流体、血液的流动 医学教学课件VIP免费

第三章流体血液的流动医学物理学1第一页，共四十页。目录一、流体二、流体的运动三、血液的层流2第二页，共四十页。§1.1流体与我们周围的世界包括气体和液体流体——与固体不同，流体是一种可以流动的物质。流体能适应我们将其放入的任何容器内壁的形状。一、Fluids——在我们的生活中起着极为重要的作用。§1.2流体是什么？3第三页，共四十页。§1.3Density&Pressure流体——密度和压强刚体——质量和力密度压强VmVmSFpSF标量，kg/m3标量，N/m2，帕[斯卡]〔Pa〕4第四页，共四十页。例1-1一个起居室高2.4m，其地板的尺寸为长4.2m宽3.5m。(空气在200C,1atm下密度为1.21kg/m3〕(b)室内空气给地板的作用力有多大？(1.5x106N)(a)当压强为1.0atm时，室内的空气有多重？(420N))Pa(N/m1033.1dyn/cm1033.1psi1093.1atm1032.1water13.5mm1mmHgtorr12223235第五页，共四十页。§1.4静止流体潜水员和登山者所感知的压强通常叫做流体静压强(Staticpressureoffluids)。在静力平衡流体中，一点的压强只与该点的深度有关，与流体或容器的水平尺寸无关。mgFF121p1Fgm2p1y2y2FgyySSpSp)(2112)(2112yygppghpp0gaugepressureabsolutepressure6第六页，共四十页。[例]1-2一个初学使用水下呼吸器的潜水者在游泳池里练习潜水。在水面以下L处，在抛弃气罐前从气罐吸足了气体使肺膨胀，然后游向水面。可是他无视了指导而没有在上升过程中呼气。当他到达水面时，他受到外界的压强和他肺里的气压的差是9.3kPa。问他出发时的深度是多少？他面对什么样的致命危险？gLpp0gLppp0msmmkgPagpL95.0)/8.9)(/1000(9300237第七页，共四十页。§1.5测量压强水银气压计当气囊的压强降至心缩压以下时，血液湍流通过血管射出，产生声振动，从听诊器可以听到声音——称为Korotkoff音或K音。8第八页，共四十页。Inanincompressibleliquid,theincreaseinthepressureatanypointistransmittedundiminishedtoallotherpointsintheliquid.用液压杠杆可以将作用于一个给定距离的一个给定的力转变为作用于一个较小距离的较大的力。帕斯卡原理&液压杠杆§1.6Pascal’sLaw9第九页，共四十页。Whenabodyiscompletelyorpartiallyimmersedinafluid,thefluidexertsanupwardforceonthebodyequaltotheweightofthedisplacedfluid.gVgmFfwfbGFb§1.7Archimedes’Principle漂浮gmGfBuoyancy10第十页，共四十页。[例]1-3漂浮在海面的冰山的可见体积占多大比例？P.S.能看出冰和海水的密度分别为0.917x103kg/m3，1.024x103kg/m3gmmgf排水冰VVIceberg11第十一页，共四十页。§2.1理想流体在稳流〔或层流〕中，流体内任一固定点流速的大小和方向都不随时间改变。1〕稳流steadyflow二、流体的运动2〕不可压缩的流动3〕无粘性流动4〕无旋流动图2-1一缕上升的烟雾从稳流到非稳(湍)流的过渡。12第十二页，共四十页。图2-2在进行风洞试验时，烟在经过汽车的空气流中显示出流线。§2.2流线streamline,flowline可以通过加一种示踪剂使流体的流动看得见。示踪剂可以是在液体中注入的染料，也可以是加到气流中的烟雾颗粒。〔见右以下图〕两条流线不会相交示踪剂的每一小局部都形成一条流线，它就是流体流动时流体的一个微元所取的路径。13第十三页，共四十页。图2-3流体以稳定的速率向右通过一段长为L的管子。〔连续性方程〕§2.3TheContinuityEquationtSvxSVvtvStvSV22112211vSvS14第十四页，共四十页。〔连续性方程〕2211vSvS上式不仅能用于实际的管子，也可以用于任何所谓的流管——或者说是想象的由流线作管壁的管子。图2-4流管由形成边界的一组流线定义。体积流量在流管内所有的横截面积处必定相等。Rv是流体的体积流量(单位时间流过的体积)SI单位：m3/sconstSvRv15第十五页，共四十页。[例]1-4正常人其主动脉横截面积A0是3cm2，通过它的血液的流速是30cm/s。典型的毛细血管的横截面积A是3x10－7cm2,流速是1mm/s。这样一个人有多少毛细血管？亿或30103)/1.0)(103()/30)(3(9272...