医用物理学章流体的运动.pptVIP

二. 黏性流体的运动规律 黏性流体的伯努利方程 均匀水平管中黏性流体的压强分布 第六十二张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 人体循环系统各类血管中的血压 第六十三张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 泊肃叶公式 由图可知,要使管内的黏性液体作匀速运动,必须有外力来抵消液体的内摩擦力,这个外力就是来自管道两端的压强差. 均匀水平管中黏性流体的压强分布 第六十四张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 1840年泊肃叶通过大量实验证明,在水平均匀的细长玻璃圆管内作层流的不可压缩黏性流体,其体积流量 Q 与管道两端压强梯度 及管半径 R 的四次方成正比,即 泊肃叶 (J. L. M. Poiseuille，1799-1869) 法国生理学家. 第六十五张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 若令 或 Rf 称为流阻,医学上称为血流阻力.流阻的国际制单位是Pa·s·m-3 (帕·秒·米-3). 则 第六十六张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 三. 物体在黏性流体中的阻力 静止流体中的物体受到浮力的作用,黏性流体中的运动物体(根据运动的相对性,也可以看成是物体静止,流体运动)则会受到阻力作用.由流体的黏滞性所导致的这种阻力,表现为直接的黏性摩擦阻力与间接的压差阻力. 第六十七张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 黏性摩擦阻力 流体与物体作相对运动时,物体表面附着了一层流体(附面层,即边界层),附面层内的流体存在速率梯度,层内与物体相接触的流体微团的流速为零,层外侧的流体微团则具有流体的速度,层与层之间存在内摩擦力,表现为对物体的黏性摩擦阻力.附面层外可近似为无黏性流场. 当物体速度不大或个体较小时,物体所受到的黏性摩擦阻力与速度成正比,即 F = k v 第六十八张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 斯托克斯阻力公式 1851年斯托克斯研究了小球在黏性很大的液体中缓慢运动时所受到的阻力问题,给出计算阻力的公式 斯托克斯 (G.G.Stokes, 1819-1903)英国力学家、数学家. 第六十九张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 让半径为 r 的小球在黏性流体中自由下沉,开始时,小球受到方向向下的重力和方向向上的浮力作用,重力大于浮力,小球加速下降.随着速度的增加,黏性摩擦阻力逐渐增大. 当小球的下降速度达到一定值时,重力、浮力和黏性摩擦阻力三力平衡,小球匀速下降,小球这时的速度称为终极速度(terminal velocity)或沉降速度(sedimentation velocity),用vT表示. 第七十张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 若小球的密度为 ? ,流体的密度为 ?′,则小球所受的重力为 ,浮力为 ,黏性摩擦阻力为 6? ?rvT ,小球达到终极速度时,三力平衡,有 终极速度 第七十一张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 当小球(例如空气中的尘粒,雾中的小雨滴,黏性液体中的细胞、大分子、胶粒等)在黏性流体中下沉时,终极速度与小球的大小、黏性流体与小球的密度差、重力加速度成正比.对于非常微小的颗粒(细胞、大分子、胶粒),可利用高速或超速离心机来增加有效 g 值,加快其沉降速度. 第七十二张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 离心分离 用 代替g ? ? ? 第七十三张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 二. 伯努利方程的应用 (一)压强与高度的关系 若流管中流体的流速不变或流速的改变可以忽略时,伯努利方程可以直接写成 或 在流体力学中,伯努利方程十分重要,应用极其广泛. 第三十张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 表明流速不变或流速的改变可以忽略时,理想流体稳定流动过程中流体压强能与重力势能之间的转换关系,即高处的压强较小,低处的压强较大. 两点的压强差为 第三十一张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 管涌 第三十二张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 体位对血压的影响 第三十三张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 (二) 流速与高度的关系 在自然界、工程技术和我们的日常生活中,存在着许多与容器排水相关的问题,如水库放水(泻洪与发电)、水塔经管道向城市供水及用吊瓶给患者输液等,其共同的特点是液体从大容器经小孔流出. 水库大坝 水电站 第三十四张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 小孔流速 第三十五张，课件共九十七张，编辑于2022年5月 铜壶滴漏 “寸金难买寸光阴”对我们来说是再熟悉不过的诗句了,其中揭示了计量时间的方法. 我国古代用铜壶滴漏计时,使水从高度不等的几个容器里依次滴下来,最后滴到最低的有浮标的容器里,根据浮标上的刻度