Ламинарное и турбулентное течение и их характеристики.

Режимы течения жидкости были установлены в 19 веке Рейнольдсом.

1. Ламинарное (слоистое) – течение, при котором условные слои жидкости текут не перемешиваясь, скользя относительно друг друга.

2. Турбулентное (вихревое) - течение, при котором скорости условных частиц жидкости в каждой точке непрерывно меняются.

. Микрообъемы жидкости совершают движение по сложным траекториям, что приводит к образованию завихрений. Часть энергии потока расходуется на беспорядочное движение, направление которого отличается от направления потока. Стенки трубки приходят в колебательное движение, которое сопровождается появлениям звука

Течение воздуха в носовой полости в норме – ламинарное, но при воспалении оно может стать турбулентным, что повлечет дополнительную работу дыхательных мышц.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КЛИНИЧЕСКОГО МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ.

В медицине широко используется метод измерения давления крови, предложенный Коротковым в 1905 году.

Суть: измеряют давление, которое необходимо приложить снаружи, чтобы сжать артерию до прекращения в ней тока крови. При этом выслушивают звуки, возникающие при прохождении крови через сжатую артерию.

a) Пока артерия сжата полностью, никаких звуков не прослушивается, т.е. давление воздуха внутри манжеты равно давлению в мягких тканях, соприкасающихся с манжетой.

б) При снижении давления в манжете начинают прослушиваться тоны, появляется пульc в лучевой артерии. Эти тоны обусловлены вибрацией стенок артерии непосредственно за манжетой под действием толчков порций крови, которые прорываются сквозь сжатый участок сосуда в момент систолы сердца. Показания манометра будут соответствовать систолическому давлению. При дальнейшем снижении давления возникают шумы, обусловленные турбулентным течением крови.

Затем шумы стихают и прослушиваются только тоны.

в) Если дальше снижать давление, тоны ослабевают и полностью прекращаются в тот момент, когда происходит полное восстановление просвета артерий и восстановление ламинарного течения.

Показания манометра соответствуют «min» давлению диaстолическому.

Систола (сжатие) – механическое сокращение следующее за расслаблением.

Диастола – период расслабления между ритмическими сокращениями.

ЧИСЛО РЕЙНОЛЬДСА.

Режим течения жидкости ( ламинарный или турбулентный ) можно определить с помощью числа Рейнольдса. Пусть в трубке диаметра d течет жидкость плотностью r со скоростью u. Число Рейнольдса Re – это безразмерная величина

Re = r·u·d/h , где

r - плотность жидкости,

u - скорость течения жидкости,

D - диаметр трубы, по которой течет жидкость,

h - коэффициент абсолютной (динамической)

вязкости.

Для каждой жидкости экспериментальным путем найдено критическое значение числа Рейнольдса.

Если вычисленное число Рейнольдса больше критического значения Reкр, то течение турбулентное.

Если вычисленное число Рейнольдса меньше критического значения Reкр, то течение ламинарное.

Если Re = Rекр переходный режим от ламинарного к турбулентному и наоборот.

Для крови Reкр=1000, для воды Reкр=2300.

Если: Re >Rекр - течение крови турбулентное

Re<Rекр - течение крови ламинарное

Re = Rекр- переходный режим от ламинарного к турбулентному.

При ламинарном течении сопротивление нарастает линейно с увеличением скорости.

При турбулентном - сопротивление прямо пропорционально квадрату скорости (u²).