7. Ламинарное и турбулентное течение жидкости, число Рейнольдса.

Турбулентное – увеличение скорости вязкой жидкости вследствие неоднородности давления по поперечному сечению трубы создает завихрения. При турбулентном течении скорости частиц в каждом месте непрерывно и хаотически изменяется, движение является нестационарным. Характеристика течения жидкости по трубе зависит от свойств жидкости, скорость ее течения, размеров трубы и определяется числом Рейнольдса: Re = ρ_жVD/ή, где ρ_ж – плотность жидкости, D – диаметр трубы, V – скорость по сечению трубы, скорость течения, ή – вязкость. Если число Рейнольдса больше критического, то движение жидкости турбулентное (Re больше Re критического). Т.к. Re зависит от ή и ρ_ж, то удобно ввести их отношение, называемое кинематической вязкостью: υ = ή/ ρ_ж отсюда следует, что Re = VD/ υ, υ = м²/с или Ст. (стокс), 1Ст = 10^-4 м²/с. Кинематическая вязкость учитывает внутренние трение на характер течения жидкости или газа. Характер течения жидкости зависит от размеров трубы (Re = VD/ υ). В широких трубах даже при сравнительно небольших скоростях может возникнуть турбулентное движение. Течение крови в артериях в норме является ламинарным, небольшая турбулентность возникает вблизи клапанов сердца. При патологии, когда вязкость бывает меньше нормы, Re может превышать Re критическую, тогда движение турбулентное. Турбулентное течение связано с дополнительной затратой энергии при движении жидкости, что в случае крови приводит к добавочной работе сердца. Течение воздуха в носовой полости в норме ламинарное. Но при воспалении или каких-либо других отклонениях от нормы оно может стать турбулентным, что повлечет дополнительную работу дыхательных мышц. Ламинарное течение – упорядоченное течение жидкости, при α она перемещается как бы слоями, параллельными направлению течения. Для того течения характерны гладкие квази параллельные траектории. При ламинарном течении скорость в сечении трубы изменяется по параболическому закону: V = V₀ (1 – Z²/R²), где R – радиус трубы, Z – расстояние от оси, V₀ – осевая (максимальная) скорость течения.

9. Строение стенок сосудов и их механические свойства. Закон Лапласа, уравнение Ламе. Функциональные группы сосудов.

Сосуды состоят из нескольких слоев клеток (эндотелий). Доля различных клеток в сосудах неодинакова и определяет функциональность сосуда (эластичность, коллагенность, нервные импульсы), наружный слой – соединительная ткань, средний слой – гладкая мышечная ткань. Функциональные группы сосудов: 1). Аорта – большая доля эластичных волокон, способна легко растягиваться. Сосуды эластического типа (амортизируют), эффект коммерсионной камеры, после систолы давление не падает до 0, наступает диастола падает до 16 – 11 кПа. 2). Сосуды резестивитые, большая доля гладкомышечных волокон, изменяют просвет, артерии, артериолы, венулы. 3). Капилляры – сосуды обменного типа. Первый слой – эндотелий клеток, обмен питательных веществ, газов, продуктов жизнедеятельности. 4). Емкостные сосуды – вены, складки, как депо крови, большая доля коллагеновых волокон. 5). Сосуды – сфинктеры. Закон Лапласа: Р_τ = σ (1/R₁ + 1/ R₂), где R₁ и R₂ – радиусы во взаимно перпендикулярных плоскостях и R₁ – стремится к 0, R₂ – стремится к бесконечности. 1/r – кривизна (величина обратная r), σ = Р_τR²/hR, F = P2rl, F= σ2hl, где 2 и l сокращаются в этих уравнениях и получается, что Р_τ = σh, а отсюда следует, что σ = Р_τ/h – это есть уравнение Лане.