XI. Физическая модель сердечно – сосудистой системы и её характеристика.
ССС состоит из активной части – сердца, и условно пассивной части – сосудов.
Основная функция сердца – создание разности давлений p на входе в ССС и в участках входа. ССС так же включает:
а) аорта – толстая нерастяжимая эластичная трубка d2см
б) артерии – более тонкие сосуды, стенки которых состоят из мышечной ткани.
в) артериоллы – еще более тонкие сосуды, в которых стенки из мышечной ткани. Их основная особенность – изменение просветов сосудов.
г) капилляры – состоят из одного слоя клеток.
Rе в аорте=5000 (турбулентное)
Rе в артерии =1001000 (ламинарное)
ОСОБЕННОСТИ ССС:
Является замкнутой.
Разветвленная с последовательным и параллельным соединением сосудов.
Понижение давления идет от центра к периферии.
Из уравнения неразрывности струи [S1/S2=2/1] следует, что чем меньше калибр сосуда, тем больше должна быть линейная скорость.
Но в реальных условиях скорость потока наивысшая в аорте и по мере перехода от артерии к капиллярам скорость постепенно снижается. Это значит, что существуют иные факторы, определяющие скорость потока, в частности, ветвления сосудов.
На первый взгляд, скорость крови в капиллярах должна увеличиваться, т.к. в них сечение меньше. Но на каждом снижающемся уровне подключено большое число параллельно – соединенных сосудов Суммарное сечение сосудистой системы больше сечения аорты скорость тока крови в сосудистой системе в целом уменьшается и противоречий с уравнением неразрывности струн нет.
сечение аорты
кровь
капилляры
XII. Гидравлическое сопротивление, его особенности при различном соединении сосудов.
Гидравлическое сопротивление – это сопротивление, которое возникает при течении жидкости вследствие трения ее условных частиц между собой или стенками сосуда.
Проведем аналогию между законом Гагена-Пуазейля и формулой закона Ома для участка цепи, не содержащей ЭДС.
Q=
(/8)·(∆p·
/
l
·)
I=U/R
X=8·l·
/·
“Q”-соответствует “I”
“ p”-соответствует “U”
X=8·l·/·
-соответствует
“R”
Из этой формулы следует, что:
Чем больше «Х», тем больше вязкость « » и тем меньше площадь поперечного сечения трубы.
Т.о.: Для крови сопротивление ее движению зависит от размеров сосуда и от ее вязкости.
Аналогия между электрическим и гидравлическим сопротивлением позволяет использовать правила нахождения электрического сопротивления при последовательном и параллельном соединении проводников.
Для последовательного и параллельного соединения труб:
|
|
Электрическое сопротивление-R |
Гидравлическое сопротивление-X |
|
Последовательное соединение |
Rобщ=R1+R2+…+Rn |
Xобщ=X1+X2+…+Xn |
|
Параллельное соединение |
1/Rобщ=1/R1+1/R2+…+1/Rn |
1/Xобщ=1/X1+1/X2+…+1/Xn |
Т.о.: по аналогии с законом Ома для участка цепи без ЭДС разность давлений на концах трубки тока «∆p» равна:
∆p =Q·X
(U=I·R)
Критическое давление замыкания:
Это минимальное давление крови в сосуде, при котором его просвет остается открытым.
Для его вычисления используют формулу Лапласа:
N- величина напряжения стенок сосуда [Н/м]
N=p·r
r- радиус сосуда [м]
p- критическое давление замыкания [Па]