостей це становить 1,6)

Довжина початкової ділянки для турбулентного потоку менше, ніж для ламінарного і її можна оцінити з наступного співвідношення:

X = 0,693 dRe 1/4 . (1-23)

Експериментально обумовленими ознаками наявності турбулентності в потоці рідини або газу є високочастотні флуктуації напряму і модуля вектора швидкості потоку в будь-якої обраної точці. Зазвичай для того щоб виміряти ці флуктуації, не порушуючи структуру потоку необхідно користуватися датчиком, що має малий вимірювальний об'єм і достатню частотне дозвіл. Як такого датчика використовується дротяний або плівковий термоанемометр.

І ще кілька зауважень з приводу турбулентності.

- Турбулентність не розвивається, поки Re не досягне значення багато більшого, ніж звичайне критичне значення, в аорті ~ 2300.

- Турбулентність зберігається при зменшенні швидкості потоку, навіть коли Re стає нижче критичного !!. Почасти це визначається кінцевим часом, необхідним для загасання вихорів.

- І останнє - виникнення турбулентності в пульсуючому потоці визначається не тільки піковим значенням Re. Для того, щоб обурення потоку при надкритичних Re перетворилося в турбулентність, потрібен певний час завершення. А при високій частоті скорочень серця тривалість одного пульсового циклу може виявитися недостатньою для переходу до турбулентному течією навіть при критичних Re. Тому, щоб узагальнити вищесказане про фактор часу, що грає величезне значення для пульсуючого потоку, розглянемо деякі положення, пов'язані з відмінністю стаціонарного потоку, що має місце тільки в області дрібних вен, від нестаціонарного, практично має місце в усіх артеріях і великих венах.

Нестаціонарне течія в дуже довгій трубці.

До сих пір, розглядаючи ламінарний плин, ми вважали, що на вході гіпотетичної трубки діє постійний тиск.

На практиці в серцево-судинній системі потік, що виходить із серця пульсуючий і протягом, що виникає при цьому, можна назвати нестаціонарним.




 біофізика кровообігу |  Вступ |  Слайд 1-3. |  Слайд 1-6. |  Слайди 1-9,1-10. Приклади теореми Бернуллі |  слайд 1-12 |  До манометрам |  Слайд 1-15. |  слайд 1-16 |  Cлайд 1-21. |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати