|
|
физика. Лечебное дело кейс задания зима 2021. Воронежский государственный медицинский университет имени Н. Н. Бурденко
ТЕЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЕМОДИНАМИКИ.
КЕЙСОВЫЕ ЗАДАНИЯ
Задание 1.
Жидкость протекает в гладкой трубе при числе Рейнольдса равным 2700
Какой характер имеет течение жидкости?
|
Re > 2300, следовательно турбулентное
|
Какие физические величины используются для расчета числа Рейнольдса?
|
Re = puDг = uDг = QDг, где
Ŋ ν νA
P – плотность среды, кг/м3
u – характерная скорость, м/с
Dг – гидравлический диаметр, м
Ŋ – динамическая вязкость среды, Па.с или кг/м.с
ν – кинематическая вязкость среды, м2/с
Q – объёмный расход потока, м3/с
А – площадь сечения канала, м2
|
Как повлияет изменение диаметра на число Рейнольдса?
|
Чем выше Dг, тем выше Re
|
Форма течения жидкости (или газа), при которой их элементы совершают движения по сложным траекториям
|
Турбулентное течение
|
Дайте определение критической скорости.
|
Скорость, при которой ламинарное течение переходит в турбулентное.
|
Задание 2.
По мере разветвления артериальной системы скорость кровотока уменьшается от 50 см/с в аорте до 0,5 см/с в капиллярах, в венозном участке возрастает до 20 см/с
|
Почему скорость течения в капиллярах в 1000 раз меньше чем в аорте?
|
Капилляры имеют наибольшую суммарную площадь сечения и максимально далеко расположены от сердца
|
Почему скорость течения в капиллярах раз меньше чем в венах?
|
Диаметр вен больше, чем диаметр капилляров
|
Где в кровеносном русле величин давления наибольшая?
|
Артерии (самая большая величина давления наблюдается в крупнейшей артерии – аорте)
|
Что приводит к уменьшению давления?
|
Расширение сосудов
|
Как будет меняться объемная скорость кровотока в системе артерии→капилляры→вены
|
Наибольшая в артериях
Наименьшая в капиллярах
Повышается в венах
| Задание 3.
Минутный объем кровотока в аорте равен суммарному расходу ее во всех других участках системы кровообращения
|
Чем обусловлено постоянство расхода крови в различных участках сосудистого русла?
|
Разностью давлений
|
Как изменится скорость кровотока при увеличении вязкости крови сосудов?
|
Уменьшится, т.к. вязкость равна силе трения между слоями. Чем больше трение, тем меньше скорость. Чем выше трение (т.е вязкость), тем ниже скорость кровотока. (Обратная пропорциональность)
|
Как повлияет на линейную скорость изменение диаметра артерий?
|
Чем больше диаметр, тем меньше линейная скорость (и наоборот).
U= 1/2 = Q/πR2
|
Как увеличение давления в сосудах повлияет на объемный кровоток?
|
Q = P1-P2/l * πR4/8
Разность давлений прямопропорциональна объёмному кровотоку, отсюда следует при увеличении давления объёмный кровоток увеличится
|
Длина артерии равна 11 см, вены 28 см, как размер сосудов повлияет на гидравлическое сопротивление?
|
W = 8*l / πR2
Длина сосуда прямопропорциональна гидравлическому сопротивлению. Длина артерии меньше длины вены, отсюда следует в артерии гидравлическое сопротивление меньше
| Задание 4. В ходе лабораторной работы студенты проводят измерение вязкости этилового спирта, диаметр трубки вискозиметра 1,6 мм.
От каких параметров зависит вязкость жидкостей?
|
От природы жидкости, температуры (чем выше температура, тем ниже вязкость).
|
К какому типу жидкости можно отнести этиловый спирт?
|
Этиловый спирт - ньютоновская жидкость
|
Как изменится скорость падения капель, если проводить опыт с 30%, 40%, 90% этиловым спиртом?
|
При росте концентрации этилового спирта в растворе вязкость также будет увеличиваться
|
Какие методы используются для измерения вязкости?
|
Для измерения концентрации используют капиллярный метод, метод Стокса и ротационный метод.
|
Принцип капиллярного метода измерения вязкости исследуемой жидкости.
|
Основан на уравнении Пуазейля: исследуемая жидкость и эталонная жидкость имеют равный объем и сравниваются по времени протекания через капилляр.
|
Задание 5.
Измерения давления на различных участках кровеносной системы показывают, что падение давления максимально в малых кровеносных сосудах – артериолах и капиллярах.
|
Чем обусловлено данное явление?
|
Это обусловлено удаленностью от сердца.
|
Как будет влить радиус сосудов на давление в капиллярах и артериях?
|
Чем меньше радиус, тем больше давление.
|
Как изменяется число Рейнольдса в капиллярах и артериях?
|
Число Рейнольдса изменяется прямо пропорционально радиусу сосуда, плотности крови и линейной скорости кровотока и обратно пропорционально вязкости крови.
|
Что определяет число Рейнольдса?
|
Число Рейнольдса определяет характер течения жидкости.
|
Какие типы течения выделяют?
|
Выделяют ламинарное течение (слои жидкости не смешиваются) и турбулентное (слои жидкости перемешиваются).
| Задание 6.
Относительно точные измерения критического числа Рейнольдса основаны на определении электрического сопротивления текущей крови, которое увеличивается
при возникновении турбулентности в кровеносном сосуде.
|
Чем обусловлено это явление?
|
Это явление обусловлено тем, что при турбулентном течении вязкость повышается, из-за чего растет сопротивление.
|
Как будет влиять изменение радиуса сосуда на гидравлическое сопротивление?
|
Чем выше радиус, тем ниже гидравлическое сопротивление.
|
Как будет влиять градиент давления крови в сосудах на среднюю скорость течения?
|
Чем выше градиент давления крови, тем ниже средняя скорость.
|
Какой характер течения крови в сосудистой системе при нормальных условиях?
|
В аортах и артериях турбулентное течения, а в мелких сосудах – ламинарное.
|
При каких условиях меняется течение крови из ламинарного в турбулентное?
|
Когда число Рейнольдса становится выше критического значения.
| Задание 7. При инъекции иногда возникает необходимость быстрого введения лекарственных веществ.
Как отразится на процедуре увеличение давления в шприце в два раза при введении лекарства?
|
Чем выше давление, тем выше скорость введения.
|
Как отразится на процедуре увеличение диаметра иглы в два раза?
|
Чем больше диаметр, тем выше скорость введения.
|
Какая характеристика лекарственного препарат будет влиять на скорость введения средства?
|
На скорость введения будет влиять вязкость препарата.
|
Дайте определение этой величине
|
Вязкость – это явление, обусловленное силами взаимного притяжения и теплового движения молекул данной жидкости.
|
Какому уравнению подчиняется течение жидкостей?
|
Уравнению Ньютона:
F = ŋ dv S
dx
|
Задание 8.
На рисунке представлена установка для измерения вязкости исследуемой жидкости.
|
Какой метод представлен на схеме?
|
На рисунке изображен метод Стокса
|
Какой принцип метода, лежит в определения вязкости, представленного на
схеме, опишите его преимущества и недостатки
|
В момент, когда движение шарика становится равномерным, сила тяжести становится равной сумме силы трения и силы Архимеда. Из этого равенства можно рассчитать вязкость жидкости. Метод Cтокса прост и точен, но требует большого объема исследуемой жидкости.
|
Какие силы действуют при падении шарика в вязкой среде?
|
Сила тяжести, сила Архимеда, сила трения.
|
Как влияет плотность эритроцитов на скорость оседания эритроцитов?
|
Чем выше плотность, тем ниже скорость оседания.
|
Как влияет вязкость плазмы на скорость оседания эритроцитов?
|
Чем выше вязкость, тем ниже скорость оседания.
| Задание 9.
На схеме представлена установка с двумя утолщениями
|
Для измерения какого параметра жидкости она используется?
|
Вязкость жидкости
|
Как называется совокупность методов измерения данного параметра?
|
Капиллярность
|
Какие типы жидкостей выделяют?
|
Ньютоновские и неньютоновские
|
Опишите принцип метода
|
Высота поднятия столба жидкости определяется при условии равенства дополнтельного давления и гидростатического давления столба
|
Опишите достоинства и недостатки метода
|
Метод наиболее прост по аппаратному оформлению и применяется там, где продолжительность формирования поверхности раздела фаз не ограничивается
| Задание 10.
|
Какая формула представлена на рисунке
|
Формула Пуазейля
|
Как из этой формулы можно выразить гидравлическое сопротивление? Дайте определение гидравлическому сопротивлению
|
Суммарные потери при движении жидкости по проводящим каналам
ω = 8Ŋl
Πr4
|
Дайте определение объемному кровотоку, запишите формулу
|
Объёмный кровоток – количество крови, проходящее через поперечное сечение сосуда за единицу времени
Q = P1 – P2
R
|
Дайте определение линейной скорости крови, запишите формулу
|
Линейная скорость крови – расстояние, которое проходит частица крови за единицу времени
V = Q
πR2
|
Как зависит объемный кровоток и линейная скорость от изменения радиуса сосудов?
|
Объёмный кровоток не меняется по ходу сосудистого русла
Линейная скорость зависит только от суммарного просвета сосудов
| |
|
|
Скачать 150.06 Kb.