curs 10 md hidrostatica. hidrodinamica
DESCRIPTION
HidrodinamicaTRANSCRIPT
![Page 1: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/1.jpg)
Biofizica
Curs 10
![Page 2: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/2.jpg)
![Page 3: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/3.jpg)
![Page 4: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/5.jpg)
![Page 6: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/6.jpg)
![Page 7: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/7.jpg)
![Page 8: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/8.jpg)
Debit volumic
• Debitul volumic reprezintă volumul de lichid care curge printr-o secţiune a unui tub în unitatea de timp.
– S este secţiunea transversală a tubului, iar v
este viteza fluidului prin aceea secţiune.
Svdt
dtvS
dt
dVQ
![Page 9: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/10.jpg)
Ecuatia de continuitate
Această ecuatie se respectă şi în cazul circulaţiei sângelui prin vase:
• In aorta, viteza sangelui este de 20 - 40 cm/s,
• in timp ce in capilare este de 0,05 – 0,1 cm/s,
• in vena cava superioara atinge 6 -14 cm/s. – In arterele subtiri, arteriole si in vasele capilare, care apar
prin ramificarea arterelor mari, viteza sangelui scade deoarece debitul prin acestea reprezinta numai o parte din debitul total.
![Page 11: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/11.jpg)
Ecuatia de continuitate
• Scaderea vitezei sangelui este compensata de faptul ca suprafata totala a sectiunilor capilarelor din corp este de peste 750 ori mai mare decât aria sectunii transversale a aortei iar debitul total ramane constant
![Page 12: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/12.jpg)
Ecuatia lui Bernoulli
• Ecuatia lui Bernoulli arată că în orice secţiune a unui tub înclinat, cu secţiunea variabilă prin care curge un fluid, suma urmatoarelor presiuni este constanta :
• Presiunea statică (p+gy), şi
• presiunea hidrodinamică ( ) 2
2v
![Page 13: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/13.jpg)
![Page 14: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/14.jpg)
Legea lui Bernoulli
• Fluidul in miscare exercita asupra peretilor tubului o presiune suplimentara in raport cu presiunea statica, presiunea hidrodinamica, determinand o scadere corespunzatoare a presiunii efective.
• Dacă viteza lichidului este mai mare (tub cu secţiune mai mică) presiunea hidrodinamică este mare şi ca urmare presiunea hidrostatică p e mai mică rezultând fenomenul Venturi.
2
2v
![Page 15: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/15.jpg)
Legea lui Bernoulli
• In cazul circulatiei sanguine, in timp, parametrii hemodinamici sufera modificari, cele mai intalnite fiind determinate de ingustarea si rigidizarea peretilor vasculari. Datorita rigidizarii peretelui arterial, fenomen ce se produce in ateroscleroza, creste presiunea maxima in sistola si presiunea minima in diastola.
• Prin micsorarea lumenului vasului de sange, creste viteza sangelui si deci creste presiunea hidrodinamica si astfel cresc riscurile rupturilor vasculare.
![Page 16: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/16.jpg)
Fluide reale. Viscozitatea lichidelor
• Forţele de frecare internă (numite forţe de viscozitate) sunt orientate tangenţial la suprafaţa straturilor vecine şi în sens opus vitezei stratului respectiv.
![Page 17: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/18.jpg)
Fluide reale. Viscozitatea lichidelor
• Pentru curgerea laminară expresia forţei de vicozitate F este dată de legea lui Newton:
• - coeficient de viscozitate dinamică, S – suprafaţa comună de contact a două stări vecine,
• - gradientul vitezei (variaţia vitezei pe unitatea de lungime).
• = 1 Poiseuille (1P)
dy
dvSF
dy
dv
2m
sNSI
)(11 poisedaPP
![Page 19: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/19.jpg)
Fluide reale. Viscozitatea lichidelor
Clasificarea lichidelor reale
• Lichide newtoniene - perfect viscoase sau lichide cu vîscozitate normală (respecta legea lui Newton)
– depinde de natura lichidului şi de temperatură (scade odată cu creşterea temperaturii).
– Dacă T este constant nu depinde de gradientul vitezei şi este considerat constant pentru un lichid.
Ex: soluţiile coloidale de concentraţii mici, apa, uleiurile minerale pure şi alte lichide larg utilizate în tehnică.
![Page 20: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/20.jpg)
Fluide reale. Viscozitatea lichidelor
Clasificarea lichidelor reale
• Lichide ne-newtoniene - Lichidele pentru care forţa de viscozitate creşte mult mai repede decât gradientul vitezei. – nu mai este constant, depinde de gradientul
vitezei la o anumită temperatură T.
– Numeroase lichide funcţionale, îndeosebi cele sintetice conţin aditivi cu greutăţi moleculare mari, care conferă un caracter nenewtonian comportării viscoase.
![Page 21: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/22.jpg)
Fluide reale. Vâscozitatea lichidelor
• Coeficient de viscozitate relativă
– 0 – coeficientul de viscozitate dinamică al unui lichid de referinţă (apa sau solventul pur)
• Coeficient de viscozitate cinematică
• Coeficient de fluiditate
0
r
s
mIS
2
..,
1
![Page 23: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/24.jpg)
Curgerea lichidelor reale. Legea lui Poiseuille
• Debitul unui lichid real aflat în curgere laminară printr-un tub (indiferent de orientarea lui) este dat de legea lui Poiseuille:
• Unde: este debitul volumic,
r – raza tubului, - lungimea tubului, p – diferenţa de presiune de la capetele tubului datorită căreia curge lichidul.
pr
Q
8
4
t
VQ
![Page 25: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/25.jpg)
![Page 26: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/26.jpg)
Curgerea lichidelor reale. Legea lui Poiseuille
• În cazul vaselor de sânge se observă că o variaţie a diametrului tubului (vasodilataţie sau vasoconstricţie) determină o modificare sensibilă a debitului de sânge.
• Scaderea debitului de sange in artere provoaca angina pectorala, maladie care in cazuri frecvente apare in urma ingrosarii peretilor arteriali. Administrarea unor substante specifice cum este nitroglicerina, determina relaxarea musculaturii peretilor arteriali si permite marirea lumenului vasului de sange si deci a debitului sangelui.
![Page 27: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/27.jpg)
Viscozitatea sângelui
• Viscozitatea sângelui la temperatura de 37 C este de aproximativ 4 ori mai mare decât cea a apei, sângele fiind un lichid nenewtonian, pseudoplastic.
• Sângele nu constituie o fază omogenă, ci un sistem dispers heterogen, adică o suspensie de elemente figurate (celule) în plasmă (soluţie apoasă de electroliţi, neelectroliţi şi macromolecule).
• Procentul volumului ocupat de elementele figurate ale sângelui (marea majoritate sunt hematii) se numeşte hematocrit (45% şi 50%).
![Page 28: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/28.jpg)
• Coeficientul de vâscozitate relativ al sângelui creşte considerabil în poliglobulie, hipertesiune, asfixie (prin creşterea concentraţiei de CO2), etc.
• Creşterea concentraţiei de CO2 în sânge determină umflarea celulelor sanguine, ceea ce are ca rezultat creşterea vâscozităţii sângelui. Rezulta că sângele venos este mai vâscos decât cel arterial.
![Page 29: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/29.jpg)
Curgerea lichidelor reale. Curgerea laminară şi turbulenţa
• Când în regimul de curgere se atinge o viteză critică de curgere, aceasta se transformă din laminară în turbulentă.
• Viteza critică la care apare turbulenţa depinde de viscozitatea ( )şi densitatea lichidului ( ), de diametrul tubului cilindric (D) si de numarul lui Reynolds ( ) conform relaţiei:
D
Nv R
c
RN
![Page 30: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/30.jpg)
![Page 31: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/31.jpg)
![Page 32: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/32.jpg)
Experimentul lui Marey referitor la curgerea lichidelor prin vase elastice
![Page 33: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/35.jpg)
• Presiunea sistolică reprezintă presiunea maximă care este dezvoltată când inima pompează un volum de sânge în aortă.
• În timpul relaxării muşchiului cardiac sângele din aortă este forţat să treaca prin sistemul vascular ramificat. Pe măsură ce volumul sângelui din aortă scade, presiunea sângelui se micşorează atingând o valoare minimă, numită presiune diastolică.
![Page 36: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/36.jpg)
![Page 37: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/37.jpg)
![Page 38: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/38.jpg)
![Page 39: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/39.jpg)
![Page 40: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/40.jpg)
![Page 41: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/41.jpg)
![Page 42: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/42.jpg)
![Page 43: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/43.jpg)
![Page 44: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/44.jpg)
![Page 45: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/45.jpg)
![Page 46: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/46.jpg)
![Page 47: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/47.jpg)
![Page 48: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/48.jpg)
![Page 49: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/49.jpg)
![Page 50: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/50.jpg)
![Page 51: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/51.jpg)
![Page 52: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/52.jpg)
![Page 53: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/53.jpg)
![Page 54: Curs 10 MD Hidrostatica. Hidrodinamica](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012309/548ae442b47959050d8b60c8/html5/thumbnails/54.jpg)
Presiunea hidrostatică
• Presiunea hidrostatica din sistemul circulator sanguin al omului, nu poate fi neglijata in pozitia ortostatica ( verticala ) din cauza diferentelor importante de nivel intre partile corpului. Aceasta face ca presiunea arteriala sa varieze de la 51 mmHg la nivelul capului la 183 mmHg la nivelul talpii piciorului.