Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Практична робота №2.
Тема:Основи біореології та гемодинаміки.
Мета роботи:
вивчити поняття ламінарного і турбулентного плину рідини, внутрішнього тертя, закон Ньютона для внутрішнього тертя, поняття в,язкості рідини, поняття н,ютонівської і нен,ютонівської рідини; розібрати рівняння Гагена – Пуазейля, методи вимірювання в,язкості крові, рівняння неперервності струменя та рівняння Бернуллі; ознайомитись з методами вимірювання в,язкості, зокрема, крові, з особливостями в,язкості крові; повторити явища капілярності, поверхевого натягу, пояснити газову емболію як фізичне явище.
Обладнання: таблиці, віскозиметр капілярний, модель медичного віскозиметра, диск „Медична апаратура”.
Теоретичні відомості.
Будова рідин. Поверхневий натяг(повторення)..
Будова рідини: відстані між молекулами трохи більше діаметра молекул, молекули весь час коливаються і перестрибують. Молекули з поверхні втягуються всередину – на поверхні -мінімальна кількість молекул – вільна поверхня скорочується –лапласівський тиск:
Δp = ( R – радіус кривизни меніска).
Через скорочення вільної поверхні рідини на межі вільної поверхні виникає сила поверхневого натягу. Вона спрямована в бік рідини , по дотичній до вільної поверхні, її величина дорівнює:
F=σl,
де σ- коефіцієнт поверхневого натягу, а l –довжина межі вільної поверхні.
Лапласівський тиск є причиною виникнення газової емболії. Розберіть це явище за підручником А. Ф. Шевченко „Основи медичної і біологічної фізики”, ст.135.
Види плину рідини. Закон Ньютона.
Існує 2 види течії (плину) рідини:
1.Ламінарна – рідина рухається без перемішування шарів, максимальна швидкість посередині :
2.Турбулентна – в рідині виникають завихрення, що супроводжуються звуком.
Ламінарна переходить у турбулентну при деякій швидкості.
Число Рейнольдса:
Rс =, - η - в’язкість,d – діаметр.
Rс < 2300 – ламінарна,
Rс > 2300 – турбулентна.
В деяких випадках, наприклад, в дузі аорти на піку систоли Rс = 6000, тобто короткочасно може бути турбулентність, але, в основному, плин крові ламінарний.
Закон Ньютона: при ламінарній течії сила внутрішнього тертя пропорційна площі дотику шарів S, різниці їх швидкостей Δυ і обернено пропорційна відстані між ними ℓ:
F = ,
ή - коефіцієнт в’язкості або в’язкість.
Ф.с.: дорівнює силі тертя, між шарами площею S = 1 м2, що рухаються на відстані 1 м з відносною швидкістю 1 м/с. Чим більше ή, тим більше тертя.
Одиниці:
в СЈ: - Па · с
в СГС: 1 Пуаз - 1 Пз
1 Па · с = 10 Пз
для води при 20оС - η = 0,01 Пз = 1сПз, цитоплазма - 2 – 50сПз, кров - 4 – 5сПз, у чоловіків в’язкість крові = (4,3 -5,3) ·сПз, у жінок η = (3,9-
4,9 ) сПз.
При пневмонії, бронхіальній астмі, гіпертонічних хворобах, перитоніті тощо η - ↑, при туберкульозі, анемії - η ↓.
Озн. Ньютонівські рідини – це такі, у яких в’язкість залежить від природи рідини і tо (вода, сеча, низькомолекулярні органічні рідини), не ньютонівські - η залежить від υ, тиску, режиму течії (кров, нафта, суспензії).
Закони для Ньютонівських рідин.
1.Рівняння неперервності (нерозривності струменя): через будь-який переріз за рівні проміжки часу проходять, однакові об’єми:
V1 = V2
S1υ1Δt = S2υ2Δt
↓
S1υ1 = S2υ2:
чим тонша труба, тим швидкість більша.
Озн. Об’ємна швидкість рідини – це об’єм рідини, який проходить через деякий поперечний переріз труби за 1с: Q.
Q = Sυ, υ – лінійна швидкість, S – площа поперечного перерізу.
2.Закон Пуазейля: об'єм рідини, що протікає через поперечний переріз за 1с:
Q = -перепад тисків на кінцях труби
Осн. рівняння динаміки рідин Q =, W = - гідравлічний опір
Прилади для вимірювання в’язкості – віскозиметри (ознайомтесь з принципом дії віскозиметрів за підручником А. Ф. Шевченко „Основи медичної і біологічної фізики”, ст.47-49.
3.Рівняння Бернуллі:
dc
Р1 + ρgh1 + = Р2 + ρgh2 +
Р – статичний тиск
ρgh – гідростатичний тиск
– динамічний тиск.
При h1 = h2: Р + = const., тобто у місцях звуження, де швидкість більше, там тиск менше.
Великий тиск у судинах великого діаметра може призвести до утворення аневризми судини- її розширення. А зменшення тиску навколо струменя рідини або газу застосовується в пульверизаторах і водоструменевих насосах. При розривах судин великого діаметру зменшення тиску може призвести до втягування повітря у судину і до газової емболії.
Особливості в’язкості крові.
Кров – неньютонівська рідина.
В стані спокою із еритроцитів утворюються монетні стовпчики або агрегати. Ці структури створюють неправильну просторову решітку – це гель (тверде тіло).
Коли кров плине, то чим більше швидкість, тим стовпчики сильніше руйнуються, в’язкість зменшується, кров наближається до ньютонівськоі рідини.
Самий малий переріз судинної системи – в ділянці аорти, самий великий – в області капілярів.
У тоненьких судинах d ≈ d капіл. Еритроцити збираються ближче до вісі потока, а біля стінок тече плазма, в’язкість якої менша, крім того зменшується тертя між агрегатами – в артеріолах в’язкість крові зменшується - ⅔ в’язкості в аорті.
В капілярах з d ≈ 5 мкм, еритроцити згинаються і проштовхуються, в’язкість як би зростає в 10 – 100 р. забезпечується гарний контакт зі стінками капіляра.
Практичні завдання.
а).Що таке газова емболія?
б).Як може потрапити газ у кровоносну систему?
в).Перемалюйте малюнок 100б. Коли повітряна бульбашка закупорює судину?
г).Як усунути закупорку? Яку речовину уводять в кров?
2.Розберіть питання „Принцип дії медичного капілярного віскозиметра” за планом (див. ст. вище):
а). Яку в’язкість , як правило, вимірюють у лікувальній практиці?
б).Перемалюйте малюнок 31 з поясненнями.
в).Запишіть рівність, що пояснює, як визначається відносна. в’язкість
г).Перепишіть і розберіть алгоритм дії з віскозиметром:
1).Відкриваємо кран 9 і втягуємо шприцом через накінечник 8 повітря до тих пір, доки вода не заповнить піпетку 2 до мітки 0.
2).Закриваємо кран і втягуємо таким же чином кров у піпетку 1 до мітки 0.
3).Відкриваємо кран і втягуємо обидві рідини одночасно, доки кр ов не дійде до мітки 1, тоді вода досягне мітки, яка і дорівнює значенню відносної в’язкості крові.
Контрольні запитання.
1.Що таке газова емболія і чому вона виникає?
2.Що таке ламінарна і турбулентна течії?
3.Сформулюйте закон Ньютона для ламінарної течії.
4.Що таке в’язкість, у чому вона вимірюється і чому вважається діагностичним показником?
5.Як називаються прилади для вимірювання в’язкості? Розкажіть про принцип дії капілярного медичного віскозиметра.
Бали до роботи №2.
На 3 бали:
Знати що таке газова емболія, закон Ньютона і поняття в’язкості, її одиниці, знати, чому в’язкість є діагностичним показником, що таке ламінарна турбулентна течії, якими приладами вимірюється в’язкість, знати що в’язкість крові не однакова в різних судинах.
На 4 бали :
Додатково знати число Рейнольдса (значення) і його роль, як залежить швидкість рідини від перерізу трубки, знати, що в широких судинах тиск більший і може утворюватись аневризма судини, означення ньютонівських і неньютонівських рідин, будови медичного капілярного візкозиметра і його дію.
На 5 балів:
Додатково знати закон Бернулі, пояснення принципа дії пульверизатора, означення сили поверхневого натягу, причини її виникнення, поняття Лапласівського тиску і пояснення за його допомогою виникнення закупорення судин при газовій емболії.