血液流变学之流体力学
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2006-11-29 14:19:16
血液流变是生物力学的一个分支,是应用流体力学理论和方法研究血液在血管中流动规律以及影响因素,找到血液流动规律与生理和病理之间关系的一门边缘性学科。因此研究血液流变学必须懂得流体力学。
流体力学是物理力学的一个分支,主要是研究流体在外力作用下流动规律的学科。在此仅介绍一些概念,以便理解血液流变学理论。
流体和刚体:流体是指在受外力作用下物体内分子问不发生相对位移的物体,而刚体正相反。液体、气体是流体,固体是刚体。在作外力作用时流体要比刚体复杂得多。
流度和粘度:流度是指流体流动的难易程度,而粘度是指流体内擦力的大小,粘度与流度呈倒数关系。流体的流动除受外力影响外,还要受内在阻力的影响(粘度和流态)。
流态:流体的流动状态不同,流动参数之间的关系也是不同的。流体在流动过程中分为层流(流体每一点的流动方向一致)和湍流。一般低速的情况下,流体呈层流状态,而当流速增大雷诺常数超过3000后就多为湍流。而血液以在大动脉中流动雷诺常数也小于2000,因此人体动脉中的血流为层流流态。湍流的内阻力大于层流。
流层:在层流流态中,由于液体分子与管道固体之间存在较强的吸附力,所以会在固体表面形成一层不流层,而不流层液体分子与流动分子问的分子引力将减慢相邻层的流速,因此流体会出现中间流速快两边慢的层流现象。
切变力和切变速度:切变力就是流体在外力作用下发生变形时,根据反作用原理在流体内部产生的与外力相平衡的一种力,单位面积上所承受的切变力叫切变应力。切度速度就是流体在单位真径内流速的差异。即切度速度=速度差/距离。而粘度量化为切变应力和切变速度之比。
牛顿液体和非牛顿液体:粘度不随切变应力变化而变化的流体称为牛顿液体,粘度随切变应力变化而变化的流体称为非牛顿液体。
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