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第IX章 血流动力学(第2节)
2020-10-18 19:28:47  作者:上海市生物物理学会  来源:互联网  浏览次数:0  文字大小:【】【】【
  •   第2节 心血管系统中血液流动流态

2  心血管系统中血液流动流态

心血管系统中血液流动流态—层流与湍流的描述

在下面各段对心血管血液流动规律作讨论之前,我们先对血液流动中的有关问题作些一般性的描述。血液在血管中流动是层流还湍流,这是人们关心的问题。因为流动形态不同其流动特征与分析方法也是不同的。

当流速比较低时,血液流动层次分明,没有横向的相互混杂。任何在具有振幅、频率和方向的随机小扰动都将因为流体的粘性作用而消除,这种流动称为层流。当流速较大时,流体中的粘性力不足以削弱和消除各种扰动,流体的运动将是杂乱无章的形式,呈现为湍流的流动变态。在这儿我们重复一下,在第II章中所描述湍流与层流互变的无量纲参量雷诺(Raynold)数,是如何用它来判断管段中的血液流动是层流还是湍流的。雷诺数(Reinold number)用Re来表示。即:Re=ρvD/η,式中ρ为流体比重,单位为g/cm3v为流体速度,单位为cm/sD为流管直径,单位为cmη为粘度,单位为泊,即为gs-1cm-1,是一个无量纲数。在物理意义上是流体运动的惯性力与黏性力之间的比值(说明:从纳维叶-斯托克斯方程中得到为:Re=ρvD/η=ρv2D2/vηD(ρv2/D)/(vη/D2)=惯性力/摩擦力)。当雷诺数由02300之间,多为层流;当雷诺数由2300或更大时多为涡流。如果流动为脉动流,在循环系统中,由于各血管段中血流速度不同,所对应的Re数也不同,表91给出了狗的相应Re数的比较。从Re的公式中可见,如流速越大,迁移惯性项越大,Re数也越大,当Re数超过某一临界值时,流体就会发生湍流。人体主动脉的速度为25cm/s。其Re1313R接近于但小于2300),一般也不会发生湍流。但是主动脉内流速是脉动的,瞬时的湍流尤其在主动脉瓣闭锁不全等病变情况下,流速非常大,可以在主动脉部形成湍流;另外,在某些病变情况下,如来重贫血病人,由于红细胞数量减小,引起血液粘度值下降,可能使此时的Re大于临界值,在局部血管段出现局部湍流流动,通常伴有音频信号(或称杂音)我们可以用听诊器听到,这就是应用听诊器通过听诊来诊断疾病的依据。血管内存在湍流对人体是种危害。因为湍流会在管壁产生高剪切应力而损伤内皮细胞,在湍流发生部位易形成动脉粥样硬化或导致病变加快加剧。

 

 

 

 

循环系统中不同区域的相对长度

94  血液循环系统中不同区域的血液压力波形示意图

 

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