1.5. Методы определения вязкости жидкости.

Совокупность методов измерения вязкости называют вискозиметрией, и приборы, используемые для таких целей - вискозиметрами.

1. Капиллярные методы основаны на законе Пуазейля и заключаются в измерении времени протекания через капилляр жидкости известной массы под действием силы тяжести при определенном перепаде давлений.

Вискозиметр Оствальда.

Вискозиметр Оствальда представлен на рисунке 7.

С помощью вискозиметра Оствальда определяют вязкость исследуемой жидкости относительным методом. Измеряют время истечения определенного объема (между двумя метками 2, см. рис. 7.) исследуемой и эталонной жидкостей t и t₀ соответственно. Объемы жидкостей, согласно формуле 19, равны:

Так как перепад давления жидкости обусловлен только гидростатической силой, то р=р₀=0. Выразим из формулы величину вязкости исследуемой жидкости:

(22)

Вискозиметр ВК-4.

Так как вискозиметр Оствальда требует много исследуемой жидкости, то его, как правило, не используют в клинике. В клинической практике для определения вязкости крови используют вискозиметр ВК-4 (рис. 8).

Рис. 8. Внешний вид вискозиметра ВК-4.

1 и 2 – градуированные пипетки, 3 – подставка, 4 – кран, 5 – резиновая трубка, через которую отсасывают воздух из прибора.

Путь, пройденный жидкостью в капиллярах одинакового сечения при одинаковых давлениях и температурах, обратно пропорционален внутреннему трению или вязкости:

. (23)

В качестве жидкости сравнения (₀, l₀) обычно используют дистиллированную воду. Измерив пути l₀ и l_кр, пройденные дистиллированной водой и кровью, и зная вязкость ₀ дистиллированной воды, находят вязкость _кр крови.

2. Метод падающего шарика (метод Стокса).

Метод основан на измерении скорости падения маленьких шариков в исследуемой жидкости (рис. 9).

На падающий шарик радиусом r из вещества с плотностью  в вязкой жидкости с плотностью ₀ и вязкостью  действуют силы:

• сила тяжести ,

• выталкивающая сила ,

• сила сопротивления жидкости, которая, согласно закону Стокса, равна F_B=6 rV, где V- скорость шарика.

Рис. 9. Схема для объяснения принципа метода Стокса.

При равномерном движении шарика F_тяж = F_A + F_B , откуда

  gr²(ρ - ρ₀)/V (24)

Метод применяется при изучении оседания взвешенных частиц (крахмальных зерен, порошка какао и т. п.).

3. Ротационные методы. Измерение вязкости ротационным вискозиметром основано на определении скорости вращения цилиндра в вязкой жидкости.

1.6 Реологические свойства крови, плазмы и сыворотки. Факторы, влияющие на вязкость крови в организме. Особенности течения крови в крупных и мелких сосудах

Реология – это область механики, изучающая особенности течения и деформации реальных сплошных сред, в том числе и жидкостей. Гемореология изучает механические закономерности и изменения физических свойств крови в процессе циркуляции на различных участках сосудистого русла.

Кровь относят к неньютоновским жидкостям. Кровь представляет собой взвесь форменных элементов (эритроцитов, лейкоцитов и т. п.) в плазме. Вязкость крови в норме равна 4-5 мПа^.с. Для сравнения, вязкость воды при температуре 20⁰С равна 1 мПа^.с. При различных патологиях значения вязкости крови колеблется в пределах от 1,7 до 22,9 мПа^.с.

Таблица 1

Относительные вязкости крови, плазмы и сыворотки крови.

(Относительной вязкостью биологической жидкости называют отношение ее вязкости к вязкости воды.)

Жидкость		Относительная вязкости, отн. ед.
цельная кровь	мужчины	4,3  5,3
	женщины	3,9  4,9
Плазма		1,5  1,8
сыворотка крови		1,4  1,7