血液流變學(xué)基礎(chǔ)(2014)

1、12345拉伸拉伸壓縮壓縮彎曲彎曲剪切剪切扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)6彈性形變：形變不超過一定限度，撤去彈性形變：形變不超過一定限度，撤去外力后，物體能夠完全恢復(fù)原狀的形變外力后，物體能夠完全恢復(fù)原狀的形變塑性形變：形變超過一定限度，撤去外塑性形變：形變超過一定限度，撤去外力后，物體不能夠完全恢復(fù)原狀的形變力后，物體不能夠完全恢復(fù)原狀的形變780ll線應(yīng)變線應(yīng)變0l0llF F 體應(yīng)變體應(yīng)變0VV FF9物體上兩互相垂直的微物體上兩互相垂直的微小線段，在其形變后其小線段，在其形變后其角度的改變值角度的改變值A(chǔ) AtgO A 切應(yīng)變切應(yīng)變 應(yīng)變特點(diǎn)：沒單位的純數(shù)應(yīng)變特點(diǎn)：沒單位的純數(shù), ,與原來(lái)的長(zhǎng)度、體積與原來(lái)

2、的長(zhǎng)度、體積或形狀都沒關(guān)系或形狀都沒關(guān)系1011 法向應(yīng)力：法向應(yīng)力：SFndSdFn切向應(yīng)力：切向應(yīng)力：SFdSdF表達(dá)式：表達(dá)式：SFTdFTdS12 1314EE E：楊氏模量，其大小由材料的性質(zhì)決定，：楊氏模量，其大小由材料的性質(zhì)決定，并受溫度的影響。溫度一定時(shí)，并受溫度的影響。溫度一定時(shí)，E E值不變值不變胡克定律：胡克定律：應(yīng)力不超過一定極限，應(yīng)力與應(yīng)力不超過一定極限，應(yīng)力與應(yīng)變成正比應(yīng)變成正比 遵從的規(guī)律遵從的規(guī)律1516 1718 192021 時(shí)間時(shí)間應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)變時(shí)間時(shí)間22 應(yīng)力應(yīng)力時(shí)間時(shí)間2.時(shí)間時(shí)間應(yīng)變應(yīng)變23 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)變?nèi)纾貉?、紅細(xì)胞如：血液、紅細(xì)胞24

3、應(yīng)力應(yīng)力時(shí)間時(shí)間應(yīng)變應(yīng)變時(shí)間時(shí)間25 26 27 28dxdvxvx0lim單位：?jiǎn)挝唬簊 s-1-1（1/1/秒）秒）29300vvxlvx31tdtd32xvtABAAtg33vtxvtx即即: :vtx剪變率剪變率速度梯度速度梯度得證得證xv 3435或或xvSFdxdv. 或或xvsFdxdvsF3637dxdvsF.38.394041 法國(guó)生理學(xué)家。他長(zhǎng)期研究血液在血法國(guó)生理學(xué)家。他長(zhǎng)期研究血液在血管內(nèi)的流動(dòng)。在求學(xué)時(shí)代即已發(fā)明血壓計(jì)管內(nèi)的流動(dòng)。在求學(xué)時(shí)代即已發(fā)明血壓計(jì)用以測(cè)量狗主動(dòng)脈的血壓。他發(fā)表過一系用以測(cè)量狗主動(dòng)脈的血壓。他發(fā)表過一系列關(guān)于血液在動(dòng)脈和靜脈內(nèi)流動(dòng)的論文列關(guān)于血液

4、在動(dòng)脈和靜脈內(nèi)流動(dòng)的論文（最早一篇發(fā)表于（最早一篇發(fā)表于1819年），其中年），其中1840-1841年發(fā)表的論文年發(fā)表的論文小管徑內(nèi)液體流動(dòng)的小管徑內(nèi)液體流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)研究對(duì)流體力學(xué)的發(fā)展起了重要作對(duì)流體力學(xué)的發(fā)展起了重要作用。他在文中指出，用。他在文中指出，流量與單位長(zhǎng)度流量與單位長(zhǎng)度上的壓力降與管徑的四次方成正比上的壓力降與管徑的四次方成正比。此定律后稱為泊肅葉定律。由于德國(guó)工程此定律后稱為泊肅葉定律。由于德國(guó)工程師師GHL哈根在哈根在1839年曾得到同樣的結(jié)年曾得到同樣的結(jié)果，果，奧斯特瓦爾德在奧斯特瓦爾德在1925年建議稱該年建議稱該定律為哈根定律為哈根-泊肅葉定律泊肅葉定律 4

5、2 泊肅葉和哈根的經(jīng)驗(yàn)定律是泊肅葉和哈根的經(jīng)驗(yàn)定律是GG斯斯托克斯于托克斯于1845年建立的關(guān)于粘性流體運(yùn)年建立的關(guān)于粘性流體運(yùn)動(dòng)基本理論的重要實(shí)驗(yàn)證明?，F(xiàn)在流體動(dòng)基本理論的重要實(shí)驗(yàn)證明?，F(xiàn)在流體力學(xué)中常把粘性流體在圓管道中的流動(dòng)力學(xué)中常把粘性流體在圓管道中的流動(dòng)稱為泊肅葉流動(dòng)。醫(yī)學(xué)上把小血管管壁稱為泊肅葉流動(dòng)。醫(yī)學(xué)上把小血管管壁近處流速較慢的流層稱為泊肅葉層近處流速較慢的流層稱為泊肅葉層 1913年，英國(guó)年，英國(guó)RM迪利和迪利和PH帕帕爾建議將動(dòng)力粘度的單位以泊肅葉的名爾建議將動(dòng)力粘度的單位以泊肅葉的名字命名為泊（字命名為泊（poise），），1泊泊1達(dá)因達(dá)因秒秒/厘米厘米。1969年國(guó)際計(jì)

6、量委員會(huì)建議的年國(guó)際計(jì)量委員會(huì)建議的國(guó)際單位制（國(guó)際單位制（SI）中，動(dòng)力粘度單位改）中，動(dòng)力粘度單位改用用帕斯卡帕斯卡秒秒，1帕斯卡帕斯卡秒秒10泊泊 43r0rv44r0rv)(4220rrlpv45r0rvplrQ84040()8rQpghl46408rlR408rpQplRpRQ47tVQ plrQ840plrtV840plVtr8404849gemFVrRF50515253 t5400形變，形變， 流動(dòng)流動(dòng)屈服應(yīng)力屈服應(yīng)力( ) )(55)/(t5657塑性流體在管中流動(dòng)時(shí)，塑性流體在管中流動(dòng)時(shí)，軸線附近的塑性流體所受的剪軸線附近的塑性流體所受的剪應(yīng)力小于它的屈服應(yīng)力，應(yīng)力小于它的屈

7、服應(yīng)力，因此這種流體類似固體在管中因此這種流體類似固體在管中平移；壁面附近的流體則因剪應(yīng)力超過屈服應(yīng)力而處于平移；壁面附近的流體則因剪應(yīng)力超過屈服應(yīng)力而處于流動(dòng)狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)5859非牛頓流體分類非牛頓流體分類 有屈服應(yīng)力有屈服應(yīng)力無(wú)屈服應(yīng)力無(wú)屈服應(yīng)力膨脹性流體膨脹性流體擬塑性流體擬塑性流體脹塑性流體脹塑性流體假塑性流體假塑性流體賓漢流體賓漢流體60616263646566 屈服應(yīng)力跟流體屈服應(yīng)力跟流體的性質(zhì)有關(guān)，不同的的性質(zhì)有關(guān)，不同的非牛頓流體的屈服應(yīng)非牛頓流體的屈服應(yīng)力一般都不同，即各力一般都不同，即各曲線中的曲線中的 不同。不同。067)(fa68tgaA00 tga69. 70 卡森方

8、程卡森方程cc：卡森粘度：卡森粘度：卡森屈服應(yīng)力：卡森屈服應(yīng)力l 符合卡森方程的流體稱為卡森流體符合卡森方程的流體稱為卡森流體l 卡森方程對(duì)人血和牛血是成立的卡森方程對(duì)人血和牛血是成立的71由卡森方程由卡森方程cc作出卡森方程的流動(dòng)曲線（兩種作法）：作出卡森方程的流動(dòng)曲線（兩種作法）：1()cc72由卡森方程由卡森方程tgcc2tgc1()cc卡森粘度卡森粘度l 可見，卡森粘度是一個(gè)定值，這與非牛頓流體可見，卡森粘度是一個(gè)定值，這與非牛頓流體的粘度是變量相矛盾。那么，卡森粘度究竟具有的粘度是變量相矛盾。那么，卡森粘度究竟具有什么含義？我們看看它與表觀粘度的關(guān)系，弄清什么含義？我們看看它與表觀粘度的關(guān)系，弄清這個(gè)問題，它的含義就清楚了這個(gè)問題，它的含義就清楚了 卡森粘度：卡森粘度：73又因?yàn)椋河忠驗(yàn)椋?卡森粘度和表觀粘度的關(guān)系：卡森粘度和表觀粘度的關(guān)系：按照定義，卡森流體的表觀粘度為：按照定義，