《第2章流体运动PPT讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2章流体运动PPT讲稿.ppt（47页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第2章流体运动第1页，共47页，编辑于2022年，星期一流体流体:物体各部分之间很容易发生相对运动的性质称为物体各部分之间很容易发生相对运动的性质称为流动流动性性，而具有流动性的物体称为，而具有流动性的物体称为流体流体，它是液体与，它是液体与气体的统称。气体的统称。流体力学流体力学:研究流体的运动规律以及流体与相邻固体之间的研究流体的运动规律以及流体与相邻固体之间的相互作用，有相互作用，有流体静力学流体静力学与与流体动力学流体动力学之分。之分。第2页，共47页，编辑于2022年，星期一一、流体运动的研究方法一、流体运动的研究方法1研究流体运动的研究流体运动的 两种方法两种方法拉格朗日法拉格朗日
2、法：跟踪追击跟踪追击把流体看成由数目十分巨大的质元组成的质点组，把流体看成由数目十分巨大的质元组成的质点组，然后跟踪每一个质元，观察其运动状态的变化然后跟踪每一个质元，观察其运动状态的变化。第一节第一节 流体的基本模型流体的基本模型第3页，共47页，编辑于2022年，星期一欧拉法欧拉法：守株待兔守株待兔运用场的观点，考察流体所在空间各点的各种物运用场的观点，考察流体所在空间各点的各种物理量（如理量（如:通过该点质元的流速以及流体的密度、通过该点质元的流速以及流体的密度、压强等）随时间的变化，也就是研究流速场压强等）随时间的变化，也就是研究流速场v（x，y，z，t）、）、（x，y，z，t）、）、
3、p（x，y，z，t）等矢量场和标量场等矢量场和标量场 第4页，共47页，编辑于2022年，星期一2、理想流体模型、理想流体模型理理 想想 流流 体（体（ideal fluid）：就就 是是 绝绝 对对 不不 可可 以以 压压缩缩、完、完 全全 没没 有有 粘粘 滞滞 性性 的的 流流 体体 理想流体理想流体在运动时在运动时没有没有相互作用的相互作用的切向力切向力，只有只有压压应力。其内部的应力具有与静止流体内部应力相同的应力。其内部的应力具有与静止流体内部应力相同的两个特点，即（两个特点，即（1）任何一点都）任何一点都只有只有压应力，而没有压应力，而没有切应力切应力；（；（2）压强的大小只与场
4、点的位置有关，而）压强的大小只与场点的位置有关，而与截面方位无关。但运动流体，其内部任意两点之间与截面方位无关。但运动流体，其内部任意两点之间的压强差则与静止流体完全不同。的压强差则与静止流体完全不同。第5页，共47页，编辑于2022年，星期一3 3流速场、流线与流管流速场、流线与流管流体空间为流体空间为流速场流速场，其空间每一点均与质元流经，其空间每一点均与质元流经该点的流速对应。在流速场中画一系列假想曲线，该点的流速对应。在流速场中画一系列假想曲线，任一瞬时其上任一点切线方向都与流体质元通过任一瞬时其上任一点切线方向都与流体质元通过该点的速度方向一致，则这些曲线称为该时刻的该点的速度方向一
5、致，则这些曲线称为该时刻的流线流线，一束流线所围成的管状区域称为，一束流线所围成的管状区域称为流管流管。流线流线流管流管第6页，共47页，编辑于2022年，星期一4 4.流量流量单位时间内通过流速场中任一截面的流体体积和流单位时间内通过流速场中任一截面的流体体积和流体质量分别称为流体通过该截面的体质量分别称为流体通过该截面的体积流量（体积流量（Q）和和质量流量质量流量。体积流量通常由简称为。体积流量通常由简称为流量流量。二、定常流动二、定常流动 流流动动方方式式非定常流动：非定常流动：v=f(x,y,z,t)定常流动：定常流动：v=f(x,y,z,）流管的形状固定。具有流管的形状固定。具有“钢
6、性钢性”流管的形状不固定流管的形状不固定第7页，共47页，编辑于2022年，星期一三三 连续连续性方程性方程 A A端流入的流体端流入的流体质质量量B B端流出的流体端流出的流体质质量量理想流体有理想流体有流量：流量：单位：单位：第8页，共47页，编辑于2022年，星期一不可压缩流体作定常流动时不可压缩流体作定常流动时做定常流做定常流动时动时，同一流管，同一流管中任一横截面通中任一横截面通过过的流量的流量为为一恒量。一恒量。流体的连续性原理：流体的连续性原理：连续性方程：连续性方程：结论结论：同一流管中横截面同一流管中横截面积积越小越小处处，其流速越大；，其流速越大；反之，横截面反之，横截面积
7、积越大越大处处，其流速越小。，其流速越小。第9页，共47页，编辑于2022年，星期一第二节第二节 伯努利方程伯努利方程一、伯努利方程的建立一、伯努利方程的建立 应用条件：应用条件：理想流体理想流体 重力场重力场 定常流动定常流动 同一细流管同一细流管第10页，共47页，编辑于2022年，星期一外力对外力对abab段流体所做的总功段流体所做的总功为为A外外F1v1t-F2v 2t=p1S1v 1t-p2S2v 2t 因流体不可压缩，所以因流体不可压缩，所以 段与段与 段流体的体积相等段流体的体积相等 S1 v 1tS2v 2tV 段与段与 段流体的质量也相等，设为段流体的质量也相等，设为m m
8、则总功则总功 A外外p1V-p2V 系统机械能的变化为系统机械能的变化为 第11页，共47页，编辑于2022年，星期一p p1 1V V-p p2 2V V 理想流体在重力场中作定常流动时，同一流管中各理想流体在重力场中作定常流动时，同一流管中各截面处流体单位体积的动能、重力势能以及该处的压强截面处流体单位体积的动能、重力势能以及该处的压强三项之和都相等，为一恒量。三项之和都相等，为一恒量。伯努利方程伯努利方程根据根据功能原理：功能原理：A A外外A A非保内非保内 E E 第12页，共47页，编辑于2022年，星期一二、伯努利方程的应用二、伯努利方程的应用1 1水平管中压强与流速的关系水平管
9、中压强与流速的关系 h h1 1=h h2 2 理想流体在水平管中作定常流动时，流速大处压强理想流体在水平管中作定常流动时，流速大处压强小，流速小处压强大。小，流速小处压强大。第13页，共47页，编辑于2022年，星期一（1）空吸现象）空吸现象理想流体在非均匀水平管中理想流体在非均匀水平管中作定常流动时，管子截面积作定常流动时，管子截面积小处流速大而压强小，截面小处流速大而压强小，截面积大处流速小而压强大。当积大处流速小而压强大。当管子细处所造成的低压小于管子细处所造成的低压小于大气压时，若在此细处接一大气压时，若在此细处接一支管可产生吸入外界液体或支管可产生吸入外界液体或气体的现象气体的现象
10、空吸现象空吸现象。例。例如：喷雾器。如：喷雾器。第14页，共47页，编辑于2022年，星期一（2 2）汾丘里流量计）汾丘里流量计 对水平管粗、细两截面对水平管粗、细两截面处应用伯努利方程与连处应用伯努利方程与连续性方程续性方程 考虑到考虑到可得管中流体的流量可得管中流体的流量 联立可得粗处的流速联立可得粗处的流速v v1 1S S1 1v v2 2S S2 2第15页，共47页，编辑于2022年，星期一（3 3）流速计）流速计对同一流线上的对同一流线上的A、B两处应用伯努利方程可得两处应用伯努利方程可得 A处流体的流速，亦即流体在水平管中的流速为处流体的流速，亦即流体在水平管中的流速为 第16
11、页，共47页，编辑于2022年，星期一2 2均匀管中压强与高度的关系均匀管中压强与高度的关系S S1 1S S2 2 ，则，则 v v1 1v v2 2 理想流体在均匀管中作定常流动时，高处的压强小，理想流体在均匀管中作定常流动时，高处的压强小，低处的压强大。可用均匀管中的高度差来表示压强低处的压强大。可用均匀管中的高度差来表示压强差。差。若若v v1 1v v2 20 0，p p2 2p p0 0 ，则则 p p1 1p p0 0gg（h h2 2-h-h1 1）=p p0 0gg h h 此乃静止流体中的压强公式，即此乃静止流体中的压强公式，即压强计原理压强计原理。上图中上图中A A、B
12、B孔处的压强即为两均匀弯管内的静止流体的孔处的压强即为两均匀弯管内的静止流体的压强，故压强，故第17页，共47页，编辑于2022年，星期一3两端等压的管中流速与高度的关系两端等压的管中流速与高度的关系 p1p2 若将容器中整个流动的液体看成一个流若将容器中整个流动的液体看成一个流管，则其管，则其A、B两端的压强两端的压强pApB=p0。由于。由于SASB，容器内，容器内A液面下降极液面下降极慢，可视为慢，可视为vA0 小孔处流速的大小小孔处流速的大小 理想流体在两端等压的管中作定常流动时，高端处理想流体在两端等压的管中作定常流动时，高端处的流速小，低端处的流速大。的流速小，低端处的流速大。第1
13、8页，共47页，编辑于2022年，星期一虹吸管虹吸管 （1 1）流体的流速：对于）流体的流速：对于A A、D D两点，流速与高度的关系为两点，流速与高度的关系为 管口管口D D处的流体流速为处的流体流速为 （2 2）压强与高度的关系）压强与高度的关系 p pB B p pD D=p p0 0 对于对于B B、D D两点两点 第19页，共47页，编辑于2022年，星期一（3 3）压强与流速的关系：对于）压强与流速的关系：对于A A、C C两点两点 此外，对于此外，对于A A、B B两点两点 可见吸水管的最高点与容器中液可见吸水管的最高点与容器中液面之间的高度差必须小于面之间的高度差必须小于p p
14、0 0/g g，虹吸管才能正常工作。虹吸管才能正常工作。第20页，共47页，编辑于2022年，星期一例题例题2-12-1 水在压强为水在压强为4104105 5PaPa的作用下经内径为的作用下经内径为2.0cm2.0cm的水管流入用户，管内水的流速为的水管流入用户，管内水的流速为4m/s4m/s，被，被引入引入5m5m高处的浴室。浴室内小水管内径为高处的浴室。浴室内小水管内径为1.0cm1.0cm。求。求浴室小管中水的流速和压强。浴室小管中水的流速和压强。解解:设室外水管截面积为设室外水管截面积为S S1 1、流速为、流速为v v1 1、浴室小水管、浴室小水管的截面积为的截面积为S S2 2、
15、流速为、流速为v v2 2。将水视为理想流体，则。将水视为理想流体，则由连续性方程可得小管中流速由连续性方程可得小管中流速 由伯努利方程有由伯努利方程有第21页，共47页，编辑于2022年，星期一故小水管中水的压强为故小水管中水的压强为 若将水龙头关闭，则小水管中水的压强为若将水龙头关闭，则小水管中水的压强为 式中式中p p1 14104105 5Pa Pa、水的密度、水的密度1101103 3 kg/m3 kg/m3、h h2 2-h-h1 1=5m=5m 第22页，共47页，编辑于2022年，星期一第三节第三节 粘性流体的运动粘性流体的运动 第23页，共47页，编辑于2022年，星期一它是
16、描述各层流速变化快它是描述各层流速变化快慢的物理量，在不同流层慢的物理量，在不同流层处速度梯度的大小一般不处速度梯度的大小一般不相同，它是空间位置的函相同，它是空间位置的函数，数，一、牛顿粘性定律一、牛顿粘性定律 速度梯度速度梯度定义为在流层法线方向上流层间流定义为在流层法线方向上流层间流速的变化率速的变化率dv/dz。第24页，共47页，编辑于2022年，星期一牛顿粘性定律牛顿粘性定律粘性流体作定常流动时，相邻两层流体之间的内粘性流体作定常流动时，相邻两层流体之间的内摩擦力的大小与两层的接触面积摩擦力的大小与两层的接触面积S S及该处的速度梯及该处的速度梯度成正比度成正比 比例系数比例系数
17、称为流体的粘度，单位是称为流体的粘度，单位是PasPas，有时也，有时也用用P P(PoisePoise，泊，泊)，1P=0.1Pas,1P=0.1Pas,它是描述流体粘性它是描述流体粘性的物理量。遵循牛顿粘性定律的流体称为的物理量。遵循牛顿粘性定律的流体称为牛顿流体牛顿流体，其切应力与切变率之比为常量，例如水、酒精、血其切应力与切变率之比为常量，例如水、酒精、血浆等。否则切应力与切变率呈非线性为浆等。否则切应力与切变率呈非线性为非牛顿流体非牛顿流体，例如血液等。例如血液等。第25页，共47页，编辑于2022年，星期一二、层流与湍流二、层流与湍流 雷诺数雷诺数 1 1层流与湍流层流与湍流 各流
18、层不相混合而只作相对滑动的流动称为各流层不相混合而只作相对滑动的流动称为层流层流。当。当流体内部的压强差加大、流速增大时，层流将遭破坏，流体内部的压强差加大、流速增大时，层流将遭破坏，流体作紊乱而不稳定的运动，流体质元出现垂直于流流体作紊乱而不稳定的运动，流体质元出现垂直于流动方向的分速度，这种流动称为动方向的分速度，这种流动称为湍流湍流。第26页，共47页，编辑于2022年，星期一第27页，共47页，编辑于2022年，星期一2雷诺数雷诺数粘性流体的流动状态可以用雷诺数粘性流体的流动状态可以用雷诺数Re作为判据作为判据实验结果表明：实验结果表明：Re2000时，流体在管内作湍流；时，流体在管内
19、作湍流；1000Re2000时，流动状态不稳定，为过渡流。时，流动状态不稳定，为过渡流。第28页，共47页，编辑于2022年，星期一三、粘性流体的伯努利方程三、粘性流体的伯努利方程 当流管为均匀水平管时，当流管为均匀水平管时，v v1 1v v2 2，h h1 1h h2 2，这表，这表明在均匀水平管两端必须维持一定的压强差才能使明在均匀水平管两端必须维持一定的压强差才能使粘性流体在管中作匀速流动粘性流体在管中作匀速流动第29页，共47页，编辑于2022年，星期一压强的减小是压强的减小是单位体积流体能量损失单位体积流体能量损失的表现，即的表现，即单位体积流体所损失的能量与流经的路程长度成单位体
20、积流体所损失的能量与流经的路程长度成正比，这种均匀地分布在流程上的能量损失称为正比，这种均匀地分布在流程上的能量损失称为沿程能量损失沿程能量损失。除此之外，流体流经弯管或阀门等处时，还会除此之外，流体流经弯管或阀门等处时，还会有额外的能量损失，这种集中发生在某些局部有额外的能量损失，这种集中发生在某些局部的额外能量损失称为的额外能量损失称为局部能量损失局部能量损失。第30页，共47页，编辑于2022年，星期一四、斯托克斯定律四、斯托克斯定律 当固体小球在流体中运动速度很小时，将受到粘性阻当固体小球在流体中运动速度很小时，将受到粘性阻力力f f的作用，其大小与小球运动速率的作用，其大小与小球运动
21、速率v v、小球半径、小球半径r r以以及流体粘度成正比，比例系数为及流体粘度成正比，比例系数为6 6，即，即 当小球在静止液体中下落时，至粘性阻力、浮力与当小球在静止液体中下落时，至粘性阻力、浮力与重力达到平衡时，小球下落速率达最大重力达到平衡时，小球下落速率达最大v vT T。并以此速。并以此速率作匀速下落，率作匀速下落，v vT T 被称为小球下落的被称为小球下落的终极速度终极速度，满足，满足平衡方程平衡方程得：得：第31页，共47页，编辑于2022年，星期一第四节第四节 泊肃叶定律泊肃叶定律 第32页，共47页，编辑于2022年，星期一式中式中 为流体粘度、为流体粘度、L L为沿管轴向
22、出现压强差为沿管轴向出现压强差（p p1 1p p2 2）的距离、的距离、R R为圆管半径，其中为圆管半径，其中（p p1 1p p2 2）/L L为沿管轴为沿管轴向的压强变化率，称为向的压强变化率，称为压强梯度压强梯度。一、泊肃叶定律一、泊肃叶定律 当不可压缩的牛顿流体在水平均匀圆管中作当不可压缩的牛顿流体在水平均匀圆管中作层流时，各流层为一系列同轴的圆筒状薄层，紧贴层流时，各流层为一系列同轴的圆筒状薄层，紧贴管壁处的流速为零，管轴线处流速最大，而管中距管壁处的流速为零，管轴线处流速最大，而管中距管轴线管轴线r r远的流层速度则为远的流层速度则为 第33页，共47页，编辑于2022年，星期一
23、液体的流量与管子两端的压强梯度液体的流量与管子两端的压强梯度（p p1 1p p2 2）/L L成成正比，在给定压强梯度的条件下，液体的流量与正比，在给定压强梯度的条件下，液体的流量与管子半径的四次方成正比，与液体的粘度成反比：管子半径的四次方成正比，与液体的粘度成反比：泊肃叶定律泊肃叶定律:泊肃叶定律给出了不可压缩的牛顿流体在水平均匀圆泊肃叶定律给出了不可压缩的牛顿流体在水平均匀圆管中作层流时，其流量与压强梯度、管子几何形状以管中作层流时，其流量与压强梯度、管子几何形状以及流体粘性之间的关系。及流体粘性之间的关系。第34页，共47页，编辑于2022年，星期一定义定义流阻流阻泊肃叶定律泊肃叶定
24、律 不可压缩的牛顿流体在水平均匀圆管中作层流时，不可压缩的牛顿流体在水平均匀圆管中作层流时，其流量与管两端的压强差成正比，与流阻成反比。流阻其流量与管两端的压强差成正比，与流阻成反比。流阻 R Rf f 的单位是的单位是 其数值取决于管子的长度、半径和其数值取决于管子的长度、半径和流体的粘度，它表征着流体的粘性与管子几何形状对流流体的粘度，它表征着流体的粘性与管子几何形状对流动的阻碍作用。动的阻碍作用。当流体流过几个当流体流过几个“串联串联”的流管时，则总流阻的流管时，则总流阻 若各流管若各流管“并联并联”，则有，则有 第35页，共47页，编辑于2022年，星期一二、二、泊肃叶定律的推导泊肃叶
25、定律的推导 1 1流速按管半径的分布流速按管半径的分布设不可压缩的牛顿流体在半径为设不可压缩的牛顿流体在半径为R R的水平均匀圆管中作的水平均匀圆管中作层流，取其中长为层流，取其中长为L L、半径为、半径为r r的同轴圆柱形流体元为的同轴圆柱形流体元为研究对象，如图所示，该流体元所受到的压力差为研究对象，如图所示，该流体元所受到的压力差为 ，而周围流体作用于其侧表面的粘性力为，而周围流体作用于其侧表面的粘性力为 当管内流体作层流时，以上两力相平衡当管内流体作层流时，以上两力相平衡 第36页，共47页，编辑于2022年，星期一2.2.流量流量 取半径为取半径为r rr r+d+dr r的同轴圆筒
26、状流层，其横截面积的同轴圆筒状流层，其横截面积 ，则流过该横截面的流体流量为，则流过该横截面的流体流量为 积分可得圆管中总流量积分可得圆管中总流量 表明管中各层流速表明管中各层流速v v沿管径沿管径r r的方向呈抛物线分布。的方向呈抛物线分布。在管壁处在管壁处r rR R，v v=0=0；在管轴处；在管轴处r r0 0，流速有最大值，流速有最大值 第37页，共47页，编辑于2022年，星期一第五节第五节 血流动力学与流变学基础血流动力学与流变学基础我们将物质所具有的流动与变形的性质称为我们将物质所具有的流动与变形的性质称为流变流变性性。血液流变学血液流变学是研究血循环系统中的流变现象以是研究血
27、循环系统中的流变现象以及血液、血管的流变特性的学科。及血液、血管的流变特性的学科。第38页，共47页，编辑于2022年，星期一一、心脏的功与功率一、心脏的功与功率1.1.血液循环系统的物理模型血液循环系统的物理模型 血液由左心室射出经主血液由左心室射出经主动脉、大动脉、小动脉、毛动脉、大动脉、小动脉、毛细血管运送到全身，再由小细血管运送到全身，再由小静脉经上、下腔静脉回到右静脉经上、下腔静脉回到右心房，这一过程称为心房，这一过程称为体循环体循环。右心室射出的血液经肺动脉、右心室射出的血液经肺动脉、毛细血管、肺静脉回到左心房，毛细血管、肺静脉回到左心房，这一过程称为这一过程称为肺循环肺循环。两种
28、循。两种循环同时进行组成整个血循环环同时进行组成整个血循环系统。系统。第39页，共47页，编辑于2022年，星期一2.2.心脏的功心脏的功 利用粘性流体的伯努利方程式可近似估计体循环中单利用粘性流体的伯努利方程式可近似估计体循环中单位体积血液的能量损耗位体积血液的能量损耗 由于进入右心房的血液流速与压强均很小，可视为零，由于进入右心房的血液流速与压强均很小，可视为零，且血液出、进心脏的高度变化也可忽略，故上式可写为且血液出、进心脏的高度变化也可忽略，故上式可写为依据功能原理，左心室射血时对单位体积血液所作依据功能原理，左心室射血时对单位体积血液所作的功应为的功应为 式中式中v v1 1为血液进
29、入主动脉的流速、为血液进入主动脉的流速、p p1 1为主动脉的平均为主动脉的平均血压。血压。第40页，共47页，编辑于2022年，星期一血液进入肺动脉的流速与血液进入肺动脉的流速与v v1 1大致相等，而肺动脉的平大致相等，而肺动脉的平均血压为均血压为p p1 1的的1/61/6，在肺循环中右心室射血时对单位体，在肺循环中右心室射血时对单位体积血液所作的功为积血液所作的功为 故可知整个心脏输出单位体积血液所作的功故可知整个心脏输出单位体积血液所作的功心脏每收缩一次所作的功心脏每收缩一次所作的功AVAV称为称为每搏功每搏功，V V为每次搏动为每次搏动射出的血液体积，称为射出的血液体积，称为每搏输
30、出量每搏输出量。3.3.心脏的平均功率心脏的平均功率心脏对血液所作的平均功率为心脏对血液所作的平均功率为式中式中Q Q为心脏在单位时间的血流输出量。为心脏在单位时间的血流输出量。第41页，共47页，编辑于2022年，星期一二、人体血循环系统中的血流特点二、人体血循环系统中的血流特点 1循环系统中重力的作用循环系统中重力的作用 某人心脏部位的动、静脉压分别是13.33kPa与0.27kPa。取平卧位时头部、足部的动脉压均为12.66 kPa，静脉压均为0.67kPa。当取站立位时，头部的动、静脉压分别减少5.87kPa而为6.79kPa与-5.20kPa；足部的动、静脉压则分别增加11.73kP
31、a而为24.39kPa与12.40kPa。依据伯努利方程分析，相对于心脏，头部的位置升高，血压降低；足部的位置降低，血压升高。此现象提示测量血压时应有固定的体位与测量部位。第42页，共47页，编辑于2022年，星期一2 2循环系统中的血压分布循环系统中的血压分布血管壁的弹性使动脉管周期性地扩张与收缩，管内血管壁的弹性使动脉管周期性地扩张与收缩，管内血压与容积也发生周期性变化，这就是血压与容积也发生周期性变化，这就是脉搏脉搏，它的，它的周期与心动周期一致。脉搏以波动形式沿血液流周期与心动周期一致。脉搏以波动形式沿血液流向传播形成向传播形成脉搏波脉搏波。左心室收缩射血时，主动脉血压达最大值称为左心
32、室收缩射血时，主动脉血压达最大值称为收缩压收缩压。左心室舒张时，主动脉回缩将血液注入血管，血压左心室舒张时，主动脉回缩将血液注入血管，血压随之下降，其最低值称为随之下降，其最低值称为舒张压舒张压。动脉中的血压在。动脉中的血压在两者之间周期性变化。两者之差称为两者之间周期性变化。两者之差称为脉压脉压。脉压。脉压沿主动脉、大动脉逐渐减小，到小动脉几乎消失。沿主动脉、大动脉逐渐减小，到小动脉几乎消失。第43页，共47页，编辑于2022年，星期一由于血液具有粘性，它的流动必靠压强差来维持。因此从主动脉由于血液具有粘性，它的流动必靠压强差来维持。因此从主动脉到腔静脉血压是依次递降的。正常人体主动脉平均血
33、压约为到腔静脉血压是依次递降的。正常人体主动脉平均血压约为13.3kPa13.3kPa，进入小动脉约为，进入小动脉约为11.3kPa11.3kPa，到毛细血管约为，到毛细血管约为4kPa4kPa，静脉，静脉已降至已降至1.33kPa1.33kPa左右。左右。血压的下降是不均匀的，在小动脉段下降最快。各段血管的高度血压的下降是不均匀的，在小动脉段下降最快。各段血管的高度变化不大，血液总流量相同，流阻大处压强差大。小动脉较大动变化不大，血液总流量相同，流阻大处压强差大。小动脉较大动脉的管径变化较大而分支管数又较多，此段流阻最大，约占体循脉的管径变化较大而分支管数又较多，此段流阻最大，约占体循环总流
34、阻的环总流阻的5353，故血压下降迅速。，故血压下降迅速。第44页，共47页，编辑于2022年，星期一3.3.循环系统中的血流速度循环系统中的血流速度 静息状态，心室输出与心房回流的流量相等。静息状态，心室输出与心房回流的流量相等。由连续性方程分析可知由于各段血管的总截面积不由连续性方程分析可知由于各段血管的总截面积不等，流速也必不同。毛细血管的总截面积最大，血等，流速也必不同。毛细血管的总截面积最大，血液在此段流速最小，主动脉中血液流速最大。液在此段流速最小，主动脉中血液流速最大。血细胞两侧流速不同，根据伯努利方程可知流血细胞两侧流速不同，根据伯努利方程可知流速小处压强大，于是血细胞受到一个
35、指向管轴的推速小处压强大，于是血细胞受到一个指向管轴的推力，使它在旋转的同时将向管轴靠近，此现象称为力，使它在旋转的同时将向管轴靠近，此现象称为血细胞的轴向集中血细胞的轴向集中。第45页，共47页，编辑于2022年，星期一三、血液的粘度及其影响因素三、血液的粘度及其影响因素 1 1血液的粘度血液的粘度 血液是非牛顿流体，其粘度血液是非牛顿流体，其粘度 是流场切变是流场切变率率 函数，即在不同的切变率下有不同的粘度函数，即在不同的切变率下有不同的粘度值。我们将在某一切变率下的粘度称为在该切变值。我们将在某一切变率下的粘度称为在该切变率时的率时的表观粘度表观粘度对牛顿流体，对牛顿流体，等于常量，对
36、于非牛顿流体，等于常量，对于非牛顿流体，其是变量。其是变量。血液的表观粘度血液的表观粘度 与血浆粘度与血浆粘度 的比值称为血液的比值称为血液的的相对度相对度血液具有血液具有屈服应力屈服应力，即欲使血液发生流动所需施以，即欲使血液发生流动所需施以的最小切应力。的最小切应力。第46页，共47页，编辑于2022年，星期一3 3影响血液粘度的因素影响血液粘度的因素血液的粘度与血液成份及其性质有关血液的粘度与血液成份及其性质有关 血液的粘度与血液内、外在的物理、化学条件有血液的粘度与血液内、外在的物理、化学条件有关关 血液粘度值还与测量条件有关血液粘度值还与测量条件有关 在正常生理条件下，上述诸因素会在一定测量范在正常生理条件下，上述诸因素会在一定测量范围内波动，这就使血液粘度有一定的正常值范围。围内波动，这就使血液粘度有一定的正常值范围。4 4血液粘度的临床意义血液粘度的临床意义 血液粘度作为一项检测指标具有临床诊断意义血液粘度作为一项检测指标具有临床诊断意义改变血液粘度具有临床治疗意义改变血液粘度具有临床治疗意义 第47页，共47页，编辑于2022年，星期一